Imunologia comparada
Agnatos e Gnatostomados
Balboni, B.; Carbognin, C.V.; Druzian, D.; Lorenzo, F.; Magalhães, F.B.L.; Marcelino, L.; Saravalle, C.Y.; Valim, J.O.
Imunologia – Ciências Biológicas 2007
Universidade de São Paulo
DOIS TIPOS DE IMUNIDADE:
Inata
- Acredita-se ser mais antiga
- Consiste em impedir que os agentes patogênicos tenham acesso ao
organismo hospedeiro, podendo eliminar os patógenos e bloquear
sua entrada
- Barreiras epiteliais, Sistema Complemento, fagócitos, céls NK
Adquirida:
- Caracterizada pela especificidade e memória imunológica
- Imunidade humoral (anticorpos) e Imunidade Celular (linfócito T)
- Foi estabelecida no início da evolução dos vertebrados, por volta do
surgimento dos peixes cartilaginosos
- Os genes de imunoglobulinas, TCR, MHC classe I e II e RAG foram
identificados só em peixes cartilaginosos e vertebrados superiores
- Não se teve sucesso em isolar esses genes em agnatos
Comparação entre os diferentes clados com relação ao sistema complemento e à imunidade adquirida
de peixes. Extraído de MASARU et al, 2000.
Esquema geral de sistema imune de peixes ósseos. Extraído de Falcon, 2007.
SISTEMA IMUNE EM AGNATOS
Resposta Inata
Sistema Complemento:
•Mais simples que de mamíferos
• Os estudos prévios funcionais
do sistema complemento de
lampréias indicam a presença
de um sistema aparentemente
primitivo que, quando ativado
pela via alternativa, mostra
ação de opsonização
Imagem de uma lampréia. Extraído de
www.tiosam.com/enciclopedia/?q=Lampr%C3%A9ia
• Esforços posteriores de detectar a
via clássica ou atividade citolítica
falharam. Esses resultados sugerem
uma possibilidade interessante, de
que o sistema complemento de
opsonização era composto pelas vias
alternativas e das lectinas, e esse
estado primitivo foi conservado por um
longo período, pelo menos desde os
equinodermas até agnatas
Imagens
de
lampréias
extraídas
de
aspirinab.com/.../as-lampreias-danificadas/
• Os linfócitos devem ter surgido no
ancestral comum dos vertebrados
(células comparáveis aos linfócitos de
gnatostomados
nunca
foram
encontradas em invertebrados)
• Os “linfócitos” de agnatos são gerados
nos tecidos hematopoiéticos, no
tiflossole (larva) e no arco protovertebral
(adulto)
• Apesar da falta de conhecimentos
está claro que os agnatos têm um
sistema imune recombinatório baseado
no linfócito que difere radicalmente do
sistema imune baseado em Ig nos
gnatostomados
Imagem
de
uma
feiticeira
extraída
topazio1950.blogs.sapo.pt/tag/peixes
de
• Os
“linfócitos”
de
lampréia
expressam homólogos de vários
genes de gnatostomados durante
sua diferenciação
• As moléculas variáveis para
imunidade adquirida nos agnatos são
proteínas possuidoras de LRR
(lectin-rich
repeats),
atualmente
chamadas de VLR em lampréia e
anfioxo (esses genes geram um
repertório diverso de receptores
antecipatórios)
Linfócitos de Rhamdia quelen (Jundiá)
1000x).
(Wright/
• O ancestral comum de animais e plantas possuia alguma
versão(ões) de proteínas possuidoras de LRR* na detecção de
micróbios
• LRRs estão presentes em mais de 2000 proteínas, de vírus a
bacteria, archaea e eukaria. Membros da família das proteínas
possuídoras de LRR participam em quase todas as funções
biológicas, incluindo a imunidade animal e vegetal
*LRR:
leucine-rich repeat
(repetição rica em
Leucina)
Cladograma que mostra a evolução dos componentes do sistema imune em Deusterostomia. Extraído de DU PASQUIER et
al, 2004.
Surgimento do Sistema Imune Adquirido
Duas hipóteses:
- Matsunaga: predação e ingestão de materiais sólidos (associado ao
aparecimento da mandíbula) gerou feridas e lesões no trato digestivo.
Este ambiente teria sido um fator seletivo para o aparecimento do SI
adquirido. O surgimento do timo foi relacionado evolutivamente com
intestino
- Ohno: BCR e TCR seriam utilizados, primariamente, como sensores
de morte celular derivada dos processos de desenvolvimento nos
vertebrados (apud MUCIDA, 2005)
SISTEMA IMUNE EM GNATOSTOMADOS
Resposta Inata
•Possui grande versatilidade
•Desempenhando papel importante na resposta imune, visto que o
sistema específico responde lentamente quando comparado ao de
mamíferos, principalmente em temperaturas da água abaixo da do
conforto para a espécie.
•Os peixes possuem o sistema complemento bem desenvolvido,
semelhante ao dos vertebrados ectotérmicos.
• Atividade bactericida é decorrente principalmente da ativação da via
alternativa
Resposta Adquirida
• Resposta específica
é mais lenta do que em tetrápodes,
principalmente ambiente frio
• As imunoglobulinas de tetrápodes geralmente são beta ou
gamaglobulinas, sendo que as últimas são ínfimas em peixes
• Estudos indicam que as imunoglobulinas de peixes são
macroglobulinas
• Pouca ou quase nenhuma fração de imunoglobulina similar a IgG,
mas suas funções (antibacteriana e antiviral) são exercidas por IgM
em gnatos, sendo essa a sua principal classe de imunoglobulinas
FATORES QUE INFLUENCIAM A RESPOSTA IMUNE DE PEIXES:
A resposta imune de peixes é afetada por:
- Genética: variação individual da resposta imune inata e específica;
- Ambiente: fotoperíodo, temperatura da água e estação do ano;
- Estresse: qualidade da água, poluição, densidade de estocagem e
manejo de modo geral;
- Nutrição: qualidade e quantidade da dieta fornecida, fatores
antinutricionais, concentração dos microingredientes e uso de
imunoestimulantes;
- Patógeno: nível de exposição, tipo (parasito, bactéria, vírus) e a
virulência.
- Temperatura: fator crítico no tocante ao desencadeamento da resposta
não específica e específica, quando abaixo do conforto térmico para a
espécie pode causar imunossupressão na maioria dos peixes, uma vez
que está integrada a alguns fatores como condições ambientais e
resposta neuroendócrina.
• Portanto será difícil determinar se os VLRs possuidores
de LRR de agnatos foram precursores evolutivos dos
receptores imunológicos dos vertebrados ou se esses
VLRs e Igs evoluíram como soluções independentes
para necessidades similares
• O desenvolvimento de duas formas muito diferentes de
diversificação de receptores de linfócitos no começo da
evolução dos vertebrados de qualquer forma corrobora o
grande valor adaptativo da imunidade antecipatória
Bibliografia
- ABELLI, L.; BALDASSINI, M.R.; BUONOCORE, F.; MASTROLIA, L.; PICCHIETTI, S.;
ROMANO, N. In vivo allograft rejection in a bony fish Dicentrarchus labrax (L.):
characterisation of effector lymphocytes. Cell Tissue Res, n 321: 353 – 363, 2005.
- FALCON, D.R. ß-glucano e vitamina C no desempenho produtivo e parâmetros
fisiopatológicos em juvenil de tilápia do Nilo: nível de suplementação e tempo de
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Jaboticabal, julho de 2007.
- COOPER, E.D. Comparative Immunology INTEGR. COMP. BIOL., 43:278–280
(2003)
- DU PASQUIER, L. & FLAJNIK, M.F. Evolution of innate and adaptive immunity:
can we draw a line? Trends in Immunology, vol 25, n 12, 2004.
- MUCIDA, D.S. O Sistema Imune na diversidade interna e externa. Tese de
doutorado apresentada ao ICB. 2005
- MASARU NONAKA, M; SMITH, S.L. Complement system
cartilaginous fish. Fish & Shellfish Immunology (2000) 10, 215–228
of bony and