A evolução do sistema imune: AmphibiaA evolução do sistema imune: Amphibia

Ana Marcela Bergamasco, André Carvalho Lima, André Maia Chagas, Deborah Azzi-Nogueira, Ana Marcela Bergamasco, André Carvalho Lima, André Maia Chagas, Deborah Azzi-Nogueira,

Diogo Biagi, Henrique Borges da Silva, Luiz Felipe Zina GonçalvesDiogo Biagi, Henrique Borges da Silva, Luiz Felipe Zina Gonçalves

Imunologia 2007 - Profª Lourdes Isaac

Linhagem evolutiva monofilética

• tegumento

• trocas gasosas cutâneas

• papilla amphibiorum (ouvido)

• complexo operculum-plectrum (ouvido)

• bastonetes verdes

• dentes pedicelados

• músculo levator bulbi

AMPHIBIAAMPHIBIA

URODELA GYMNOPHIONAANURA

http://www.meioambientehp.hpg.ig.com.br/images/froggy.jpg http://www.solarexpert.com/fishing/red-salamander-large.jpg http://www.sbs.utexas.edu/sron/yasuni/esp/fotos/gymno.jpg

SISTEMA IMUNE AO LONGO DA EVOLUÇÃOSISTEMA IMUNE AO LONGO DA EVOLUÇÃO

Principal modelo utilizado é o gênero Xenopus:

• sistema imune mais bem estudado dentre os ectotérmicos.

• sistema imune comparável ao de mamíferos: restrição ao MHC I e II e rearranjo de genes de TCRs e Igs.

Outros modelos:

MODELOS ESTUDADOSMODELOS ESTUDADOS

http://www.iacuc.arizona.edu/training/xenopus/images/xenopus.jpg

http://www.wildanimalsonline.com/amphibians/tigersalamander-ambystomatigrinum.jpg

Ambystoma

http://gutt.sg.free.fr/Images/bufo%20bufo.JPG

Bufo Rana

http://www.cpsnaturalessences.com/tiendav/images/AE03Rana.jpg

• Proteção rápida e não específica.

• Células fagocitárias que podem fagocitar um

patógeno diretamente. - macrófagos e

neutrófilos.

• Células natural killers (NK), como outros Vertebrata -

resposta citotóxica imediata contra alvos infectados por

vírus ou de tumor.

IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIAIMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA

http://www.healingcancernaturally.com/Maars_Image3.jpg

http://images.encarta.msn.com/xrefmedia/sharemed/targets/images/pho/t012/T012921A.jpg

http://www.dkimages.com/discover/previews/961/50311231.JPG

• Linfócitos intraepiteliais –Primeira linha de defesa, e talvez

funções imunorregulatórias. Expressão de TCR delta/gama.

• Defensinas:

- antibiótico e antifúngico de amplo espectro

- iniciam e estimulam a resposta imune inata

- integram respostas imunes inatas e adquiridas

- comunicação entre sistema imune e nervoso: influência na

participação de neurônios na resposta inflamatória e

modulação de efeitos pós-sinápticos. Estudo feito em Rana.

IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIAIMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA

• Peptídeos antimicrobianos:

- 20 a 46 resíduos de aminoácidos

- básicos e anfipáticos

- ação contra grande variedade de

microorganismos: bactérias, leveduras, etc.

- detalhes de produção, ação, regulação,

etc, ainda não são conhecidos.http://www.btools.com/images/peptide.jpg

http://www.doembi.ucla.edu/People/Eisenberg/Gallery/Defensin.gif

Sistema complemento, como outros Vertebrata:

• via alternativa – ativação pela presença de microorganismo

• via clássica – ativado por anticorpos ligados a antígenos

• via da lectina – deve ser ancestral

• formação do complexo de ataque à membrana

IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIAIMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA

http://www.cartage.org.lb/en/themes/sciences/lifescience/GeneralBiology/Physiology/LymphaticSystem/GeneralDefenses/complement.gif

• Toll-Like Receptors (TLRs):

- resultados de análises filogenéticas em Xenopus: TLRs tanto fish-type

quanto mammalian-type.

- expressão ubíqua no girino e no adulto: TLRs parecem ser importantes na

proteção contra infecções em ambas as fases de vida.

IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIAIMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA

http://images.google.com.br/images?q=toll+like+receptor&gbv=2&ndsp=20&svnum=10&hl=pt-BR&start=40&sa=N

Anuros: similar ao de mamíferos.

• linfócitos T com expressão de TCRs

• linfócitos B com expressão de Igs

• heterogeneidade de Igs, rearranjo somático e junção

combinatória de elementos V, D e J com cadeias leves

e pesadas

• citocinas derivadas de linfócitos

• genes MHC I e MHC II

• respostas T citotóxicas e auxiliares restritas ao MHC registradas em adultos

• possuem timo e baço

• não possuem linfonodos e medula linfopoiética. Centros germinativos não foram

ainda descritos

IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIAIMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA

http://www.yesnet.yk.ca/schools/wes/webquests_themes/frogs_theme/frogs_K/frog_species/barred/images/barred_leaf_frog_jpg.jpg

Urodelos:

• linfócitos T com expressão de TCRs

• linfócitos B com expressão de Igs

• genes MHC I e II sem funcionamento reconhecido na apresentação de

antígenos

• resposta de anticorpos in vivo é tipicamente menos robusta do que em

anuros. Ainda não há explicação para esse fato, nem se sabe se urodelos

seriam mais susceptíveis a infecções.

IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIAIMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA

http://pinker.wjh.harvard.edu/photos/santa_barbara_california/images/salamander%20portrait.jpg

IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIAIMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA

Ontogênese do sistema imune adquirido de Xenopus

METAMORFOSE E REGENERAÇÃOMETAMORFOSE E REGENERAÇÃO

Regeneração

• monócitos e linfócitos circulantes caem 50% na amputação

• macrófagos e neutrófilos removem fragmentos celulares

• perda do potencial regenerativo está associado ao

refinamento do sistema imune

Metamorfose

•importante evento na vida do organismo: grande

remodelamento do sistema imune.

• alguns componentes do sistema imune maturam só depois

da metamorfose.

• Nas espécies estudadas, a imunocompetência total só é

atingida depois da metamorfose.

•Sistema imune adquirido não é inteiramente funcional na fase larval.

• A expressão de MHC em girinos é quase nula e se estabelece após a metamorfose.

• Todas as TLR tem expressão ubíqua no girino e no adulto.

• Reorganização do sistema imune deve eliminar linfócitos desnecessários que

poderiam ser destrutivos na presença de novos antígenos adultos.

•As condições nas quais girinos sofrem a metamorfose deve ter profundas

conseqüências na sua imunocompetência. Quando animais sofrem metamorfose cedo

demais o sistema imune pode ser seriamente comprometido, com grandes perdas de

linfócitos, por exemplo.

METAMORFOSEMETAMORFOSE

IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIAIMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA

Aging:

• maior mortalidade e menor fecundidade a partir de certa idade - sistemas

imune, endócrino e nervoso;

• imune: menor resistência a outros organismos e maior autoimunidade, com a

incidência de diversas doenças.

- Causa: Involução do timo

- Vernal Rebuilding: acentuado em

jovens e deficiente em senescentes.

Plytyczt et al., 1995

FATORES QUE MODIFICAM O SISTEMA IMUNE DE ANFÍBIOSFATORES QUE MODIFICAM O SISTEMA IMUNE DE ANFÍBIOS

• Temperatura

• Mudanças internas (principalmente na época da metamorfose)

• Mudanças ambientais (antrópicas ou não)

• Luz UV (especialmente em larvas – TALVEZ!!!)

• Flutuações na população – TALVEZ!!!

• Metais pesados – TALVEZ!!!

CASO ESPECIAL: O DECLÍNIO DOS ANFÍBIOSCASO ESPECIAL: O DECLÍNIO DOS ANFÍBIOS

• Reconhecido como fenômeno global pela primeira vez em 1990.

• Em alguns casos está claramente ligado a mudanças ambientais, em

outros, a associação não é clara - doenças infecciosas (fungo Chytris,

Iridoviridae, doenças bacterianas, etc).

http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/resources/Grzimek_herps/Dendrobatidae/Dendrobates_auratus.jpg/view.html

http://www.20minutos.es/noticia/146612/0/plan/madrid/anfibios/

http://www.fmvz.unam.mx/fmvz/departamentos/patologia/microscopia.htm

Dendrobates auratus Batrachochytrium dendrobatidis Iridoviridae

CASO ESPECIAL: O DECLÍNIO DOS ANFÍBIOSCASO ESPECIAL: O DECLÍNIO DOS ANFÍBIOS

Aumento na susceptibilidade à novos agentes infecciosos:

• Exposição à novos patógenos (relacionados com

mudanças antrópicas ou não).

• Novos patógenos: imunossupressores.

• Alterações ambientais:

- - fazem com que um patógeno antes encontrado raramente na água ou no solo passe a ter presença prevalente.

- - estressam o hospedeiro, fazendo com que produza certos hormônios que causam um aumento na virulência de patógenos.

- - combinações de alterações ambientais “sub-letais” causam mudanças no sistema neuroendócrino: imunossupressão.

-- Exposição a contaminantes ambientais: também com efeito imunossupressor.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

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