Citocinas e Quimiocinas

Citocinas e Quimiocinas

Faculdade de Medicina Dentária da Universidade de Lisboa

Imunologia

2013/2014

Unidade curricular de Imunologia 2013/2014 Regente: Professor Doutor António Mata

Assistente: Dra. Joana Marques

• Propriedades

• Nomenclatura

• Classificação

• Classificação de receptores

Conteúdos



Citocinas

• grupo heterogéneo!

• características comuns

• natureza polipeptídica

• regiões com alta afinidade para receptores (☟ concentrações - sinal)

• expressão dos receptores à superfície das células é altamente regulada

• secretadas (evento breve e auto-limitado)



• 8 – 95 KDa

• Sujeitas a estímulos específicos e não-específicos

• Receptores específicos

• Transdução de sinal

• Controlo de genes reguladores das citocinas

• Crescimento, mobilidade, diferenciação e fisiologia celular

• acção autócrina, parácrina ou endócrina

Propriedades Citocinas





•Nomenclatura variada

•Redundantes

Propriedades

Citocinas



Citocinas





•Nomenclatura variada

•Redundantes

•Pleiotrópicas

• Acção em rede

• Estrutura 3-D

Propriedades

Citocinas





Monocinas - citocinas produzidas por monócitos/macrófagos

Linfocinas – citocinas produzidas pelas células T activadas

Interleucinas – citocinas produzidas por leucócitos que actuam noutros leucócitos

Interferões – citocinas importantes no controlo de infecções virai e potenciação da resposta imune

Colony-Stimulating Factors (CSF) – citocinas importantes na maturação

Quimiocinas – citocinas importantes na migração celular de leucócitos durante a resposta imune

Factores de crescimento (Growth Factors) – citocinas envolvidas na diferenciação celular e outras funções

Citocinas – Nomenclatura



Famílias estruturais de Citocinas

• Hematopoietina

• IL-2, IL4

• Interferão

• Quimioquina

• Factor necrose tumoral



Quem produz as citocinas? Quais os seus efeitos?



Mediadores e

reguladores da

imunidade inata

- TNF

-IL-1

-IFN tipo I (alfa e

beta)

- IL-6

- IL-10

-IL-12

-IL-15

-CCh

Mediadores e reguladores

imunidade inata: produzidos por

Macrófagos estimulados por LPS

e RNA cadeia dupla (TLR)

induzem racção inflamatória

inicial.

Imunidade adaptativa: produzidos

por Linfócitos T activados

Mediadores e

reguladores da

imunidade

adaptativa

- IL-2

- IL-4

-IFN-γ

-IL-5

-Linfotoxina

-TGF-β

-IL-13

-IL-16

-IL-17

Estimuladores

hematopoiese

- Stem cell factor

-IL-3

- IL-7

-GM-CSF

-IL-9

IL-11

Citocinas - Classificação segundo os efeitos





Inespecificidade de acção das citocinas.... regulação??

1. Receptores

2. necessidade de contacto com a célula produtora de

citocinas



• Receptores de citocinas tipo I (receptores de

hemopoietina): 2 pares de resíduos de cisteína e

uma sequência WSXWS*

• Receptores para IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-12,

IL-13, hormona de crescimento e prolactina.

• Receptores de citocinas tipo II: sem motivo

WSXWS

• Interferão α, β e γ e IL-10

* W- triptofano; S – serina; X – resíduo aminoacídico

Citocinas – Classificação de receptores





• Superfamília de imunoglobulinas:

dominíos extracelulares imunoglobulinas-

like

• Receptores para IL-1, M-CSF e

stem cells factor

• Receptores TNF: dominíos

extracelulares ricos em cisteína e TRAF

acopladas intracelularmente

• Receptores para TNF, ligando

CD40, ligando Fas, linfotoxina e

NGF




• Serpentinas: sete dominíos α hélice transmembranares

• Receptores para quimioquinas




Citocinas - receptores



http://www.youtube.com/watch?v=B11VTrl4iWA



http://www.youtube.com/watch?v=B11VTrl4iWA

Mediadores e reguladores da imunidade inata



Interleucina 1 e Factor de Necrose Tumoral



• TH

• APC

• Moléculas de adesão

• Receptores IFNγ

• Proteínas MHC classe II

Citocinas - Interleucina 1 e Factor de Necrose Tumoral



• Acção parácrina:

• Secreção de IL-2

• Receptores para IL-2 e

IFNγ

Proliferação clonal

Citocinas - Interleucina 1 e Factor de Necrose Tumoral



• Células nucleadas

• 2 formas moleculares: IL - 1α e IL - 1β

• Produção constitutiva e induzida

IL-1α IL-1β

159 aa 153 aa

Propéptido Propéptido

Percursor activo Percursor inactivo

Existe na sup celular sob forma

activa

Citocinas – Família da Interleucina 1



• Estímulo para a secreção de IL-1

• Contacto das células T com antigénio

• TNF

• Colony stimulating factor (CSF)

• IL-2

• Leucotrienos

• Fase lútea do ciclo menstrual

• Exercício intenso




• Estímulo inibitório da produção de IL-1

• Produtos da via da cicloxigenase (PG E2)

• IL-1 receptor antagonist (IL-1RA)




• Alta afinidade para os receptores (Kd=10-10 M)

• Distribuição assimétrica pelas células ( menos de cinquenta nas células T até

milhares nos fibroblastos)

Citocinas – Receptores IL-1 e transdução de sinal



tipo Ig

• TNFα e TNFβ (Linfotoxina-α (LTα))

• produzido por interacção TLR com LPS

• TNFα – produção major pelos macrófagos activados

• TNFβ – produção major pelos linfócitos T activados.

• Ambos se ligam ao mesmo receptor celular. No entanto têm actividades diferentes.

Citocinas Tumor Necrosis Factor (TNF)



• Actividades diferentes devido à ligação do TNFβ à LT na superfície celular que

leva à expressão de diferentes receptores envolvidos no crescimento dos

orgãos linfóides




2 genes do complexo MHC no

cromossoma 6

Sequência primária do TNFα e TNFβ com

semelhança em 28 %

Propéptidos processados

intracelularmente

Resultado:

TNFα com 157aa TNFβ com 171aa




• Terapêutica

• Efeitos colaterais:

• Febre

• Caquexia

• Produção de proteínas de fase aguda e fibrinogénio

• Perda da pressão sanguínea

• Coagulação intravascular

• Diminuição dos níveis do glucose

• moléculas de adesão endotelial






Citocinas

Interferão



• O que são?

• tipo I

• tipo II

• Mecanismo de acção

Citocinas – Interferão






• Que tipos de interferão existem?

• IFN α – produzidos pelos leucócitos

• IFN β – produzidos pelos fibroblastos e algums cél leucocitárias

• IFN γ – produzidos pelos linfócitos (Th principalmente, Tc e NK)




Citocinas- Interferão tipo I

• outras acções

• aumento expressão MHC classe I

• activação NK

• activação de células Th1



Citocinas

IL-6



• Produzida pelos Linf B e T activados, monócitos e células endoteliais.

• Potenciação das outras IL

• Principais funções:

• Acção sinérgica com IL-1 e TNF na activação de células T

• Potenciação da replicação e diferenciação das células B

• Produção de imunoglobulinas

• Hematopoiese e trombopoiese

Citocinas – IL - 6









Citocinas

IL-12



• Produzida nas APC

• Constituída por duas sub unidades proteicas.







IL-12

F(x) dependentes dos Th2

Produção de GM-CSF, TNFα, IL-6 e IL-2 Diferenciação de Th1

Produção de IFNγ pelas

cél T e NK

Proliferação das células Th e NK

Potenciação da actividade das céls NK






Mediadores e reguladores da imunidade adaptativa



Citocinas

Interleucina 2



• Secretada pelos linfóctios T activados

• Acção autócrina e parácrina

• Envolvida na proliferação clonal dos linf T

• Importância no desenvolvimento da imunologia

• Células B, macrófagos e células NK

Citocinas - Interleucina 2



funções interleucina 2



• PM 15 400 Da

• 133 aa

• Codificada por um só gene no cromossoma 4

• Proteína globular: 2 hélices α







• Os linf T em repouso pode ser estimulados a produzir IL-2 quando:

• o antigénio se combinar com os factores correctos

• exposto a agentes mitogénicos policlonais




• Ciclo de expressão de IL-2

• 0-4 Horas : expressão do RNAm da IL-2

• 12 horas: pico de expressão

• 12 - ....: decréscimo acentuado de expressão

• Semi-vida do RNAm da IL-2: 30min




• Expressão dos IL-2R:

• 0 - 3 dias: expressão máxima

• 6 – 10 dias após activação: desaparecimento dos níveis de

IL-2R

• efeito auto-limitado

Citocinas – Receptores IL-2 e vias celulares



estimulação proliferação celular Interleucina-2



• Três polipéptidos de membrana:

• α ( Tac, CD25 ou p55):

baixa afinidade; sem

transdução de sinal

• β (p75): afinidade média

• γ (p64): sem ligação à IL-

2 por si só




• Complexo receptor para a IL-2

• Heterodímeros de média/alta afinidade: α/γ e β/γ

• Heterotrímeros de alta afinidade: α/β/γ

• Complexo receptor para a IL-15

• Heterodímeros de média/alta afinidade: β/γ

• Heterotrímeros de alta afinidade: β/γ + α




Citocinas

IL-4 e IL-13



• Glicoproteínas, produzidas nas céls T activadas (Th2), mastócitos e algumas NK.

• Têm como função:

• Promover a produção de IgE

• Expressão de receptores FCε

• Crescimento e função de eosinófilos e mastócitos

Citocinas – IL 4 e IL-13



IL-4 e IL-13 funções



• Têm função

semelhantes devido à

semelhança dos

receptores: cadeia IL-

4Rα

Citocinas – Receptores IL 4 e IL-13



Citocinas

Interferão γ



• Forma de actuação semelhante ao interferão I mas também ao nível do

modulação da resposta imune.

• Actua não só como resposta à infecção viral e RNA de cadeia dupla mas como

activador e diferenciador das células T, B, NK macrófagos e outros

Citocinas – Interferão γ



Actividades IFN-gama



• Funções anti-virais e anti-proliferativas

• Induzem a expressão de proteínas classe I e II do MHC

Citocinas – Interferão γ



Citocinas

Transforming Growth Factor - β



• Produzido nos fibroblastos, macrófagos e linfócitos T activados e Th3

• Acção antiproliferativa e regulação negativa da resposta imune- INIBITÓRIA

• Expresso sob três formas:

• TGFβ 1

• TGFβ 2

• TGFβ 3

• Que se ligam a 5 receptores

Citocinas – TGF - β



TGF beta via transdução de sinal





Sumário



Citocinas Th1 e Th2



Equilíbrio Th1/Th2 pode

determinar o desfecho clínico



acção em rede



Quimiocinas



• Proteínas ou glicoproteínas

• 8-95 KDa

• Produzidas em todas as células

• Promovem:

• Quimiotaxia; adesão, desgranulação, angiogénese, desenvolvimento de

orgãos linfóides, células hematopoiéticas e do sistema imune

Quimiocinas - Generalidades



• Nomenclatura não

definida

• 4 sub-famílias baseadas

na sequência de

aminoácidos

• CXC ou α

• CC ou β

• XC ou γ (Linfotactina)

• CX3C ou δ (Fractalquina)

Quimiocinas - Nomenclatura



Sete domínios

transmembranares

CXCr (5)

CCr (9)

XCr (1)

CX3Cr (1) Proteína-G

Quimioquinas - Receptores



Quimioquinas - quimiotaxia

http://www.youtube.com/watch?v=I9zSe0qmXGw&feature

=related



http://www.youtube.com/watch?v=I9zSe0qmXGw&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=I9zSe0qmXGw&feature=related

Quimioquinas pro-inflamatórias

Quimioquinas homeostásicas

Dependem de:

Condições em que são secretadas

Receptores

Células alvo

Quimioquinas

– Efeitos

Biológicos



Quimioquinas – Efeitos Biológicos



• Estimuladas por:

• LPS

• IL -1

• TNF α

• IFN γ

Quimioquinas – Pro-inflamatórias



Sequência ELR+ ( glutamato-leucina-arginina) na

posição 4,5,6

Neutrófilos (

CXCR1 e 2)

Inflamação aguda

Imunidade inata

mediada por células

ELR+ CXC

quimioquinas

Th1, B, NK, monócitos

( CXCR3)

Inflamação crónica

Imunidade adquirida

mediada por células

ELR- CXC

quimioquinas

Quimioquinas – Pro-inflamatórias



• Principal efeito das sub-famílias

• CC

• CXC

• XC

• Produzidas essencialmente nos macrófagos, células T e dendríticas

Quimioquinas – Homeostásicas



• São proteínas ou glicoproteínas, sintetizadas de forma constituitiva ou

estimuladas, que se ligam a receptores específicos, desencadeando uma

resposta

• Produzidas em todas as células, sujeitas a estímulos de secreção e inibição

• Envolvidas na resposta inata e adaptativa

Citocinas - Conclusões



• Reguladores major do sistema Imune

• Futuro da terapia imunomodeladora

Citocinas - Conclusões



utilização terapêutica das citocinas



auto-imunidade?? conceito a rever...



Documents

Citocinas e Quimiocinas