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24.2: Respostas Imunitárias Mediadas por Células
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Cell-mediated Immune Responses
 
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24.2: Cell-mediated Immune Responses

24.2: Respostas Imunitárias Mediadas por Células

Overview

The cell-mediated immune system is the host’s primary response against invasive bacteria and viruses that cause intracellular infections. It is also essential for fighting against and destroying cancer cells. Furthermore, the cell-mediated immune system plays a role in the rejection of organ transplants or graft tissue.

The Innate Immune System Activates the Adaptive Immune System

Phagocytic cells of the innate immune system, such as macrophages or dendritic cells, are the first to recognize a foreign particle. These cells engulf the foreign particle and digest it. Small molecules of the foreign particle, called antigens, remain intact and are presented at the surface of the phagocytic cell. The presentation is facilitated by proteins of the major histocompatibility complex (MHC), which binds the antigen and protrude from the cell. The phagocytic cell is therefore also called an antigen presenting cell (APC). The MHC-antigen complex activates cells of the adaptive immune system, which eventually fight the source of the foreign particle.

T Cells Carry Out Many Functions in the Adaptive Immune System

T cells are a type of lymphocyte that are named after their location of maturation—the thymus. In the thymus, precursor T cells differentiate into two main types, CD4+ and CD8+ T cells. These cell types are named after the surface receptor that determines the cell’s function. All T cells carry T-cell receptors, but the coreceptor CD4+ or CD8+ confers specificity. A T cell expressing the CD4+ coreceptor can interact with the MHC class II complex on an APC. In contrast, a T cell carrying CD8+ recognizes the antigen-MHC class I complex on an infected or cancer cell. After it identifies such a cell, the CD8+ cell differentiates into a cytotoxic T lymphocyte (CTL) which ultimately destroys the infected or cancer cell.

Let’s turn our attention back to the CD4+ cells. Before a CD4+ cell meets a matching antigen presented by an APC, it is referred to as naive. Once a naive CD4+ T cell becomes activated, it can differentiate into a memory T cell or several variants of helper T cells. Helper T cell type 1 (Th1) produce the cytokinin interferon that triggers pathogen digestion in APCs and stimulates CTL and B cell activity. Th2 cells produce interleukins that primarily promote B cell activity.

The Adaptive Immune System Remembers Pathogen Encounters

Memory T cells are a variant of T cells that remain in the body long after the first attack triggered by a specific antigen. Some human memory T cells primarily rest in the bone marrow and provide long-lasting immunity against systemic pathogens. Others strategically locate to mucous membranes and the lymphatic fluid or bloodstream. Once a memory T cell encounters its antigen, it mounts a faster and stronger immune response compared to the first encounter. Each T cell is only set into action by a single, specific antigen. Likewise, memory T cells will only activate when this particular antigen is reencountered. The more antigens an organism encounters during its lifetime, the larger becomes its arsenal of different T cells that fight successive infections. This effect is also used in vaccinations, that means the controlled introduction of an antigen that triggers the production of B and T cells. If the real pathogen with the same antigen enters the body, the adaptive immune system is already primed by vaccination to fight this infection.

The Adaptive Immune System Can Hinder the Successful Transplantation of Graft Tissue

Skin, liver, and bone tissues, among others, can be transplanted from a healthy donor to a recipient in which the respective tissue is diseased or destroyed. Such tissues are known as graft tissues. The success of such a medical procedure is often dependent on compatibility between the graft tissue and the recipient's immune system. If the host and the graft are incompatible, damage of the graft tissue can be initiated by two pathways. The direct pathway of graft rejection involves APCs in the graft that present antigens to the host’s helper and CTL cells. In the indirect pathway, the host’s APCs recognize the graft as non-self and present graft-derived antigens to helper T cells. In both scenarios, the host’s adaptive immune cells are directed against the graft tissue and contribute to its damage. To improve the success rate of tissue or organ transplantation, parts of the recipient’s immune system are suppressed by medication.

Visão Geral

O sistema imunitário mediado por células é a resposta primária do hospedeiro contra bactérias e vírus invasores que causam infeções intracelulares. Também é essencial para combater e destruir células cancerígenas. Além disso, o sistema imunitário mediado por células desempenha um papel na rejeição de transplantes de órgãos ou tecido de enxertos.

O Sistema Imunitário Inato Ativa o Sistema Imunitário Adaptativo

Células fagocíticas do sistema imunitário inato, como macrófagos ou células dendríticas, são as primeiras a reconhecer uma partícula estranha. Essas células engolfam a partícula estranha e digerem-na. Pequenas moléculas da partícula estranha, chamadas antigénios, permanecem intactas e são apresentadas à superfície da célula fagocítica. A apresentação é facilitada por proteínas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC), que ligam o antigénio e ressaltam da célula. A célula fagocítica é, portanto, também chamada de célula apresentadora de antigénio (APC). O complexo MHC-antigénio ativa células do sistema imunitário adaptativo, que eventualmente combatem a fonte da partícula estranha.

Células T Realizam Muitas Funções no Sistema Imunitário Adaptativo

As células T são um tipo de linfócito cujo nome vem do seu local de maturação—o timo. No timo, as células T precursoras diferenciam-se em dois tipos principais, células T CD4+ e CD8+. Estes tipos de células têm esse nome devido ao receptor de superfície que determina a função da célula. Todas as células T carregam receptores de células T, mas o coreceptor CD4+ ou CD8+ confere especificidade. Uma célula T expressando o coreceptor CD4+ pode interagir com o complexo MHC classe II de uma APC. Em contraste, uma célula T que carregue CD8+ reconhece o complexo antigénio-MHC classe I em uma célula infectada ou cancerígena. Depois de identificar essa célula, a célula CD8+ diferencia-se em um linfócito T citotóxico (CTL) que acaba por destruir a célula infectada ou cancerígena.

Vamos voltar a nossa atenção para as células CD4+. Antes de uma célula CD4+ encontrar um antigénio correspondente apresentado por uma APC, ela é referida como imatura. Assim que uma célula T CD4+ imatura se torna ativa, ela pode diferenciar-se em uma célula T de memória ou várias variantes de células T auxiliares. A célula T auxiliar tipo 1 (Th1) produz o interferão de citocina que desencadeia a digestão do angente patogénico na APCs e estimula a atividade celular CTL e B. As células Th2 produzem interleucinas que promovem principalmente a atividade de células B.

O Sistema Imunitário Adaptativo Lembra-se de Encontros com Agentes Patogénicos

As células T de memória são uma variante de células T que permanecem no corpo muito tempo após o primeiro ataque desencadeado por um antigénio específico. Algumas células T de memória humanas repousam principalmente na medula óssea e fornecem imunidade duradoura contra agentes patogénicos sistémicos. Outras localizam-se estrategicamente em membranas mucosas e no fluido linfático ou corrente sanguínea. Uma vez que uma célula T de memória encontra o seu antigénio, ela monta uma resposta imune mais rápida e mais forte em comparação com o primeiro encontro. Cada célula T só é posta em ação por um único antigénio específico. Da mesma forma, as células T de memória só serão ativadas quando este antigénio em particular for reencontrado. Quanto mais antigénios um organismo encontrar durante a sua vida, maior se torna seu arsenal de diferentes células T que combatem infeções sucessivas. Esse efeito também é usado nas vacinas, o que significa a introdução controlada de um antigénio que desencadeia a produção de células B e T. Se o verdadeiro agente patogénico com o mesmo antigénio entrar no corpo, o sistema imunitário adaptativo já está preparado pela vacinação para combater essa infeção.

O Sistema Imunitário Adaptativo Pode Dificultar o Sucesso do Transplante de Tecido de Enxertos

Tecidos da pele, fígado e osso, entre outros, podem ser transplantados de um dador saudável para um receptor no qual o respectivo tecido está doente ou destruído. Esses tecidos são conhecidos como tecidos de enxertos. O sucesso de tal procedimento médico é muitas vezes dependente da compatibilidade entre o tecido do enxerto e o sistema imunitário do receptor. Se o hospedeiro e o enxerto forem incompatíveis, danos no tecido do enxerto podem ser iniciados por duas vias. A via direta da rejeição do enxerto envolve APCs no enxerto que apresentam antigénio para células auxiliares e CTL do hospedeiro. Na via indireta, as APCs do hospedeiro reconhecem o enxerto como não próprio q apresentam antigénios derivados do enxerto para células T auxiliares. Em ambos os cenários, as células imunitárias adaptativas do hospedeiro são direcionadas contra o tecido do enxerto e contribuem para o seu dano. Para melhorar a taxa de sucesso do transplante de tecidos ou órgãos, partes do sistema imunitário do receptor são suprimidas por medicação.


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