Sistema imunitário

Os seres vivos possuem mecanismos de defesa, que constituem o seu sistema imunitário. Este sistema tem como função proteger o organismo de agentes patogénicos e conferir imunidade. 

A imunidade é a reação a substâncias estranhas, independentemente das consequências fisiológicas ou patológicas dessa reacção.

Os agentes patogénicos podem ser vírus, bactérias, fungos ou protozoários. Estes infetam o organismo de forma diferenciada, causando muitas doenças e mortes. Os mais comuns são os vírus e as bactérias.

As bactérias reproduzem-se assexuadamente, no geral, por bipartição. Algumas delas produzem toxinas que afetam as células dos hospedeiros. As bactérias podem possuir plasmídeos (moléculas de DNA circulares duplas que são capazes de se reproduzir independentemente do DNA cromossómico). Isto faz com que as mesmas consigam uma resistência a antibióticos.

Os vírus não são considerados organismos por muitos por necessitarem de infetar outras células. Contém material genético dentro deles que libertam numa célula hospedeira e assumem o controlo metabólico, reproduzindo-se (fig.5). No final, ocorre o libertamento do vírus por exocitose, podendo infetar células vizinhas.

 O sistema imunitário integra os vasos linfáticos, os órgãos e os tecidos linfóides e as células efetoras- glóbulos brancos (leucócitos), que realizam os ataques aos agentes patogénicos.

Este sistema apresenta como principal função a defesa do organismo contra agentes patogénicos, mas também apresenta as seguntes funções:

• Limpeza do organismo (retirada de células mortas);
• Renovação de estruturas do mesmo;
• Rejeição de enxertos;
• Memória imunológica;
• Destruição de células anómalas, que resultam de mitoses anormais (células cancerosas);
• Não reação ao próprio.

Os leucócitos (células efetoras do sistema imunitário) têm as seguintes propriedades:

• Diapedese: passagem através dos poros dos vasos sanguíneos para os tecidos envolventes. O poro é muito menor que a célula. 
•  Fagocitose: captura, por endocitose, de células ou restos de células que são destruídas em vesículas digestivas - as células que fagocitam são os fagócitos. 
• Quimiotaxia: atracção dos leucócitos por certas substâncias químicas produzidas por microrganismos ou células injuriadas/ lesionadas.

Os leucócitos podem ser classificados em:

1. Granulares: apresentam grânulos no citoplasma;
2. Agranulares: não apresentam grânulos  no citoplasma;

Dos granulares, podemos classificá-los em:

• Neutrófilos: São os primeiros a chegar aos tecidos infectados, atraídos por quimiotaxia, realizam fagocitose e o seu tempo de vida é reduzido. Circulam no sangue e representam 60 a 70 % dos leucócitos.

• Basófilos: Quando ativados libertam substâncias como a histamina, que produzem a resposta inflamatória, reduzindo-a. Constituem cerca de 2% dos leucócitos.

• Eosinófilos: constituem 2% dos leucócitos. A sua principal função é destruir parasitas por fagocitose (ex: vermes).

Dos agranulares, podemos classificá-los em:

• Monócitos: Circulam no sangue durante poucas horas e depois migram para os tecidos, aumentam de tamanho e tornam-se macrófagos. São muito eficientes em fagocitose e vivem muito tempo. Constituem 2% dos leucócitos.

• Linfócitos: 30 % dos leucócitos, são B ou T, consoante produzidos na medula vermelha dos ossos e ou no timo. Constituem a defesa específica. 

Os ataques aos agentes patogénicos enquadram-se na resposta imunitária e envolve o reconhecimento de substâncias estranhas e os mecanismos para as eliminar. 

Este reconhecimento só é possível porque cada organismo é bioquimicamente único e as suas células possuem glicoproteínas específicas na membrana plasmática, diferentes das presentes nas células de outros organismos ou espécies. Estas glicoproteínas são codificadas por um conjunto de genes localizados no cromossoma 6, sendo designado por Complexo Principal de Histocompatibilidade, MHC.  

Estas glicoproteínas designam-se por antigénios, e funcionam como marcadores celulares.

Os antigénios correspondem a moléculas, geralmente proteínas, que podem ser reconhecidas como estranhas pelas células do sistema imunitário e desencadeiam uma resposta do mesmo específica. 

O sistema imunitário possui defesas específicas e defesas não específicas.

As defesas não específicas são mecanismos físicos, químicos e celulares que permitem uma proteção geral contra os agentes patogénicos, destruindo a maioria deles. É também designado por resposta imunitária inata.

As defesas específicas são direcionadas para combater um agente patogénico em específico que tenha conseguido entrar no organismo. São também designadas por respostas imunitárias adquiridas.

No quadro seguinte estão as diferenças entre as defesas específicas e não específicas.

Defesas não específicas

As defesas não específicas incluem as barreiras superficiais, químicas e celulares, a fagocitose, a resposta inflamatória e as proteínas com ação antimicrobiana.

1. Barreiras superficiais, químicas e celulares

Estas barreiras constituem a primeira linha de combate do sistema imunitário contra agentes invasores.

A pele é uma das barreiras superficiais contra os agentes patogénicos que raramente a penetram. Uma lesão na pele aumenta o risco de infeção. O pH da pele é ligeiramente ácido, tornando-se um habitat inóspito para muitos organismos. Para além do pH, existem diversas espécies de fungos e bactérias que vivem nas superfícies do nosso corpo sem causarem doenças, o que faz com que compitam por nutrientes contra os agentes patogénicos, dificultando a sua propagação.

O muco produzido pelas mucosas dos sistemas visual, respiratório, digestivo, excretor e reprodutor funciona como uma barreira (fig.10). 

O muco nasal retém microorganismos e os que alcançam o trato respiratório mais profundo são capturados pelo muco e removidos pelo batimento dos cílios da traqueia. Os espirros também permitem eliminar alguns microorganismos presentes nas vias respiratórias.

As lágrimas, o muco nasal e a saliva possuem lisozima, uma enzima que degrada a parede celular de ínumeras bactérias e destroem-nas.

No estômago as bactérias são destruídas devido à secreção de ácido clorídrico e de proteases.

O fluxo de urina e fezes ajuda a eliminar os agentes patogénicos que se instalam nas vias urinárias e digestivas, enquanto que as secreções ácidas da vagina limitam o crescimento de fungos e bactérias nas vias reprodutores femininas.

Se as barreiras naturais do organismo forem insuficientes para combater os agentes invasores, o sistema imunitário passa para a segunda linha de combate, o que provoca reações inflamatórias locais. Aqui, atuam células fagocitárias, interferões, proteínas de complemento e células natural killers. Se a reação inflamatória local for insuficiente, desenvolve-se uma reação inflamatória sistémica, provocando febre e um aumento do número de leucócitos no sangue.

2.  Reação inflamatória

Uma resposta do organismo a um ferimento ou a uma infeção que provoca dor, rubor, edema e calor. As células no local de ferimento libertam histamina, que provoca o aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos, para que os leucócitos tenham mais facilidade em atravessá-los juntamente com o plasma. A histamina também é um sinalizador químico (quimiotaxia) atraindo leucócitos na região infetada.

Os neutrófilos são os primeiros a chegar à área inflamada, seguidos pelos macrófagos (monócitos que se diferenciaram), que fagocitam e digerem os agentes patogénicos. Em consequência da reação inflamatória, pode ocorrer a libertação de pus, constituído por células mortas e plasma, sendo digerido pelos macrófagos.

3.     Fagocitose

A fagocitose (fig.12) é um mecanismo de defesa não específica contra agentes patogénicos que ultrapassam as barreiras superficiais de defesa. As células que praticam a fagocitose são os fagócitos. 

Os fagócitos emitem pseudópodes para englobar os agentes patogénicos e são degradados por enzimas proteolíticas presentes em lisossomas, que se fundem com as vesículas de endocitose. 

4.   Proteínas de complemento

Estas proteínas (cerca de 20 nos vertebrados) fornecem vários tipos de defesa:

• aderem às membranas dos agentes patogénicos;
• ativam a resposta inflamatória atraindo os fagócitos para o local de infeção;
• auxiliam os fagócitos a destruir os agentes patogénicos;
• promovem a lise (morte) das células invasoras;

5.    Interferões

Outro mecanismo de defesa que o organismo possui para evitar a propagação de vírus para células vizinhas é o interferão, uma proteína antimicrobiana produzida em reduzidas quantidades pelas células infetadas (fig.13). Os interferões abandonam a(s) célula(s) infetada(s), migram para células vizinhas e estimulam-nas a produzir proteínas antivirais, impedindo assim a replicação dos vírus pelos tecidos.

6.     Células Natural Killers (células exterminadoras naturais)

As células natural killers constituem cerca de 10 a 15% dos linfócitos. No entanto, faz parte das defesas não específicas porque elas provocam a lise celular de células tumorais (estranhas) ou células infetadas por vírus sem que estas libertem algum tipo de antigénio. Como não há libertação de antigénios que desencadeiam uma resposta de defesa específica, não irá haver memória imunológica e a defesa é não específica. Estas células são importantíssimas na resposta precoce a células tumorais (fig.14).

7.   Febre

Se a reação inflamatória não for eficiente o suficiente, o organismo tem de recorrer a defesas mais fortes. Então o mesmo aumenta a produção de citocinas nos vários tecidos e certas espécies de leucócitos, que será um sinal químico para o cérebro aumentar a temperatura do corpo- febre, pois as temperaturas acima de 37ºC inibem o crescimento dos agentes patogénicos. 

Defesas específicas

A defesa específica inclui o conjunto de processos através dos quais o organismo reconhece os agentes invasores e os destrói de uma forma dirigida (específica) e eficaz. As defesas do organismo melhoram a cada novo contacto com o agente patogénico em específico, verificando-se especificidade e memória.

As substâncias que desencadeiam uma resposta especifica são os antigénios. Um antigénio possui várias regiões capazes de serem reconhecidas pelas células do sistema imunitário. A maioria da resposta imunitária é mediada pelos linfócitos. Os linfócitos formam-se a partir de células indiferenciadas na medula óssea. Parte dos linfócitos completa a sua maturação na medula óssea, originando linfócitos B. Os restantes linfócitos imaturos são transportados para o timo, onde irão maturar, formando linfócitos T (fig.15). Na figura também podemos observar os recetores de antigénios presentes nos  dois tipos de linfócitos.

Nas defesas específicas do sistema imunitário existem duas componentes:

• A imunidade humoral, controlada pelos linfócitos B;
• A imunidade celular, controlada pelos linfócitos T;

Estas duas imunidades estão associadas e são interdependentes, atuando simultaneamente contra os agentes invasores.

Durante a maturação, os linfócitos B e T adquirem recetores superficiais para variados e numerosos antigénios passando a reconhecê-los e tornando-se células imunocompetentes.

O conjunto de linfócitos com recetores para um determinado antigénio chamam-se clones.  

Os linfócitos que durante o processo de maturação adquirem capacidade de reconhecer antigénios do próprio organismo (não substâncias estranhas identificadas como estranhas por estes linfócitos), são destruídos ou inativados. 

Imunidade humoral

A designação deste tipo de imunidade deve-se ao facto das respostas imunitárias ocorrerem nos líquidos do corpo (humores). Quando é detetado um corpo estranho ou antigénio, os linfócitos B produzem e libertam no sangue e nos líquidos corporais anticorpos, pertencentes a um grupo de proteínas denominadas imunoglobulinas (Ig).

Cada linfócito B produz um recetor de antigénios específico diferente cujas cópias se encontram na sua superfície celular (fig.16). Quando um tipo de linfócitos B reconhece os seus determinantes antigénicos (regiões do antigénio reconhecidas pelo sistema imunitário), os linfócitos que os receberam começam um rápido processo de mitoses sucessivas, formando muitas células todas idênticas geneticamente, com os mesmos recetores, formando clones.

Depois deste processo, parte dos linfócitos B diferenciam-se em plasmólitos, que são as células produtoras de anticorpos, enquanto que a outra parte diferencia-se em células-memória que ficam inativas até reaparecer o antigénio que foi responsável pela sua formação.

Os anticorpos apresentam estruturas em forma de Y, constituídos por 4 cadeias polipeptídicas, 2 cadeias pesadas e 2 cadeias leves.

As cadeias polipeptídicas possuem uma região constante, semelhante em todas as imunoglobulinas e uma região variável (fig.17).

As regiões variáveis diferem na sequência de aminoácidos, que lhes conferem o arranjo tridimensional específica e permite interações eletroestáticas específicas. É nesta região que se estabelece a ligação com o antigénio, formando o complexo antigénio-anticorpo.

Um antigénio pode ligar-se a vários anticorpos, pois este pode possuir vários determinantes antigénicos (regiões do antigénio reconhecidas pelo sistema imunitário) (fig.18).

Os anticorpos não destroem os antigénios. Apenas os marcam como estranhos ao organismo.

Na formação deste complexo anticorpo-antigénio desencadeia-se uma série de acontecimentos que aumentam a resposta inflamatória, ou seja, há um aumento da vasodilatação e a fagocitose é mais dirigida o que leva a uma maior eficácia na defesa não específica que já decorria.

Os anticorpos inativam os agentes patogénicos quando a eles se ligam, podendo estimular os seguintes fenómenos (fig.19):

• Neutralização: impedimento dos agentes patogénicos de infetar outras células até serem fagocitados;
• Aglutinação: os anticorpos agregam os agentes patogénicos, neutraliza-os e torna-os acessíveis para os macrófagos. A aglutinação é possível porque os anticorpos têm pelo menos 2 locais de ligação ao antigénio;
• Precipitação: os anticorpos ligam-se aos determinantes antigénicos de moléculas dissolvidas nos fluidos corporais, formando complexos insolúveis que irão ser fagocitados;
• Ativação do sistema de complemento: os anticorpos, quando se ligam ao antigénio, ativam proteínas de complemento, em que estas promovem a lise celular dos agentes invasores.

Imunidade celular (ou imunidade mediada por células)

As células que participam na imunidade celular são os linfócitos T. Estes linfócitos apresentam recetores específicos  na membrana, sendo designados recetores T (TCR). A imunidade celular é particularmente efetiva na defesa do organismo contra agentes patogénicos intracelulares, pela destruição de células infetadas e contra células cancerosas (vigilância imunitária).

Estas células só reconhecem antigénios apresentados na superfície das células do nosso organismo, as células apresentadoras. Assim, ao contrário dos linfócitos B que conseguem reconhecer antigénios de forma livre, é necessário uma célula para apresentar o antigénio para os linfócitos T.

As células apresentadoras podem ser macrófagos, que fagocitaram e processaram agentes patogénicos, linfócitos B, células cancerosas ou células de outro organismo.

Os macrófagos, após digerirem e fagocitarem os agentes invasores, formam-se fragmentos com poder antigénico que são inseridas na membrana do macrófago (fig.20). Assim, os macrófagos exibem na sua superfície o antigénio para os linfócitos T os reconhecerem, e desta forma, serem ativados.

Quando o linfócito T encontra uma célula infetada com um determinante antigénico que o recetor da célula T reconhece, estes liga-se à célula libertando substâncias letais, as citotoxinas, que levam à destruição da célula infetada por apoptose (morte celular programada). Seguidamente, os restos desta destruição será fagocitada por macrófagos.

Após a ativação, os linfócitos T multiplicam-se e originam dois tipos de células:

• Linfócitos T citotóxicos (Tc): produzem compostos tóxicos que promovem a lise de células infetadas ou tumorais;
• Linfócitos T auxiliares (TH): libertam substâncias para estimular a ativação de outras células do sistema imunitário, como macrófagos e linfócitos B, estimulando assim a fagocitose.
• Linfócitos T supressores (Ts): libertam substâncias que inibem as outras células do sistema imunitário (as não estimuladas pelos Th);
• Linfócitos T de memória: quando o organismo for invadido pelo mesmo agente patogénico, estes linfócitos respondem rapidamente para uma possível segunda invasão.

A evolução dos linfócitos T, tal como os B passam por várias fases (Fig.21):

1. Fagocitose dos agentes patogénicos pelos macrófagos e ativação dos linfócitos T;
2. A exposição e a ligação dos linfócitos T com o antigénio na membrana do macrófago faz com que os linfócitos se multipliquem formando clones;
3. Os clones dos linfócitos T auxiliares dividem-se e diferenciam-se em linfócitos T citotóxicos (Tc) e linfócitos T de memória. Os linfócitos T auxiliares também libertam citocinas que estimulam a fagocitose, a produção de interferões, a produção de anticorpos pelos linfócitos B e a formação de células T de memória.
4. Os clones acabados de formar entram na corrente sanguínea, saindo do timo e deslocam-se para as células infetadas. Os linfócitos citotóxicos ligam-se às células infetadas e provocam a lise celular.
5. Os linfócitos T de memória desencadeiam uma resposta mais rápida e vigorosa no segundo contacto com o mesmo antigénio.

Imunidade celular- Vigilância imunitária

Uma das funções da imunidade celular é reconhecer e destruir células anormais que podem conter alguns antigénios superficiais e serem, assim, estas células, reconhecidas como estranhas.  As células cancerígenas são um exemplo de células anormais e a sua destruição é feita pelos linfócitos T citotóxicos. Estes linfócitos ao entrarem em contacto com os antigénios das células cancerígenas são ativados e libertam substâncias que podem levar à destruição da célula anormal por apoptose (morte celular programada) (fig.22).

A célula é destruída e os fragmentos vão ser fagocitados por macrófagos ou por neutrófilos. Se este mecanismo não for eficaz, as células anormais dividem-se e originam o cancro.

A rejeição de excertos de órgãos e de tecidos transplantados acontece quando os linfócitos T reconhecem as novas células introduzidas com sendo estranhas, provocando a lise celular das mesmas. 

Para evitar esta situação, os transplantes devem ser feitos, se possível, de tecidos do próprio organismo (autotransplantes) ou de um familiar próximo (alotransplantes) (Ex: irmão).

Apesar do sistema imunitário ser constituído por tecidos, órgãos e células difusas no organismo, a coordenação entre estas estruturas é permanente e rigorosa, estimulam-se entre si, por esta razão, não é possível isolar no espaço e tempo os vários processos de defesa do organismo.

Memória Imunitária

Quando um linfócito B ou T é ativado, este, para além das células efetoras, produz células de memória. Estas podem sobreviver décadas, possuindo a capacidade de se dividirem e produzirem células efetoras e mais células memória. 

No caso do organismo contactar pela primeira vez com o antigénio, ativa uma resposta imunitária primária (primeiro pico representado na figura 25). Nesta resposta existe uma fase de latência, geralmente de vários dias, até que o número de linfócitos aumente significativamente (primeira parte do gráfico na figura 25).

No entanto, algumas células de memória mantêm-se no sistema imunitário e são responsáveis pela memória imunológica. Se o agente invasor voltar a entrar no organismo, mesmo que seja de vários anos, irá ocorrer uma resposta imunitária secundária.

As células de memória permitem ao sistema imunitário identificar que já esteve com o antigénio e iniciar uma produção mais rápida e mais intensa de anticorpos e linfócitos T (segundo pico representado na figura 25).

Assim, a cada novo contacto com o mesmo antigénio, a resposta imunitária é sempre mais eficaz.

Imunização

A imunização é o processo que confere imunidade a uma determinada doença, para evitar que seja contraída ou para diminuir a gravidade e o tempo de incidência da mesma - imunidade adquirida. 

A imunidade adquirida pode ser permanente (imunidade ativa) ou temporária (imunidade passiva).

A imunidade ativa implica a exposição a um antigénio de modo a estimular o sistema imunitário a produzir anticorpos e células de memória, conferindo resistência a longo prazo. O antigénio é normalmente administrado numa vacina, desginando-se o processo por vacinação.

Nas vacinas, os antigénios são previamente tratados de modo a perderem a sua virulência (capacidade de causar doenças), mas mantêm as suas propriedades, ou seja, são atenuados.

As vacinas têm de se consumir em várias doses ao longo da vida porque, como vimos anteriormente, a resposta imunitária primária não é imediata e sofre um declínio ao longo do tempo. As segundas e terceiras doses duma mesma vacina já confere uma resposta mais rápida, intensa e prolongada.

A imunidade passiva é obtida pela administração direta de anticorpos, o que permite uma imunização imediata, mas temporária. Os anticorpos são obtidos a partir de indivíduos ou animais (Ex: cavalos) que possuam imunidade ativa para a doença em questão (Ex: transferência de anticorpos pelo aleitamento da mãe para o filho (fig.26)). Estes anticorpos podem ser usados no tratamento do tétano, botulismo ou mordeduras de animais venenosos (Ex: cobras).

Compatibilidade sanguínea

As hemácias do corpo humano possuem na sua superfície diferentes antigénios (aglutinogénios) e o plasma pode conter anticorpos (aglutinas) para antigénios ausentes (fig.30). Numa transfusão sanguínea se o dador tiver anticorpos para o sangue do recetor, ocorre uma incompatibilidade sanguínea e dá-se a lise celular, provocando a morte das hemácias introduzidas. 

Para determinação do grupo sanguíneo, existe na espécie humana três genes alelos (A,B e i), com graus diferentes de dominância, e quatro tipos diferentes de sangue (A, B, AB e O).

O grupo O é determinado pelo genótipo homozigótico recessivo( ii). Entre os alelos A e B não existe dominância e os alelos A e B dominam sobre i. 

Para além destes tipos de sangue, um outro importante grupo de antigénios presente (positivo) ou ausente (negativo) nas hemácias, o fator Rhesus (Rh positivo (+) ou Rh negativo (-)).

Tendo em conta os anticorpos (aglutinas) e antigénios (aglutinogénios), podemos concluir que o dador universal é o grupo sanguíneo 0 Rh- e o recetor universal é o grupo sanguíneo AB Rh+.

Desequilíbrios e doenças

A função principal do sistema imunitário é proteger o organismo de agentes invasores. No entanto, o sistema imunitário poderá reagir não da forma mais correta, podendo causar reações contra o próprio organismo e desequilíbrios ao mesmo. 

As respostas destes desequilíbrios podem:

• Causar alterações nos tecidos que são designadas por hipersensibilidades. São os casos de alergias;

• combater os próprios antigénios do indivíduo, destruindo tecidos e órgãos, são as designadas doenças auto-imunes, por exemplo a diabetes e artrite reumatoide;

• Ser respostas pouco efetivas, imunodeficiências, por exemplo a Sida (desequilíbrio provocada pelo vírus HIV). 

Alergias

A alergia é uma resposta exagerada do organismo a uma substância estranha ao organismo, ou seja, uma hipersensibilidade a um estímulo externo específico que pode ter consequências graves, nomeadamente inflamação, lesão e destruição de células, tecidos e órgãos.

As substâncias que provocam as alergias designam-se alergénicos. São normalmente substâncias proteicas. 

Curiosidade: quando alguém é alérgico ao pelo de um animal, na verdade é alérgico à proteína que existe na saliva do animal e que fica retida no pelo do animal quando ele se lambe.  

Como exemplo destes antigénios temos: pólen, ácaros, pó, produtos químicos e alimentares e pelo de animais.

Como resposta temos doenças como: Asma, Rinite alérgica, urticária e conjuntivite.

Estas respostas alérgicas, sendo reações imunológicas, são específicas. O organismo fica sensibilizado exclusivamente a um determinado antigénio. 

Estas respostas alérgicas podem ser classificadas, de acordo com o tempo entre o contacto com o alergénico e a resposta macroscópica da alergia, em:

• Hipersensibilidade imediata;
• Hipersensibilidade tardia;

Designa-se Hipersensibilidade imediata porque a resposta macroscópica ao alergénico dá-se poucos minutos após o contacto com o mesmo. Esta reação acontece quando o organismo já teve contacto anterior com o alergénico, onde foram criados anticorpos que se fixam a vários tipos de células. Assim, no próximo contacto com o alergénico, este é imediatamente reconhecido pelos anticorpos. Se os anticorpos estiverem ligados aos mastócitos, estes libertam histamina que desencadia uma resposta inflamatória imediata. Esta resposta pode traduzir-se em alergias: 

• respiratórias (asma e rinites); 
• cutâneas (eczemas e urticárias - comichão constante); 
• oftalmológicas (conjuntivites);
• digestivas.

Designa-se Hipersensiblidade tardia porque a resposta macroscópica ao alergénico dá-se horas após o contacto com o mesmo. O alergénico é processado por células apresentadoras e é iniciada uma resposta imunitária celular. Por vezes, esta resposta é capaz de ativar macrófagos e lesionar tecidos, podendo provocar dermatite de contacto (Fig.33).

Nas reações alérgicas o pior cenário é o choque anafilático, em que os alergénicos entram na corrente sanguínea e são rapidamente dispersos, afetando todo o corpo. A histamina é libertada em grandes quantidades no organismo inteiro e provocam a dilatação dos vasos sanguíneos, o que faz descer a pressão sanguínea causando a não renovação do oxigénio e não nutrição das células, podendo ser fatal.

Doenças Autoimunes

Podemos considerar doenças autoimunes qualquer doença que cause uma resposta imunitária contra as células do próprio organismo, designando-se autoinunidade. Autoimunidade causadora de doenças não é frequente, dado que o sistema imunológico possui mecanismos que mantêm um estado de tolerância aos epítopos (menor porção de determinante antigénico) do organismo. Estes mecanismos designam-se por auto tolerância.

Se existir falhas nesta auto tolerância, podem originar doenças autoimunes como:

• Artrite reumatóide;
• Diabetes insulinodependente (tipo I);
• Esclerose múltipla;
• Febre reumática;
• Glomerulonefrite;
• Lúpus Eritematoso Sistémico (LES);
• Lúpus Eritematoso Discóide (LED).

A artrite reumatóide (Fig.34) caracteriza-se pela inflamação das articulações causada pelo excesso de infiltração de leucócitos nas articulações. É provocada pela deficiente atividade do inibidor, CTLA4, que impede que as células T reajam com antigénios próprios.

A diabetes tipo I é caracterizada pela reação imunitária contra várias proteínas nas células do pâncreas que produzem insulina. Como consequência, estes pacientes têm de administrar diariamente insulina. No entanto, esta doença pode ter outras origens.

A esclerose múltipla é caracterizada por lesões progressivas no sistema nervoso, ao nível das principais proteínas da mielina (membrana que envolve alguns tecidos nervosos).

A febre reumática é caracterizada pelo ataque a outras proteínas idênticas à proteína M (uma proteína existente na membrana de bactérias patogénicas) no próprio organismo. Pode originar manifestações cardíacas (sopro cardíaco) e movimentos descoordenados (ataxia).

A Glomerulonefrite é caracterizada pela produção de anticorpos que atacam os glómerulos renais, podendo provocar insuficiência renal.

A LES é caracterizada pelo desenvolvimento de anticorpos contra as suas células normais. Desta forma, a pessoa torna-se "alérgica" a ela própria e pode afetar a pele, articulações, rins e outros órgãos.

A LED afeta somente as células da pele e é caracterizada pelo desenvolvimento e anticorpos contra estas.

Imunodeficiência

As imunodeficiências são doenças que afetam o sistema imunitário, de maneira a que este seja incapaz de promover uma resposta imunitária adequada, originando falhas no combate a diversos agentes patogénicos.

A imunodeficiência pode derivar de uma doença ou induzida por drogas. Um exemplo de uma doença é a sida que ataca e destrói os leucócitos.

A imunodeficiência pode ser:

• Congénita;
• Aquirida;

A imunodeficiência congénita normalmente manifesta-se desde o nascimento está ligada a causas hereditárias. Esta imunodeficiência pode causar:

• diminuição no número de leucócitos;
• Mau funcionamento dos leucócitos;
• Diminuição, ou até mesmo falta, dos outros componentes do sistema imunitário, apesar dos leucócitos funcionarem bem.

Devido a isto, as pessoas que possuírem esta doença morrem com mais facilmente sobre ação de outros agentes patogénicos.

A imunidade que aparece mais tarde, é a imunodeficiência adquirida e normalmente advém de uma doença, e é mais frequente que a congénita. Quase todas as doenças prolongadas afetam, de uma certa forma, o sistema imunitário. Algumas doenças causam apenas uma ligeira deterioração do sistema imunitário, enquanto que outras podem destruir a capacidade do corpo para combater a infeção. 

Uma doença grave é a SIDA, causada pelo HIV (vírus da imunodeficiência humana). O vírus infeta as células (macrófagos e linfócitos T auxiliares) portadoras de recetores e fixa-se nelas. Desta forma, o sistema imunitário fica indefeso a ataques de outros corpos estranhos devido à destruição dos leucócitos por este vírus. Assim, os doentes ficam extremamente fragilizados e podem contrair muito facilmente doenças que podem conduzir à morte.

Quando o vírus entra no sistema circulatório, este multiplica-se dentro dos linfócitos T4. De que maneira?

1. Ligação das proteínas do vírus aos recetores da membrana plasmática;
2. Fusão das membranas;
3. Libertação do material genético do vírus;
4. Transcrição do RNA viral (transcripase inversa) - formação de cadeia simples de DNA complementar do RNA viral;
5. Formação de uma cadeia dupla de DNA;
6. Ligação com o genoma da células;
7. Ativação do DNA e a sua transcrição - formação do mRNA;
8. Migração do mRNA para o citoplasma da célula;
9. Descodificação - tradução do RNA nos ribossomas e formação de proteínas virais;
10. União dos produtos do vírus;
11. Saída da célula - formação de um novo vírus.

Assim que o organismo é infetado, este responde em três fases:

1. Primoinfeção: o organismo é infetado e existe uma rápida disseminação do vírus. O nosso corpo apresenta alguma capacidade de apresentar uma resposta primária face ao HIV. Isto prova-se no gráfico apresentado abaixo (Fig.37), pois também verifica-se um aumento no número de leucócitos. No final desta fase, há uma queda na concentração de HIV no corpo e uma ligeira quebra no número de leucócitos.
2. Latência: O vírus pode ficar incubado no corpo humano por vários anos, sem que manifeste quaisquer sintomas (assintomática). Quando uma pessoa está infetada com o HIV diz-se que é seropositiva. Há um equilíbrio em que a resposta imunitária limita a proliferação do vírus.
3. Imunodeficiência - Dá-se o desequilíbrio e o sistema imunitário não responde, dando-se um aumento do vírus e a diminuição drástica dos linfócitos T, levando à um crescente aumento de infeções oportunistas. É nesta fase que se utiliza o termo SIDA e é caraterizada pelo aparecimento de tumores e de imunodeficiência. 
   

O vírus ao invadir o organismo ataca e infeta vários tipos de células: Linfócitos Th, macrófagos e células do intestino, originando diarreias crónicas e células cerebrais provocando letargia (Sono profundo em que a circulação e a respiração parecem estar suspensas) e demência.

Atualmente, o vírus do HIV não tem cura, mas a sua procura continua a estimular a comunidade científica. No entanto, é possível evitar a sua expansão através de inibidores da transcripase inversa e de proteases virais.

Biotecnologia

Biotecnologia constitui a integração entre Ciência e Tecnologia e tem aplicação no ambiente, na saúde e na produção de alimentos. A finalidade da Biotecnologia é a produção de bens e serviços.

Esta produção recorre a seres vivos ou aos seus componentes. 

Segundo a Convenção sobre Diversidade Biológica da ONU, "Biotecnologia" significa "qualquer aplicação tecnológica que use sistemas biológicos, organismos vivos ou derivados destes, para fazer ou modificar produtos ou processos para usos específicos."

Os processos industriais que utilizam os organismos vivos e derivados, são processos de fermentação, e são utilizados, como se referiu, nas mais variadas áreas e com mais particular interesse, na produção de substâncias que visam o diagnóstico e tratamento de doenças.

Importância biomédica dos anticorpos 

Desde a descoberta dos anticorpos que os cientistas perceberam que os poderiam usar para identificar agentes patogénicos com elevada precisão.

Os processos biotecnológicos têm um papel importante na imunologia, mais especificamente na produção de anticorpos. Como já foi referido acima, a produção de anticorpos é feita pelos plasmócitos, resultantes da maturação e clonagem dos linfócitos B, responsáveis pela imunidade humoral. No entanto, na espécie humana e nos animais, cada linfócito B pode produzir diferentes anticorpos para o mesmo antigénio. 

Podemos assim concluir que a resposta imunitária é, na maioria das vezes, policlonal.

A utilização e o estudo dos linfócitos B conduziram à formação de dois tipos de anticorpos:

• Anticorpos policlonais;
• Anticorpos monoclonais;

Ao retirar-se soro de um organismo imunizado a um determinado antigénio, encontram-se uma série de anticorpos específicos produzidos por diferentes clones de linfócitos B (anticorpos policlonais). A resposta imunitária é, neste caso, menos eficiente, uma vez que não foi produzido o apenas o anticorpo específico, mas uma grande diversidade de anticorpos.

Desde o início do Séc. XX que os anticorpos policlonais eram utilizados no combate a várias doenças, antes do aparecimento dos antibióticos.

Com o avanço da tecnologia já é possível isolar um único tipo de linfócito B e produzir clones específicos. Desta forma, conseguimos um conjunto de anticorpos com elevada especificidade (anticorpos monoclonais). No entanto, ainda não é possível manter uma cultura prolongada desses clones, não sobrevivendo mais de uma semana em cultura.

Como já sabemos, depois de mitoses sucessivas e a formação de clones, os linfócitos B diferenciam-se em plasmócitos e em células de memória. Os plasmócitos já não se dividem e sofrem apoptose (morte celular programada). Por esta razão, a produção de anticorpos monoclonais, por esta via, é baixa.

Niels Jerne, Georges Köhler, César Milstein conseguiram, em 1975, uma proposta para a produção em massa de anticorpos e ganharam o prémio Nobel da medicina em 1984. Estes três cientistas juntaram/fundiram um linfócito B (em cultura de laboratório) com um mieloma, sendo esta uma célula cancerígena que possui imortalidade em cultura laboratorial e divide-se indefinidamente. Através desta junção, surgiu um hibridoma (Fig.39), uma célula com a capacidade de produzir um único anticorpo e imortal, formando culturas celulares permanentes. Cada hibridoma produz grandes quantidades de anticorpos monoclonais idênticos. 

A produção de anticorpos monoclonais realiza-se em cinco etapas 8(Fig.40):

1. - Imunização de um animal, do qual se retira os linfócitos;
2. - Isolamento de linfócitos B a partir do baço;
3. - Fusão dos linfócitos B com mielomas;
4. - Crescimento clonal dos hibridomas;
5. - Recolha e purificação dos anticorpos monoclonais.

Os hibridomas têm diversas utilizações, como:

• Diagnóstico de doenças ou condições clínicas, como por exemplo: testes de gravidez, hepatite, raiva e a sífilis.
• Imunização passiva, como por exemplo, preparação do soro antitetânico.
• Tratamento do cancro- associação a substâncias tóxicas ou radioativas com destruição das células cancerígenas.
• Enxertos e transplantes, testes de compatibilidade.
• Antídotos para drogas e venenos.

Assim, a biotecnologia desempenha um papel fundamental no diagnóstico e terapêutica de diversas doenças. 

A Biotecnologia também tem provocado algumas preocupações, ao intervir na "natureza intrínseca" dos seres vivos, originando reflexões éticas devido ao bem-estar dos animais. As respostas às questões que surgem sobre esta temática podem ser ambíguas ou discutíveis. Contudo, devemos evitar o sofrimento exagerado ou desnecessário dos animais, recorrendo a anestésicos ou outros procedimentos e, sempre que possível, recorrer a opções que não o uso de qualquer animal.

Biotecnologia na produção industrial de substâncias terapêuticas 

A biotecnologia permite a obtenção de vários produtos com aplicações terapêuticas, em grandes quantidades e com baixo custos, por processos de bioconversão. 

A bioconversão consiste na transformação de um determinado composto noutro composto estruturalmente relacionado, efetuado por microorganismos, com aplicações terapêuticas e, em quantidades industriais, mais favoráveis que a síntese química e com valor comercial. 

A bioconversão tem as seguintes vantagens:

• Permite a obtenção de produtos que resultam de vias metabólicas complexas; 
• Diminui o número de etapas necessárias para a obtenção do produto (mais rápida e económica);
• Aumenta o grau de especificidade e de pureza dos produtos obtidos, diminuindo o risco de alergia;
• Realiza transformações que não seriam possíveis por síntese química;
• É rentável.

A bioconversão tem as seguintes aplicações:

• produção de antibióticos; 
• produção de esteróides;
• produção de vitaminas; 
• produção de vacinas  
• produção de proteínas humanas;
  

Antibióticos: A biotecnologia tem desenvolvido antibióticos cada vez mais com um maior espetro de ação, com várias vias de administração e menor risco de provocar reações alergénicas. 

Esteroides: produzidos a partir de determinados géneros de bactérias e fungos e são utilizados como contracetivos (estrogénio e progesterona), anti-inflamatórios (cortisona e hidrocortisona) e anabolizantes (estimulam o crescimento celular e a sua divisão).

Vitaminas: São produzidos suplementos vitamínicos por certos géneros de fungos e bactérias, como por exemplo a vitamina B12 que aparece a integrar medicamentos e na alimentação dos animais.

Vacinas: Prevenção de doenças infeciosas.

Proteínas humanas: São obtidas por microrganismos recombinantes. Exemplos dessas proteínas são a insulina (controlo da diabetes), fatores de coagulação (hemofilia), interferão (estimulação da resposta imunitária) e hormonas de crescimento.