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
• TORROBA, M. e ZAPATA, A. G. Aging of the Vertebrate Immune System. Microscopy Research and Technique, 62:477-481 (2003).
• AUERBACH, R. e RUBEN, L. N. Studies of antibody formation in Xenopus laevis. The Journal of Immunology, 104(5):1242-1246 (1970).
• MORALES, H. D. e ROBERT, J. Characterization of Primary and Memory CD8 T-Cell Responses against Ranavirus (FV3) in Xenopus laevis. Journal of Virology, 81(5):2240-2248 (2007).
• DU PASQUIER, L.; ROBERT, J.; COURTET, M.; MUßMANN, R. B-cell development in the amphibian Xenopus. Immunological Reviews, 175:201-213 (2000).
• ROLLINS-SMITH, L. A. e CONLON, J. M. Antimicrobial peptide defenses against chytridiomycosis, an emerging infectious disease of amphibian populations. Developmental and Comparative Immunology, 29:589-598 (2005).
• ANDRIANOV, G. N.; NOZDRACHEV, A. D.; RYZHOVA, I. V. The role of defensins in the excitability of the peripheral vestibular system in the frog: Evidence for the presence of communication between the immune and nervous systems . Hearing Research, 230:1-8 (2007).
• KIMURA, Y.; MADHAVAN, M.; CALL, M. K.; SANTIAGO, W.; TSONIS, P. A.; LAMBRIS, J. D.; DEL RIO-TSONIS, K. Expression of complement 3 and complement 5 in newt limb and lens regeneration. The Journal of Immunology, 170:2331-2339 (2003).
• BLAUSTEIN, A. R. e WAKE, D. B. The puzzle of declining amphibian populations. Scientific American, 272:52-57 (1995).
• KIESECKER, J. M.; BLAUSTEIN, A. R.; BELDEN, L. K. Complex causes of amphibian population declines. Nature, 410:681-684 (2001).
• CAREY, C.; COHEN, N.; ROLLINS-SMITH, L. Amphibian Declines: an immunological perspective. Developmental and Comparative Immunology, 23:459-472 (1999).
• ROBERT, J.; MORALES, H.; BUCK, W.; COHEN, N.; MARR, S.; GANTRESS, J. Adaptive immunity and histopathology in frog virus 3-infected Xenopus. Virology, 332(2):667-675 (2005).
• HEISER, J. B.; JANIS, C. M.; POUGH, F. H. A vida dos vertebrados. Ed.Ateneu, 699p (3ªEdição – 2003).
• WATANABE, M.; OHSHIMA, M.; MOROHASHI, M.; MAÉNO, M.; IZUTSU, Y. Ontogenic emergence and localization of larval skin antigen molecule recognized by adult T cells of Xenopus laevis: regulation by thyroid hormone during metamorphosis. Develop. Growth Differ., 45:77-84 (2003).
• ROLLINS-SMITH, L. A. Metamorphosis and the amphibian immune system. Immunological Reviews, 166:221-230 (1998).
• LAMBRIS, J. D.; REID, K. B. M.; VOLANAKIS, J. E. The evolution, structure, biology and pathophysiology of complement. Trends Immunology Today, 20(5):207-211 (1999).
Top Related