21.6: A resposta imune contra patógenos

Objetivos de

Ao final desta seção, você poderá:

• Explicar o desenvolvimento da competência imunológica
• Descreva a resposta imune da mucosa
• Discuta as respostas imunes contra patógenos bacterianos, virais, fúngicos e animais
• Descreva diferentes maneiras pelas quais os patógenos evitam as respostas

Agora que você entende o desenvolvimento de células B e T maduras e ingênuas e algumas de suas principais funções, como todas essas várias células, proteínas e citocinas se unem para realmente resolver uma infecção? Idealmente, a resposta imune livrará completamente o corpo de um patógeno. A resposta imune adaptativa, com sua rápida expansão clonal, é adequada para esse propósito. Pense em uma infecção primária como uma corrida entre o patógeno e o sistema imunológico. O patógeno contorna as defesas de barreira e começa a se multiplicar no corpo do hospedeiro. Durante os primeiros 4 a 5 dias, a resposta imune inata controlará parcialmente, mas não interromperá, o crescimento do patógeno. No entanto, à medida que a resposta imune adaptativa se intensifica, ela começa a eliminar o patógeno do corpo e, ao mesmo tempo, se torna cada vez mais forte. Ao seguir as respostas de anticorpos em pacientes com uma doença específica, como um vírus, essa depuração é chamada de soroconversão (sero- = “soro”). A soroconversão é a relação recíproca entre os níveis de vírus no sangue e os níveis de anticorpos. À medida que os níveis de anticorpos aumentam, os níveis do vírus diminuem, e isso é um sinal de que a resposta imune está sendo pelo menos parcialmente eficaz (parcialmente, porque em muitas doenças, a soroconversão não significa necessariamente que o paciente está melhorando).

Um excelente exemplo disso é a soroconversão durante a doença pelo HIV (Figura 21.26). Observe que os anticorpos são produzidos precocemente nesta doença, e o aumento dos anticorpos anti-HIV se correlaciona com a diminuição dos vírus detectáveis no sangue. Embora esses anticorpos sejam um marcador importante para o diagnóstico da doença, eles não são suficientes para eliminar completamente o vírus. Vários anos depois, a grande maioria desses indivíduos, se não for tratada, perderá toda a resposta imune adaptativa, incluindo a capacidade de produzir anticorpos, durante os estágios finais da AIDS.

Figura 21.26 Progressão da Doença do HIV A soroconversão, o aumento dos níveis de anticorpos anti-HIV e o declínio concomitante nos níveis mensuráveis do vírus, ocorrem durante os primeiros meses da doença pelo HIV. Infelizmente, essa resposta de anticorpos é ineficaz no controle da doença, como visto pela progressão da doença para a AIDS, na qual todas as respostas imunes adaptativas estão comprometidas.

Conexão diária

Desinfetantes: lutando contra a boa luta?

“Lave suas mãos!” Os pais vêm dizendo isso aos filhos há gerações. Mãos sujas podem espalhar doenças. Mas é possível se livrar de patógenos suficientes para que as crianças nunca adoeçam? As crianças que evitam a exposição a patógenos estão em melhor situação? As respostas para essas duas perguntas parecem ser não.

Lenços antibacterianos, sabonetes, géis e até brinquedos com substâncias antibacterianas embutidas em seu plástico são onipresentes em nossa sociedade. Ainda assim, esses produtos não eliminam a pele e o trato gastrointestinal das bactérias, e seriam prejudiciais à nossa saúde se o fizessem. Precisamos dessas bactérias não patogênicas dentro e dentro de nossos corpos para impedir que as patogênicas cresçam. O desejo de manter as crianças perfeitamente limpas é, portanto, provavelmente equivocado. As crianças adoecerão de qualquer maneira, e os benefícios posteriores da memória imunológica superam em muito os pequenos desconfortos da maioria das doenças infantis. De fato, contrair doenças como varicela ou sarampo mais tarde na vida é muito mais difícil para o adulto e está associado a sintomas significativamente piores do que aqueles observados nas doenças infantis. É claro que as vacinas ajudam as crianças a evitar algumas doenças, mas existem tantos patógenos que nunca estaremos imunes a todos eles.

A limpeza excessiva pode ser a razão pela qual as alergias estão aumentando nos países mais desenvolvidos? Alguns cientistas acham que sim. As alergias são baseadas em uma resposta de anticorpos IgE. Muitos cientistas acreditam que o sistema evoluiu para ajudar o corpo a se livrar dos vermes parasitas. A teoria da higiene é a ideia de que o sistema imunológico é voltado para responder aos antígenos e, se os patógenos não estiverem presentes, responderá a antígenos inadequados, como alérgenos e autoantígenos. Essa é uma explicação para o aumento da incidência de alergias em países desenvolvidos, onde a resposta a agentes não patogênicos, como pólen, camarão e pêlos de gato, causa reações alérgicas sem desempenhar nenhuma função protetora.

A resposta imune da mucosa

Os tecidos mucosos são as principais barreiras à entrada de patógenos no corpo. Os anticorpos IgA (e às vezes IgM) no muco e em outras secreções podem se ligar ao patógeno e, nos casos de muitos vírus e bactérias, neutralizá-los. A neutralização é o processo de revestimento de um patógeno com anticorpos, tornando fisicamente impossível que o patógeno se ligue aos receptores. A neutralização, que ocorre no sangue, na linfa e em outros fluidos e secreções corporais, protege o corpo constantemente. Os anticorpos neutralizantes são a base para a proteção contra doenças oferecida pelas vacinas. As vacinas para doenças que geralmente entram no corpo pelas membranas mucosas, como a gripe, geralmente são formuladas para aumentar a produção de IgA.

As respostas imunes em alguns tecidos mucosos, como os adesivos de Peyer (veja a Figura 21.11) no intestino delgado, absorvem antígenos particulados por células especializadas conhecidas como microdobra ou células M (Figura 21.27). Essas células permitem que o corpo colete possíveis patógenos do lúmen intestinal. As células dendríticas então levam o antígeno para os linfonodos regionais, onde uma resposta imune é montada.

Figura 21.27 Imunidade à IgA O tecido linfóide associado ao nariz e as manchas de Peyer no intestino delgado geram imunidade à IgA. Ambos usam células M para transportar antígeno dentro do corpo para que as respostas imunes possam ser montadas.

Defesas contra bactérias e fungos

O corpo combate os patógenos bacterianos com uma ampla variedade de mecanismos imunológicos, essencialmente tentando encontrar um que seja eficaz. Bactérias como o Mycobacterium leprae, causador da hanseníase, são resistentes às enzimas lisossômicas e podem persistir nas organelas dos macrófagos ou escapar para o citosol. Em tais situações, macrófagos infectados que recebem sinais de citocinas das células Th1 ativam vias metabólicas especiais. O metabolismo oxidativo dos macrófagos é hostil às bactérias intracelulares, muitas vezes dependendo da produção de óxido nítrico para matar as bactérias dentro do macrófago.

As infecções fúngicas, como as causadas por Aspergillus, Candida e Pneumocystis, são em grande parte infecções oportunistas que se aproveitam das respostas imunes suprimidas. A maioria dos mesmos mecanismos imunológicos eficazes contra bactérias tem efeitos semelhantes nos fungos, ambos com estruturas de parede celular características que protegem suas células.

Defesas contra parasitas

Parasitas de vermes, como helmintos, são vistos como a principal razão pela qual a resposta imune da mucosa, a alergia e asma mediadas por IgE e os eosinófilos evoluíram. Esses parasitas já foram muito comuns na sociedade humana. Ao infectar um ser humano, geralmente por meio de alimentos contaminados, alguns vermes fixam residência no trato gastrointestinal. Os eosinófilos são atraídos para o local pelas citocinas de células T, que liberam seu conteúdo granular após sua chegada. A degranulação dos mastócitos também ocorre, e acredita-se que o vazamento de fluido causado pelo aumento da permeabilidade vascular local tenha uma ação de rubor no parasita, expulsando suas larvas do corpo. Além disso, se a IgE rotular o parasita, os eosinófilos podem se ligar a ele por meio de seu receptor Fc.

Defesas contra vírus

Os principais mecanismos contra vírus são células NK, interferons e células T citotóxicas. Os anticorpos são eficazes contra vírus principalmente durante a proteção, onde um indivíduo imune pode neutralizá-los com base em uma exposição anterior. Os anticorpos não têm efeito sobre os vírus ou outros patógenos intracelulares quando entram na célula, uma vez que os anticorpos não conseguem penetrar na membrana plasmática da célula. Muitas células respondem às infecções virais regulando negativamente a expressão de moléculas de MHC classe I. Isso é vantajoso para o vírus, pois sem expressão de classe I, as células T citotóxicas não têm atividade. As células NK, no entanto, podem reconhecer células negativas de classe I infectadas por vírus e destruí-las. Assim, as células NK e T citotóxicas têm atividades complementares contra células infectadas por vírus.

Os interferões têm atividade em retardar a replicação viral e são usados no tratamento de certas doenças virais, como hepatite B e C, mas sua capacidade de eliminar completamente o vírus é limitada. A resposta citotóxica das células T, no entanto, é fundamental, pois eventualmente sobrecarrega o vírus e mata as células infectadas antes que o vírus possa completar seu ciclo replicativo. A expansão clonal e a capacidade das células T citotóxicas de matar mais de uma célula-alvo tornam essas células especialmente eficazes contra vírus. Na verdade, sem células T citotóxicas, é provável que todos os humanos morram em algum momento de uma infecção viral (se nenhuma vacina estivesse disponível).

Evasão do sistema imunológico por patógenos

É importante ter em mente que, embora o sistema imunológico tenha evoluído para ser capaz de controlar muitos patógenos, os próprios patógenos desenvolveram maneiras de evitar a resposta imune. Um exemplo já mencionado está no Mycobacterium tuberculosis, que desenvolveu uma parede celular complexa que é resistente às enzimas digestivas dos macrófagos que as ingerem e, portanto, persiste no hospedeiro, causando a doença crônica tuberculose. Esta seção resume brevemente outras maneiras pelas quais os patógenos podem “superar” as respostas imunes. Mas lembre-se de que, embora pareça que os patógenos têm vontade própria, eles não têm. Todas essas “estratégias” evasivas surgiram estritamente pela evolução, impulsionadas pela seleção.

Às vezes, as bactérias evitam as respostas imunes porque existem em várias cepas, como diferentes grupos de Staphylococcus aureus. O S. aureus é comumente encontrado em infecções cutâneas menores, como furúnculos, e algumas pessoas saudáveis o abrigam no nariz. Um pequeno grupo de cepas dessa bactéria, no entanto, chamado Staphylococcus aureus resistente à meticilina, tornou-se resistente a vários antibióticos e é essencialmente intratável. Diferentes cepas bacterianas diferem nos antígenos em suas superfícies. A resposta imune contra uma cepa (antígeno) não afeta a outra; assim, a espécie sobrevive.

Outro método de evasão imune é a mutação. Como as moléculas de superfície dos vírus sofrem mutações contínuas, vírus como a gripe mudam o suficiente a cada ano para que a vacina contra a gripe por um ano possa não proteger contra a gripe comum no próximo. Novas formulações de vacinas devem ser derivadas para cada temporada de gripe.

A recombinação genética — a combinação de segmentos genéticos de dois patógenos diferentes — é uma forma eficiente de evasão imune. Por exemplo, o vírus da gripe contém segmentos de genes que podem se recombinar quando dois vírus diferentes infectam a mesma célula. A recombinação entre os vírus da gripe humana e suína levou ao surto de gripe suína H1N1 em 2010.

Os patógenos podem produzir moléculas imunossupressoras que prejudicam a função imune, e existem vários tipos diferentes. Os vírus são especialmente bons em evitar a resposta imune dessa maneira, e foi demonstrado que muitos tipos de vírus suprimem a resposta imune do hospedeiro de maneiras muito mais sutis do que a destruição total causada pelo HIV.