CAPÍTULO 15 Tolerância Imunológica e Autoimunidade

Fonte: Livro Imunologia Celular e Molecular - 8ª Ed.

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

VISÃO GERAL DA TOLERÂNCIA IMUNOLÓGICA
TOLERÂNCIA DOS LINFÓCITOS T
Tolerância Central da Célula T
Tolerância Periférica da Célula T
Fatores que Determinam a Tolerogenicidade de Autoantígenos
TOLERÂNCIA DOS LINFÓCITOS B
Tolerância Central da Célula B
Tolerância Periférica da Célula B
TOLERÂNCIA INDUZIDA POR ANTÍGENOS PROTEICOS EXTERNOS
MECANISMOS DE AUTOIMUNIDADE
Características Gerais das Doenças Autoimunes
Anormalidades Imunológicas que Levam à Autoimunidade
Bases Genéticas da Autoimunidade
Papel das Infecções na Autoimunidade
Outros Fatores na Autoimunidade
RESUMO

Define-se tolerância imunológica como a não responsividade a um antígeno, conseguida por meio da exposição prévia ao mesmo. O termo “tolerância imunológica” surgiu a partir de observações experimentais de que animais que já haviam entrado em contato com um antígeno (em condições particulares) tolerariam, ou seja, não responderiam às exposições subsequentes ao mesmo antígeno. Quando linfócitos específicos encontram antígenos, estes podem ser ativados, induzindo respostas imunológicas; esses linfócitos também podem ser inativados ou eliminados, levando à tolerância. Formas diferentes de um mesmo antígeno podem levar à resposta imunológica ou à tolerância. Os antígenos que induzem a tolerância são chamados de tolerógenos, ou antígenos tolerogênicos, a fim de distingui-los dos imunógenos, que geram imunidade. Um único antígeno pode ser um imunógeno ou um tolerógeno, dependendo da forma como é apresentado aos linfócitos específicos, seja na presença ou na ausência, respectivamente, de inflamação e respostas imunológicas inatas. A tolerância aos autoantígenos, também chamada de autotolerância, é uma propriedade fundamental do sistema imunológico normal; a falha na autotolerância resulta em reações imunológicas contra antígenos próprios (autoantígenos ou antígenos autólogos). Essas reações são conhecidas pelo nome de “autoimunidade”, e as doenças causadas pelas mesmas são denominadas doenças autoimunes. A importância da autotolerância para a saúde dos indivíduos foi investigada desde os primórdios da Imunologia. No Capítulo 1, introduziu-se o conceito de discriminação própria e não própria, que consiste na habilidade do sistema imunológico em reconhecer e responder a antígenos estranhos, mas não aos antígenos do próprio corpo. Macfarlane Burnet adicionou à sua hipótese de seleção clonal o corolário de que linfócitos específicos para autoantígenos são eliminados a fim de prevenir reações imunológicas do indivíduo contra seus próprios tecidos. A elucidação dos mecanismos de autotolerância é a chave para compreender a patogênese da autoimunidade. 

Neste capítulo, será discutida a tolerância imunológica, principalmente no contexto da autotolerância, e como a autotolerância pode falhar, resultando em autoimunidade. Também serão considerados a tolerância a agentes externos e o potencial de indução à tolerância como uma estratégia terapêutica para as doenças alérgicas e autoimunes, bem como na prevenção da rejeição de células e órgãos transplantados.

Visão geral da tolerância imunológica 

Há diversas características de tolerância nas populações de linfócitos T e B. É importante explorar os princípios gerais antes de discutir os mecanismos específicos de tolerância nesses linfócitos.

• Indivíduos normais são tolerantes aos seus próprios antígenos porque os linfócitos responsáveis pelo reconhecimento dos autoantígenos estão eliminados ou inativados, ou a especificidade destes linfócitos encontra-se alterada. Essencialmente, todos os indivíduos herdam os mesmos segmentos gênicos de receptor de antígeno, e estes são recombinados e expressos pelos linfócitos quando essas células surgem a partir de suas células precursoras. As especificidades dos receptores codificados pelos genes recombinados são aleatórias e não são influenciadas pelo que é externo ou próprio no organismo de cada indivíduo (Cap. 8). Não é de surpreender que, durante o processo de geração de um repertório grande e diversificado, algumas células T e B em desenvolvimento em todo indivíduo possam expressar receptores capazes de reconhecer moléculas normais daquele indivíduo (p. ex., autoantígenos). Portanto, existe um risco de os linfócitos reagirem contra as células e tecidos daquele indivíduo, causando doença. Os mecanismos de tolerância imunológica evoluíram para prevenir essas reações.

 • A tolerância resulta do reconhecimento dos antígenos por linfócitos específicos. Em outras palavras, a tolerância, por definição, é antígeno-específica. Isso contrasta com a imunossupressão terapêutica, que afeta linfócitos com muitas especificidades. O principal avanço que permitiu o estudo da tolerância pelos imunologistas foi a habilidade de induzir esse fenômeno em animais, mediante exposição a antígenos definidos sob condições variadas, para depois analisar a sobrevivência e o funcionamento dos linfócitos que encontraram seus antígenos. Peter Medawar e colaboradores mostraram, na década de 1950, que camundongos neonatos de uma determinada cepa, quando expostos às células de outras cepas, tornaram-se não responsivos a subsequentes enxertos de pele oriundos da cepa dos doadores. Estudos posteriores mostraram que a tolerância poderia ser induzida não somente por células externas, mas também por proteínas e outros antígenos. 

• A autotolerância pode ser induzida em linfócitos autorreativos imaturos nos órgãos linfoides centrais (tolerância central) ou em linfócitos maduros em locais periféricos (tolerância periférica) (Fig. 15-1). A tolerância central certifica-se de que o repertório de linfócitos maduros se torne incapaz de responder a autoantígenos que são expressos nos órgãos linfoides centrais (timo – para as células T; medula óssea – para os linfócitos B). Entretanto, a tolerância central não é perfeita e alguns linfócitos autorreativos acabam por completar sua maturação. Dessa maneira, os mecanismos de tolerância periférica são necessários para prevenir a ativação desses linfócitos potencialmente perigosos. 

FIGURA 15-1 Tolerância central e periférica a autoantígenos. 

Linfócitos imaturos específicos para autoantígenos podem encontrar tais antígenos nos órgãos linfoides centrais e são deletados, mudam sua especificidade (somente células B) ou (no caso das células T CD4 + ) diferenciam-se em linfócitos regulatórios (tolerância central). Alguns linfócitos autorreativos podem amadurecer e entrar nos tecidos periféricos, onde podem ser inativados ou deletados ao encontrarem autoantígenos nesses tecidos, ou podem ser suprimidos pelas células T regulatórias (tolerância periférica). Observe que as células T reconhecem antígenos apresentados por células apresentadoras de antígenos (não mostrado). 

• A tolerância central ocorre durante um estágio de maturação dos linfócitos, no qual o encontro com um antígeno pode levar à morte celular ou à substituição de um receptor de antígeno autorreativo por outro que não apresente esta condição. Os órgãos linfoides centrais contêm, principalmente, autoantígenos e antígenos internos, porque os antígenos estranhos (p. ex., microrganismos) que entram a partir do ambiente externo costumam ser capturados e levados para os órgãos linfoides periféricos, como linfonodos, baço e tecidos linfoides associados às mucosas (não ficam concentrados no timo ou na medula óssea). Os antígenos normalmente presentes no timo e na medula óssea incluem autoantígenos amplamente disseminados, inclusive aqueles adquiridos através do sangue. Além disso, muitos antígenos periféricos tecido-específicos são expressos no timo através de um mecanismo especial que será descrito posteriormente. Portanto, nos órgãos linfoides centrais, os linfócitos imaturos que reconhecem especificamente antígenos são, tipicamente, células específicas para autoantígenos (e não para antígenos externos/estranhos). Os destinos dos linfócitos imaturos que reconhecem autoantígenos com alta afinidade serão descritos a seguir (Fig. 15-1).

 • A tolerância periférica desencadeia-se quando linfócitos maduros reconhecem autoantígenos e morrem por apoptose ou quando se tornam incapazes de serem ativados pela reexposição àquele antígeno. A tolerância periférica é importante para a manutenção da não responsividade a autoantígenos que são expressos em tecidos periféricos (e não nos órgãos linfoides centrais) e para a tolerância a autoantígenos que somente são expressos na vida adulta, após a produção de muitos linfócitos maduros específicos para este antígeno. Conforme mencionado anteriormente, os mecanismos periféricos também podem servir como um suporte para os mecanismos centrais, caso não eliminem todos os linfócitos autorreativos. 

• A tolerância periférica também é mantida pelas células T regulatórias (Treg ) que suprimem ativamente os linfócitos autoantígeno-específicos. A supressão pelas células Treg ocorre nos órgãos linfoides secundários e nos tecidos não linfoides. 

• Alguns autoantígenos são sequestrados do sistema imunológico e outros antígenos são ignorados. Antígenos podem ser capturados do sistema imunológico por barreiras anatômicas, como nos testículos e nos olhos, e assim, não podem encontrar seus receptores (Cap. 14). Em modelos experimentais, alguns autoantígenos encontram-se disponíveis para o reconhecimento pelos linfócitos, mas, por motivos desconhecidos, falham em suscitar qualquer resposta e são funcionalmente ignorados. A importância deste fenômeno de ignorar o antígeno a fim de manter a autotolerância ainda não foi estabelecida. 

• Antígenos externos, na ausência de sinais coestimulatórios, podem inibir as respostas imunológicas por meio da indução da tolerância em linfócitos específicos. Muitos dos mecanismos de tolerância a antígenos externos são similares àqueles da autotolerância em linfócitos maduros (tolerância periférica). Alguns microrganismos e tumores também escapam do ataque imunológico, induzindo a não responsividade em linfócitos específicos.

 • A indução da tolerância imunológica foi explorada como abordagem terapêutica para a prevenção de respostas imunológicas prejudiciais. Grandes esforços estão sendo realizados no sentido de desenvolver estratégias para induzir a tolerância e ajudar no tratamento de doenças alérgicas e autoimunes, bem como para prevenir a rejeição nos transplantes de órgãos. A indução da tolerância também pode ser útil para prevenir reações imunológicas contra os produtos de novos genes expressos em protocolos de terapia gênica, para prevenir reações a proteínas injetadas em pacientes com deficiências proteicas (p. ex., hemofílicos tratados com fator VIII) e para promover a aceitação em transplantes de células-tronco.  

Abordagens experimentais, em especial as que envolvem a criação de camundongos modificados geneticamente, forneceram modelos valiosos para a análise da autotolerância; muitos dos nossos conceitos atuais baseiam-se nos estudos com esses modelos. Além disso, por meio da identificação dos genes que podem estar associados à autoimunidade em camundongos e humanos, passou a ser possível deduzir alguns dos mecanismos críticos da autotolerância. Contudo, ainda não se sabe quais autoantígenos induzem tolerância central ou periférica (ou quais são ignorados). E mais importante, ainda não se sabe quais mecanismos de tolerância podem falhar nas doenças autoimunes humanas mais comuns; isso permanece como um desafio principal no entendimento da autoimunidade.

Nas seções a seguir, serão discutidas as tolerâncias central e periférica, primeiramente nas células T e depois nos linfócitos B, porém muitos aspectos desses processos são comuns a ambas as linhagens.

Tolerância dos linfócitos T 

A tolerância dos linfócitos T auxiliares CD4 + é uma forma eficaz de prevenir tanto as respostas imunológicas mediadas por células quanto as respostas imunológicas humorais a antígenos proteicos, uma vez que as células T auxiliares são indutores necessários a todas essas respostas. Essa constatação serviu de ímpeto para uma grande quantidade de trabalhos a respeito dos mecanismos de tolerância nas células T CD4 + . Imunologistas desenvolveram modelos experimentais para estudar a tolerância em células T CD4 + que mostraram ser instrutivos. Além disso, muitas estratégias terapêuticas que estão sendo desenvolvidas a fim de induzir a tolerância a transplantes e autoantígenos têm como foco principal a inativação ou eliminação dessas células T. Por isso, a maior parte da discussão a seguir, especialmente sobre tolerância periférica, prioriza as células T CD4 + . Sabe-se menos sobre tolerância periférica em células T CD8 + , e o que já é senso comum encontra-se resumido ao final desta seção.

Tolerância Central da Célula T 

Durante sua maturação no timo, muitas células T imaturas que reconhecem antígenos com grande avidez são deletadas e algumas das células sobreviventes na linhagem CD4 + transformam-se em células T regulatórias (Fig. 15-2). O processo de deleção (ou seleção negativa) de linfócitos T no timo foi descrito anteriormente (Cap. 8), na discussão sobre maturação da célula T. Este processo afeta células T restritas ao compartimento MHC de classes I e II, sendo importante para a tolerância nas populações de linfócitos CD8 + e CD4 + . A seleção negativa de timócitos é responsável pelo fato de que o repertório de células T maduras que deixam o timo e povoam os tecidos linfoides periféricos não responde a muitos autoantígenos que estão presentes no timo. Os dois principais fatores que determinam se um autoantígeno particular induzirá a seleção negativa de timócitos autorreativos são: (1) a presença daquele antígeno no timo (por expressão local ou chegada através da corrente sanguínea) e (2) a afinidade dos receptores de célula T dos timócitos (RCTs) que reconhecem o antígeno. Portanto, as questões que realmente são relevantes para a seleção negativa são: (1) quais são os autoantígenos presentes no timo e (2) de que forma as células T imaturas que reconhecem esses antígenos são deletadas.

FIGURA 15-2 Tolerância central da célula T. 

O reconhecimento de autoantígenos por células T imaturas no timo leva à morte dessas células (seleção negativa ou deleção) ou ao desenvolvimento de células T regulatórias que entram nos tecidos periféricos.

A seleção negativa ocorre em células T duplamente positivas no córtex tímico e em células T unicamente positivas produzidas na medula. Em ambas as localizações, timócitos imaturos com receptores de alta afinidade para autoantígenos, que encontram estes antígenos, morrem por apoptose. A sinalização por receptor de célula T (TCR) em células T imaturas dispara a via mitocondrial da apoptose. Os mecanismos de apoptose serão descritos mais adiante neste capítulo, quando discutirmos sobre a deleção enquanto mecanismo de tolerância de célula T periférica. Claramente, linfócitos imaturos e maduros interpretam de maneiras diferentes os sinais dos receptores de antígenos – os linfócitos imaturos morrem e os maduros são ativados. Não se sabe a base bioquímica dessa diferença.

 Os antígenos que estão presentes no timo incluem muitas proteínas circulantes e proteínas associadas a células que estão amplamente distribuídas nos tecidos. O timo ainda conta com um mecanismo especial para expressar muitos antígenos de proteínas que, em geral, estão presentes somente em determinados tecidos periféricos, de modo que células T imaturas específicas para esses antígenos podem ser deletadas do repertório de células T em desenvolvimento. Esses antígenos de tecidos periféricos são expressos nas células epiteliais medulares tímicas sob o controle da proteína reguladora autoimune (AIRE, do inglês autoimune regulator). Mutações no gene AIRE são a causa de uma doença autoimune que afeta diversos órgãos, chamada de síndrome poliglandular autoimune tipo 1 (APS1, do inglês autoimmune polyendocrine syndrome type 1). Este grupo de doenças caracteriza-se por lesões causadas por anticorpos e lesões mediadas por linfócitos que atingem diversos órgãos endócrinos, incluindo paratireoides, adrenais e ilhotas pancreáticas. Desenvolveu-se um modelo de camundongo para APS1 através da deleção do gene AIRE, recapitulando muitas características da doença humana. Estudos em camundongos mostraram que várias proteínas que são produzidas em órgãos periféricos (assim como a insulina pancreática) também são expressas em níveis baixos nas células epiteliais da medula tímica; além disso, células T imaturas que reconhecem esses antígenos são deletadas no timo. Na ausência de AIRE funcional (como em pacientes com APS1 e camundongos deficientes), esses antígenos não são exibidos no timo e as células T específicas para tais antígenos escapam da deleção, sofrem maturação e dirigem-se para a periferia, onde atacam os tecidos-alvo (nos quais os antígenos são expressos independentemente de AIRE) (Fig. 15-3). A proteína AIRE pode funcionar como um regulador transcricional para promover a expressão de antígenos restritos a tecidos selecionados, no timo. É um componente de um complexo multiproteico que está envolvido no alongamento transcricional e desdobramento e remodelagem da cromatina. Ainda não se sabe de que forma a AIRE dirige a expressão de uma vasta gama de antígenos de tecidos em uma única população celular no timo.

FIGURA 15-3 Função de AIRE na deleção de células T no timo. 

A, Aproteína AIRE é parte de um complexo que regula a expressão de antígenos restritos a tecidos (TRAs, do inglês tissue-restricted antigens) nas células epiteliais da medula do timo (MTEC). Peptídios derivados desses antígenos são mostrados nas MTEC e reconhecidos por células T antígeno-específicas imaturas, levando à deleção de muitas células T autorreativas. B, Na ausência de AIRE funcional, essas células T autorreativas não são eliminadas; elas podem entrar nos tecidos onde os antígenos continuam a ser produzidos e causar danos.  

Algumas células T CD4+ autorreativas que encontram autoantígenos no timo não são deletadas, mas, ao contrário disso, diferenciam-se em células T regulatórias específicas para esses antígenos (Fig. 15-2). As células regulatórias deixam o timo e inibem as respostas contra autoantígenos na periferia. Também ainda não se sabe o que determina a escolha entre a deleção e o desenvolvimento das células T regulatórias. Possíveis fatores incluem a afinidade de reconhecimento do antígeno, os tipos de células apresentadoras de antígenos (APCs, do inglês antigen presenting cells) que apresentam o antígeno e a disponibilidade de certas citocinas localmente no timo. As funções e características das células T regulatórias serão descritas posteriormente, no contexto da tolerância periférica, porque essas células suprimem as respostas imunológicas na periferia.

Tolerância Periférica da Célula T 

Os mecanismos de tolerância periférica são (1) anergia (não responsividade funcional), (2) supressão pelas células T regulatórias e (3) deleção (morte celular) (Fig. 15-4). Esses mecanismos podem ser responsáveis pela tolerância da célula T a autoantígenos tecidoespecíficos, especialmente aqueles que não são abundantes no timo. Não se sabe se a tolerância a diferentes autoantígenos é mantida por um ou outro mecanismo ou se todos esses mecanismos funcionam cooperativamente para prevenir a autoimunidade. Os mesmos mecanismos podem induzir não responsividade a formas tolerogênicas de antígenos externos.  

FIGURA 15-4 Mecanismos de tolerância periférica da célula T. 

Os sinais envolvidos em uma resposta imunológica normal (A) e os três principais mecanismos de tolerância periférica da célula T (B) encontram-se ilustrados.

Anergia (Não Responsividade Funcional) 

A exposição de células T CD4 + maduras a um antígeno, na ausência de coestimulação ou imunidade inata, pode tornar as células incapazes de responder àquele antígeno. Neste processo, conhecido como anergia, as células autorreativas não morrem, mas tornam-se não responsivas a um antígeno. Anteriormente, introduziu-se o conceito de que a ativação total das células T requer o reconhecimento do antígeno pelo TCR (que fornece o sinal 1) e dos coestimuladores, principalmente B7-1 e B7-2, pelo CD28 (sinal 2) (Cap. 9). O sinal 1 prolongado, quando sozinho (p. ex., reconhecimento de antígeno), pode levar à anergia. Parece que os autoantígenos são exibidos continuamente às células T específicas, na ausência de imunidade inata e forte coestimulação. A anergia induzida por alérgeno foi demonstrada em uma grande variedade de modelos experimentais, incluindo (1) estudos com clones de células T expostos a antígenos in vitro (o que serviu de base para a definição original de anergia), (2) estudos nos quais antígenos foram administrados sem adjuvantes aos camundongos e (3) estudos com camundongos transgênicos, nos quais antígenos de proteínas específicas são expressos ao longo da vida e reconhecidos pelas células T na ausência de inflamação e de respostas imunológicas inatas que normalmente acompanham a exposição aos microrganismos. Em muitas destas situações, as células T que reconhecem os antígenos tornam-se funcionalmente não responsivas e sobrevivem por dias ou semanas em estado quiescente.  

A anergia resulta de alterações bioquímicas que reduzem a habilidade dos linfócitos em responder aos sinais de seus receptores de antígenos (Fig. 15-5). Acredita-se que diversas vias bioquímicas cooperam para a manutenção desse estado não responsivo.

FIGURA 15-5 Mecanismos de anergia da célula T. 

As respostas das células T são induzidas quando as células reconhecem um antígeno apresentado por uma célula apresentadora de antígeno profissional (APC) e os receptores de ativação nas células T (como o CD28) reconhecem coestimuladores nas APCs (como o B7). Se a célula T reconhece um autoantígeno sem coestimulação, a célula T torna-se não responsiva ao antígeno, por causa de um bloqueio na sinalização do complexo TCR ou do envolvimento de receptores inibitórios (como o CTLA-4 e o PD-1). O sinal de bloqueio pode ser resultado do recrutamento de fosfatases para o complexo TCR ou da ativação de ubiquitina ligases que degradam proteínas de sinalização. A célula T permanece viável, mas não é capaz de responder ao autoantígeno. CD, célula dendrítica.

• A transdução de sinal induzida pelo TCR é bloqueada em células anérgicas. Os mecanismos deste sinal de bloqueio não são completamente conhecidos. Em diferentes modelos experimentais, atribui-se esse sinal à expressão diminuída de TCR (talvez em virtude da degradação aumentada; ver posteriormente) e ao recrutamento de moléculas inibitórias, como as tirosinofosfatases, para o complexo TCR.

 • O reconhecimento de autoantígenos pode ativar as ubiquitinas ligases celulares, que ubiquitinam as proteínas associadas ao TCR e as direcionam para a degradação proteolítica nos proteossomos ou lisossomos. O resultado final é a perda dessas moléculas de sinalização e ativação defeituosa das células T (Cap. 7, Fig. 7-22). Uma ubiquitina ligase importante para as células T é chamada de Cbl-b. Camundongos deficientes para a proteína Cbl-b mostram proliferação espontânea de células T e manifestações de autoimunidade, sugerindo que essa enzima está envolvida na manutenção da não responsividade da célula T aos autoantígenos. Ainda não se sabe por que o reconhecimento de autoantígenos (que ocorre tipicamente sem forte coestimulação) ativa essas ubiquitina ligases, enquanto antígenos externos que são reconhecidos com coestimulação as ativam muito menos, ou simplesmente não o fazem. 

• Quando as células T reconhecem autoantígenos, estas podem engajar receptores inibitórios da família CD28, cuja função é inibir as respostas da célula T. As funções dos receptores inibitórios de células T mais conhecidos encontram-se descritas na seção adiante. 

Regulação das Respostas das Células T por Receptores Inibitórios 

Introduziu-se anteriormente o conceito geral de que o resultado do reconhecimento do antígeno pelas células T, particularmente as células CD4 + , é determinado por um equilíbrio entre a atividade de receptores de ativação e de inibição. Embora tenham sido descritos muitos receptores de inibição, há dois destes cujos papéis fisiológicos estão mais bem estabelecidos na autotolerância: o CTLA-4 e o PD-1. Estudos sobre esses receptores inibitórios aumentaram o entendimento a respeito dos mecanismos de tolerância, levando a novas abordagens terapêuticas para a manipulação das respostas imunológicas. As funções e os mecanismos de ação desses receptores serão discutidos adiante.

CTLA-4. O CTLA-4 é um membro da família de receptores CD28 (Fig. 9-5) e, assim como o receptor de ativação CD28, liga-se às moléculas B7. Explica-se a importância do CTLA-4 na indução da tolerância através do achado de que camundongos deficientes para CTLA-4 desenvolvem ativação descontrolada dos linfócitos, com linfonodos e baço maciçamente aumentados, além de infiltrados linfocíticos fatais em órgãos múltiplos (sugestivos de autoimunidade sistêmica). Em outras palavras, a eliminação deste único mecanismo de controle resulta na falha da tolerância periférica e em doença grave mediada por célula T. O bloqueio do CTLA-4 com anticorpos também potencializa as doenças autoimunes em modelos animais, tais como (1) a encefalomielite induzida por imunização com antígenos de mielina e (2) o diabetes induzido por células T reativas a antígenos das células β das ilhotas pancreáticas. Os polimorfismos do gene CTLA4 estão associados a diversas doenças autoimunes em humanos, incluindo diabetes tipo 1 e doença de Graves. Todos esses achados, bem como resultados de ensaios clínicos discutidos adiante, indicam que o CTLA-4 funciona continuamente para manter as células T autorreativas sob controle.

O CTLA-4 apresenta duas ações importantes:

• A expressão do CTLA-4 é baixa na maioria das células T até que as mesmas sejam ativadas por um antígeno; uma vez expresso, o CTLA-4 termina a ativação contínua dessas células T responsivas.

 • O CTLA-4 é expresso nas células T regulatórias, descritas posteriormente, mediando a função supressiva dessas células por meio da inibição da ativação de células imaturas. Acredita-se que o CTLA-4 seja capaz de mediar sua atividade inibitória por dois mecanismos principais (Fig. 15-6): 

FIGURA 15-6 Mecanismos de ação do CTLA-4. 

A, Aativação do CTLA-4 em uma célula T pode transmitir sinais inibitórios que extinguem ativações posteriores desta célula (função intrínseca celular do CTLA-4). B, O CTLA-4, em células T regulatórias ou células T responsivas, liga-se às moléculas B7 nas APCs ou remove essas moléculas da superfície das APCs, fazendo com que os coestimuladores B7 fiquem indisponíveis para o CD28, bloqueando a ativação da célula T. Ainibição mediada por CTLA-4 através de células T regulatórias é uma ação deste receptor inibitório, extrínseca à célula (a partir do momento em que células T responsivas são suprimidas por outra célula). 

• Bloqueio de sinalização. A ligação do CTLA-4 ao B7 (coestimulador) ativa a fosfatase, que remove fosfatos das moléculas de sinalização associadas ao TCR e ao CD28, terminando então as respostas.

 • Redução da disponibilidade de B7. O CTLA-4, especialmente nas células T regulatórias, liga-se às moléculas B7 das APCs, impedindo-as de se ligarem ao CD28. O CTLA-4 também captura e faz endocitose das moléculas B7, reduzindo a expressão destas nas APCs. O resultado final é que se reduz o nível de B7 nas APCs disponíveis para se ligarem ao CD28 e a deficiência de coestimulação leva à resposta diminuída da célula T. 

Ainda não está claro o que determina se (1) o CD28 vai se ligar às moléculas B7 para ativar as células T (p. ex., tendo infecções ou imunizações como adjuvantes) ou se (2) o CTLA-4 vai se ligar a B7 para bloquear as respostas das células T (p. ex., quando autoantígenos são apresentados). No Capítulo 9, discutiu-se a hipótese de que o CTLA-4 (que tem maior afinidade por B7 do que o CD28) está preferencialmente envolvido quando as APCs estão apresentando autoantígenos e manifestando baixa expressão de B7. Ao contrário, microrganismos aumentam a expressão de B7 e inclinam o equilíbrio da balança em direção ao recrutamento de CD28 e ativação de célula T. Outras possibilidades são de que o CD28 (expresso em células imaturas) se ligue a B7 no início da resposta da célula T e o CTLA-4 (expresso após a ativação das células T) contribua para o encerramento dessas respostas.

A percepção de que o CTLA-4 define pontos de controle nas respostas imunológicas levou à ideia de que a ativação do linfócito pode ser feita ao reduzir-se a inibição, processo conhecido como bloqueio de pontos de controle. O bloqueio de CTLA-4 com anticorpos resulta em respostas imunológicas aumentadas aos tumores (Cap. 18). Atualmente, o anticorpo anti-CTLA-4 está aprovado para o tratamento de melanomas avançados, sendo eficaz também em outros tipos de câncer. De forma previsível, alguns dos pacientes tratados desenvolvem manifestações de autoimunidade com inflamação em vários órgãos.  

PD-1. O PD-1 é outro receptor inibitório da família CD28 (morte celular programada 1, do inglês programmed cell death 1; o PD-1 tem esse nome porque originalmente acreditava-se que estava envolvido na morte celular programada, mas agora já se sabe que o mesmo não tem nenhum papel na apoptose da célula T). O PD-1 reconhece dois ligantes, conhecidos como PD-L1 e PD-L2. O PD-L1 é expresso nas APCs e em muitas células de outros tecidos, ao passo que o PD-L2 se expressa principalmente nas APCs. O acoplamento de PD-1 com qualquer um dos seus ligantes leva à inativação das células T. Camundongos deficientes para PD-1 desenvolvem doenças autoimunes, incluindo doença renal semelhante ao lúpus e artrite em diferentes cepas puras. As doenças autoimunes em camundongos deficientes para PD-1 são menos graves que em animais deficientes para CTLA-4. O PD-1 inibe as respostas das células T à estimulação por antígeno, provavelmente mediante indução de sinais inibitórios nas células T. O bloqueio de pontos de controle com anticorpos anti-PD-1 e anti-PD-L1 vem mostrando ainda mais eficiência e menor toxicidade do que o anti-CTLA-4 em diversos tipos de câncer (Cap. 18).

Embora o CTLA-4 e o PD-1 sejam receptores inibitórios da mesma família, suas funções não se sobrepõem. O CTLA-4 pode ser mais importante no controle da ativação inicial das células CD4 + em órgãos linfoides, além de ser um mediador da função supressiva das células T regulatórias; por sua vez, o PD-1 é claramente importante no término das respostas periféricas das células T efetoras, especialmente as células CD8 + , podendo não ser necessário para a função de células T regulatórias. Além do mais, muitos outros receptores inibitórios já foram identificados, incluindo alguns que pertencem à família de receptores TNF e outros que pertencem à família TIM. Há grande interesse em definir o papel desses receptores na autotolerância e na regulação das respostas imunológicas, com o potencial de transformar essas moléculas em alvos terapêuticos.

Supressão pelas Células T Regulatórias 

O conceito de que alguns linfócitos poderiam controlar as respostas de outros linfócitos foi proposta há vários anos atrás e, rapidamente, seguiram-se demonstrações experimentais de populações de linfócitos T que suprimiam respostas imunológicas. Esses resultados iniciais levaram a um grande interesse no assunto, fazendo com que as células T supressoras se tornassem um dos tópicos dominantes na área de pesquisa em Imunologia na década de 1970. Entretanto, esse campo de estudo teve uma história um tanto confusa, principalmente porque as tentativas iniciais de definir as populações de células supressoras e seus mecanismos de ação foram muito malsucedidas. Mais de 20 anos depois, a ideia renasceu de uma forma impressionante, com a aplicação de melhores abordagens para definir, purificar e analisar populações de linfócitos T que inibiam respostas imunológicas. Estas células são chamadas de linfócitos T regulatórios; suas propriedades e funções encontram-se descritas adiante.  

Linfócitos T regulatórios são um subconjunto de células T CD4 + cuja função é suprimir as respostas imunológicas e manter a autotolerância (Fig. 15-7). A maioria desses linfócitos T regulatórios CD4 + expressam altos níveis da cadeia α do receptor de interleucina-2 (IL-2), denominada CD25. Um fator de transcrição chamado FoxP3 (membro da família de fatores de transcrição forkhead) é crítico para o desenvolvimento e função da maioria das células T regulatórias. Camundongos com mutações espontâneas ou induzidas experimentalmente no gene foxp3 desenvolvem uma doença autoimune multissistêmica associada à ausência de células T regulatórias CD25 + . Uma doença autoimune rara em humanos, chamada síndrome de IPEX (desregulação imunológica, poliendocrinopatia e enteropatia ligada ao X), é causada por mutações no gene FOXP3 e está associada à deficiência das células T regulatórias. Essas observações estabeleceram a importância das células T regulatórias na manutenção da autotolerância. O aumento recente do interesse nas células T regulatórias ocorre em virtude da avaliação crescente de seus papéis fisiológicos, bem como da possibilidade de que defeitos nestas células possam resultar em várias doenças autoimunes; em contrapartida, as células T regulatórias podem ser usadas para tratar doenças inflamatórias.

FIGURA 15-7 Células T regulatórias. 

As células T regulatórias são geradas a partir do reconhecimento de autoantígeno no timo (às vezes chamadas de células regulatórias naturais) e (talvez em menor extensão) pelo reconhecimento de antígeno nos órgãos linfoides periféricos (chamadas de células regulatórias indutíveis ou adaptativas). O desenvolvimento e a sobrevivência dessas células T regulatórias requerem IL-2 e o fator de transcrição FoxP3. Em tecidos periféricos, as células T regulatórias suprimem a ativação e as funções efetoras de outros linfócitos autorreativos e potencialmente patogênicos.

Marcadores Fenotípicos e Heterogeneidade das Células T Regulatórias

 Embora muitas populações de células T tenham sido descritas como tendo atividade supressora, o tipo celular cujo papel regulatório está mais bem estabelecido é o CD4 + FoxP3 + CD25 high . Tanto FoxP3 quanto CD25 são essenciais para a produção, manutenção e função dessas células. Tipicamente, essas células apresentam baixos níveis de expressão de receptores de IL-7 (CD127) e, conforme previsto a partir do padrão de expressão de receptores, elas usam IL-2 (mas não IL-7) como fator de crescimento e sobrevivência. As células regulatórias FoxP3 + normalmente expressam níveis altos de CTLA-4, o que também é necessário para o seu funcionamento (conforme discutido anteriormente). A desmetilação do lócus do gene FOXP3, bem como de outros loci que contêm genes que são expressos nessas células, serve para manter um fenótipo estável de célula T regulatória. Atualmente, essas alterações epigenéticas são utilizadas para identificar células T regulatórias em pesquisa básica e pesquisa clínica. 

Produção e Manutenção de Células T Regulatórias 

Células T regulatórias são produzidas principalmente através do reconhecimento de autoantígenos no timo e através do reconhecimento de autoantígenos e antígenos externos em órgãos linfoides periféricos. No timo, o desenvolvimento das células T regulatórias é um dos destinos das células T comprometidas com a linhagem CD4 que reconhece autoantígenos; essas células T regulatórias tímicas (tTreg) também vêm sendo chamadas de células T regulatórias naturais. Em órgãos linfoides periféricos, o reconhecimento do antígeno na ausência de fortes respostas imunológicas inatas favorece a produção de células regulatórias a partir de linfócitos T CD4 + imaturos; células T regulatórias também podem se desenvolver depois de reações inflamatórias. Essas células T regulatórias periféricas (pTreg) vêm sendo chamadas de adaptativas ou induzidas, porque podem ser induzidas a se desenvolverem a partir de células T CD4 + imaturas nos tecidos linfoides periféricos, como uma adaptação do sistema imunológico em resposta a certos tipos de exposição antigênica. Previsivelmente, as células regulatórias tímicas são específicas para autoantígenos porque estes são os antígenos mais encontrados no timo. As células regulatórias periféricas podem ser específicas para autoantígenos ou antígenos externos. 

A produção de algumas células T regulatórias necessita da citocina TGF-β. A cultura de células T imaturas com anticorpos ativadores anti-TCR, juntamente aTGF-β (e IL-2, conforme explicado adiante), pode promover o desenvolvimento de células regulatórias in vitro. Em camundongos, a eliminação do TGF-β ou o bloqueio da sinalização mediada por TGF-β em células T levam a uma doença inflamatória sistêmica atribuída a ativação leucocitária descontrolada e deficiência de células T regulatórias funcionais. O TGF-β estimula a expressão de FoxP3, o fator de transcrição necessário para o desenvolvimento e função das células T regulatórias.  

A sobrevivência e a competência funcional das células T regulatórias dependem da citocina IL-2. Camundongos deficientes para o gene da IL-2 ou para a cadeia α ou β do receptor de IL-2 desenvolvem autoimunidade manifestada por doença inflamatória intestinal, anemia hemolítica autoimune e múltiplos autoanticorpos (incluindo anticorpos antieritrócitos e anti-DNA). Esses camundongos carecem de um conjunto inteiro de células T regulatórias CD25 + FoxP3 + ; suas doenças podem ser corrigidas por meio da restauração dessas células. A IL-2 promove a diferenciação de células T em um subtipo regulatório, sendo também necessária para a manutenção dessa população celular. A IL-2 ativa o fator de transcrição STAT5, que pode aumentar a expressão de FoxP3, assim como outros genes que estão envolvidos na função das células T regulatórias. Esses resultados são a base para os ensaios clínicos em andamento, que testam a habilidade da IL-2 em estimular as células T regulatórias em humanos, para o controle de doença transplante versus hospedeiro, inflamação autoimune e rejeição ao transplante. 

Populações particulares ou subtipos de células dendríticas podem ser especialmente importantes para estimular o desenvolvimento de células T regulatórias em tecidos periféricos. Há alguma evidência de que células dendríticas expostas ao ácido retinoico (o análogo da vitamina A) são indutoras das células T regulatórias, especialmente em tecidos linfoides associados às mucosas (Cap. 14).

Mecanismos de Ação das Células T Regulatórias 

As células T regulatórias parecem suprimir respostas imunológicas em múltiplos estágios – na indução da ativação da célula T nos órgãos linfoides, assim como na fase efetora dessas respostas nos tecidos. Elas também podem suprimir diretamente a ativação das células B e inibir a proliferação e diferenciação de células assassinas naturais (NK, do inglês natural killer). Embora diversos mecanismos de supressão tenham sido propostos, os mecanismos discutidos adiante são os que apresentam maior suporte de acordo com os dados disponíveis.

• Produção das citocinas imunossupressoras IL-10 e TGF-β. A biologia dessas citocinas será descrita com mais detalhes adiante. 

• Habilidade reduzida das APCs em estimularem as células T. Um mecanismo proposto que pode levar a essa ação depende da ligação do CTLA-4 (nas células regulatórias) às moléculas B7 (nas APCs), conforme descrito anteriormente (Fig. 15-6). 

• Consumo de IL-2. Em virtude do alto nível de expressão do receptor de IL-2, essas células podem consumir IL-2, privando outras populações de células desse fator de crescimento, o que resulta na redução da proliferação e diferenciação de outras células dependentes de IL-2.  

Ainda não está bem estabelecido se as células regulatórias trabalham por meio de todos esses mecanismos ou se há subpopulações que utilizam mecanismos diferentes para controlar as respostas imunológicas. De fato, existe alguma evidência (em humanos) de que duas diferentes populações de células T regulatórias podem ser distinguidas pela expressão de FoxP3 ou produção de IL-10, mas essa separação pode não ser absoluta. 

Citocinas Inibitórias Produzidas por Células T Regulatórias 

O TGF-β e a IL-10 estão envolvidos na produção e nas funções das células T regulatórias. Estas citocinas são produzidas e agem em muitos outros tipos celulares além das células regulatórias. Aqui serão descritas as propriedades e ações destas citocinas.

Fator de Crescimento Transformador-β. O TGF-β foi descoberto como um produto de tumor que promovia a sobrevivência das células tumorais in vitro. Na verdade, o TGF-β constitui uma família de moléculas muito relacionadas codificadas por genes distintos, comumente designadas por TGF-β1, TGF-β2 e TGF-β3. As células do sistema imunológico sintetizam principalmente TGF-β1. O TGF-β1 é produzido por células T regulatórias CD4 + , macrófagos ativados e muitos outros tipos de células. O TGF-β1 é sintetizado sob a forma de um precursor inativo que é clivado proteoliticamente no complexo de Golgi, a fim de formar um homodímero. O TGF-β1 maduro é secretado em uma forma latente associado a outros polipeptídios, que devem ser removidos extracelularmente através de digestão enzimática antes que a citocina possa se ligar aos receptores e exercer seus efeitos biológicos. O receptor de TGF-β1 consiste em duas proteínas diferentes (TGF-βRI e TGF-βRII), ambas as quais fosforilam fatores de transcrição chamados de SMADs. Durante a ligação da citocina, um domínio quinase serina/treonina do TGF-βRI fosforila o SMAD2 e o SMAD3 que, juntos ao SMAD4, formam um complexo que transloca para o núcleo, liga-se aos promotores dos genes alvo e regula a transcrição dos mesmos.

O TGF-β tem muitos papéis importantes e bastante diversos no sistema imunológico.

• O TGF-β inibe a proliferação e as funções efetoras das células T e a ativação dos macrófagos. O TGF-β inibe a ativação clássica dos macrófagos, porém é uma das citocinas secretadas por macrófagos ativados (Cap. 10). O TGF-β também suprime a ativação de outras células como neutrófilos e células endoteliais. Por meio dessas ações inibitórias, o TGF-β atua no controle das respostas imunológica e inflamatória.

 • O TGF-β regula a diferenciação de diferentes subtipos funcionais de células T. Conforme descrito anteriormente, o TGF-β estimula o desenvolvimento de células T regulatórias FoxP3 + periféricas. Em combinação com citocinas produzidas durante respostas imunológicas inatas (como IL-1 e IL-6), o TGF-β promove o desenvolvimento do subtipo TH17 de células T CD4 + , em virtude de sua habilidade de induzir a transcrição do fator RORγt (Cap. 10). A habilidade do TGF-β de suprimir as respostas imunológicas e inflamatórias (em parte por meio da produção de células T regulatórias) e também de promover o desenvolvimento de células TH17 pró- inflamatórias, na presença de outras citocinas, é um exemplo interessante de como uma única citocina pode ter diversas ações (às vezes opostas), dependendo do contexto na qual é produzida. O TGF-β também pode inibir o desenvolvimento dos subtipos TH1 e TH2. 

• O TGF-β estimula a produção de anticorpos IgA, induzindo as células B a fazerem a troca para este isotipo. A IgA é o principal isotipo de anticorpo necessário para a imunidade de mucosas (Cap. 14).

 • O TGF-β promove o reparo tecidual após o término da reação imunológica local e da reação inflamatória. Esta função é mediada, principalmente, pela habilidade do TGF-β em estimular a síntese de colágeno e a produção de enzimas de modificação da matriz (por macrófagos e fibroblastos) e pela promoção da angiogênese. Esta citocina pode desempenhar um papel patológico em doenças nas quais a fibrose é um componente importante, como fibrose pulmonar e esclerose sistêmica.

 Interleucina-10. A IL-10 é um inibidor de macrófagos ativados e células dendríticas, estando envolvida no controle das reações imunológicas inatas e da imunidade mediada por célula. É um membro da família de citocinas heterodiméricas que incluem IL-22, IL- 27 e outras. O receptor de IL-10 pertence à família de receptores de citocina tipo II (similar aos receptores para interferons); consiste em duas cadeias que se associam às quinases da família Janus (JAK1 e TYK2) e ativam a STAT3. A IL-10 é produzida por muitas populações de células imunológicas, incluindo macrófagos ativados e células dendríticas, células T regulatórias e células TH1 e TH2. A IL-10 atua como um regulador de retroalimentação negativa, já que é produzida por macrófagos e células dendríticas e também inibe a função dos mesmos. A IL-10 também é produzida por alguns linfócitos B, que já mostraram ter funções de supressão imunológica, sendo chamados de células B regulatórias.

Os efeitos biológicos da IL-10 resultam de sua habilidade em inibir muitas das funções dos macrófagos ativados e células dendríticas.

• A IL-10 inibe a produção de IL-12 por células dendríticas ativadas e macrófagos. Já que a IL-12 é um estímulo crítico para a secreção de IFN-γ, que desempenha um papel importante nas reações imunológicas inatas e adaptativas mediadas por células contra microrganismos intracelulares, a IL-10 atua no sentido de suprimir todas essas reações. Inicialmente, a IL-10 foi identificada como uma proteína que inibia a produção de IFN- γ. 

• A IL-10 inibe a expressão de coestimuladores e moléculas de MHC classe II em células dendríticas e macrófagos. Por causa dessas ações, a IL-10 serve para inibir a ativação de células T e terminar as reações imunológicas mediadas por células. 

Já foi descrita uma doença autoimune hereditária rara, na qual mutações no receptor de IL-10 levam à colite grave que se desenvolve precocemente (antes de 1 ano de idade). Camundongos deficientes para IL-10 (tanto em todas as células quanto somente nas células T regulatórias) também desenvolvem colite, provavelmente como resultado da ativação descontrolada dos linfócitos e macrófagos que reagem aos microrganismos entéricos. Por causa desses resultados, acredita-se que essa citocina seja especialmente importante para o controle de reações inflamatórias em mucosas de tecidos, particularmente no trato gastrintestinal (Cap. 14).

O vírus Epstein-Barr contém um gene homólogo à IL-10 humana; a IL-10 viral tem as mesmas atividades que a citocina natural. Isso aumenta a intrigante possibilidade de que a aquisição do gene semelhante à IL-10 durante a evolução do vírus tenha dado ao mesmo a habilidade de inibir a imunidade do hospedeiro, concedendo a ele a vantagem da sobrevivência nas pessoas infectadas.

Papéis das Células T Regulatórias na Autotolerância e Autoimunidade 

A elucidação das bases genéticas da síndrome IPEX e a doença similar em camundongos (causadas por mutações no gene Foxp3, descrito anteriormente) são provas convincentes da importância das células T regulatórias na manutenção da autotolerância e homeostase no sistema imunológico. Várias tentativas vêm sendo feitas para identificar defeitos no desenvolvimento ou função das células T regulatórias nas doenças autoimunes mais comuns em humanos, tais como doença inflamatória intestinal, diabetes tipo 1 e esclerose múltipla, bem como nas doenças alérgicas. Parece provável que defeitos nas células T regulatórias ou resistência das células efetoras à supressão contribuam para a patogênese das doenças autoimunes e alérgicas. Estudos também apontam que há potencial no processo de expansão do número de células regulatórias em cultura com posterior injeção das mesmas nos pacientes, a fim de controlar respostas imunológicas patológicas. Já existem ensaios clínicos de transferência de células T regulatórias em andamento, na tentativa de tratar a rejeição ao transplante, doença transplante versus hospedeiro e outras doenças autoimunes e inflamatórias. Outras tentativas também estão em andamento para induzir essas células em pacientes por meio da administração (1) de autopeptídios que são alvos da autoimunidade ou (2) de baixas doses da citocina IL-2, separadamente ou em combinação.

Deleção de Células T Via Morte Celular por Apoptose 

Linfócitos T que reconhecem autoantígenos com alta afinidade ou que são estimulados repetidamente por antígenos podem morrer por apoptose. Essas são duas vias principais da apoptose em diversos tipos celulares (Fig. 15-8), ambas as quais encontram-se implicadas na deleção periférica das células T maduras.

FIGURA 15-8 Vias de apoptose. 

Aapoptose é induzida pelas vias mitocondrial e de receptores de morte celular, descritas no texto, que culminam na fragmentação da célula morta e fagocitose de corpos apoptóticos.

• A via mitocondrial (ou intrínseca) é regulada pela família de proteínas Bcl-2, que foi descoberta como um oncogene em um linfoma de célula B e mostrou inibir a apoptose. Alguns membros dessa família são pró-apoptóticos e outros são antiapoptóticos. Esta via inicia-se quando as proteínas citoplasmáticas da família Bcl-2, que pertencem à subfamília BH3 (assim chamadas porque contêm um domínio que é homólogo ao terceiro domínio conservado da Bcl-2), são ativadas em reposta à privação de fator de crescimento, estímulos nocivos, dano ao DNA ou certos tipos de sinalização mediada por receptor (p. ex., sinais fortes gerados por autoantígenos em linfócitos imaturos). As proteínas BH3 são sensores de estresse celular que se ligam a efetores e reguladores do processo de morte celular. Em linfócitos, o mais importante desses sensores é uma proteína chamada Bim. A Bim ativada liga-se a duas proteínas efetoras pró-apoptóticas da família Bcl-2, chamadas Bax e Bak, que se oligomerizam e se inserem na membrana mitocondrial externa, levando a um aumento da permeabilidade mitocondrial. Fatores de crescimento e outros sinais de sobrevivência induzem a expressão de membros antiapoptóticos da família Bcl-2, como a Bcl-2 e a Bcl-XL , que funcionam como inibidores da apoptose ao bloquearem as proteínas Bax e Bak; a inibição dessas proteínas mantém a mitocôndria intacta. As proteínas BH-3 também antagonizam a Bcl-2 e a Bcl-XL . Quando as células são privadas de sinais de sobrevivência, a mitocôndria deixa extravasar material interno, por causa das ações das proteínas sensoras BH-3 e das proteínas efetoras Bax e Bak, além da deficiência relativa de proteínas antiapoptóticas como a Bcl-2 e a Bcl-XL . Como resultado, muitos componentes mitocondriais (incluindo o citocromo c) vazam da mitocôndria para dentro do citosol. Essas proteínas ativam as enzimas citossólicas chamadas caspases, inicialmente a caspase-9, que, por sua vez, cliva as caspases que estão abaixo na cascata; essas caspases levam à fragmentação do DNA e a outras alterações que culminam na morte celular por apoptose. 

• Na via do receptor de morte celular (ou extrínseca), os receptores de superfície da célula (homólogos aos receptores de fator de necrose tumoral – TNF) são ativados por seus ligantes, que são homólogos à citocina TNF. Os receptores oligomerizam e ativam proteínas adaptadoras citoplasmáticas que recrutam a pró-caspase-8;, quando oligomerizada, a pró-caspase-8 sofre autoclivagem, produzindo caspase-8 ativa. A caspase-8 ativa cliva outras caspases da cascata, resultando novamente em apoptose. Em muitos tipos celulares, a caspase-8 cliva e ativa uma proteína BH3, chamada Bid, que se liga às proteínas Bax e Bak, induzindo apoptose pela via mitocondrial. Portanto, a via mitocondrial pode servir para amplificar a sinalização da via do receptor de morte celular. 

 Células que estão em apoptose desenvolvem bolhas na membrana; fragmentos do núcleo e do citoplasma são segregados em estruturas ligadas à membrana, chamadas de corpos apoptóticos. Também há alterações bioquímicas na membrana plasmática, incluindo a exposição de lipídios como fosfatidilserina (que normalmente encontra-se na face interna da membrana plasmática). Essas alterações são reconhecidas por receptores nos fagócitos, e os corpos apoptóticos e células são engolfados e eliminados rapidamente, sem que tenham sequer suscitado qualquer resposta inflamatória.

A melhor evidência para o envolvimento de duas vias apoptóticas na eliminação de linfócitos maduros autorreativos é o fato de que, em camundongos, a ablação genética de ambas as vias resulta em autoimunidade sistêmica. Essas duas vias de morte celular podem funcionar de diferentes formas para manter a autotolerância.

• Células T que reconhecem autoantígenos na ausência de coestimulação podem ativar a proteína Bim, resultando em apoptose pela via mitocondrial. Nas respostas imunológicas normais, os linfócitos responsivos recebem sinais dos TCR, coestimuladores e fatores de crescimento. Estes sinais estimulam a expressão de proteínas antiapoptóticas da família Bcl-2 (Bcl-2, Bcl-XL ) e, assim, previnem a apoptose e promovem a sobrevivência das células, prelúdio necessário para a proliferação. Quando as células T reconhecem autoantígenos avidamente, elas podem ativar a Bim diretamente, o que dispara a morte celular pela via mitocondrial, conforme descrito anteriormente. Ao mesmo tempo, por causa da relativa falta de coestimulação e fatores de crescimento, os membros antiapoptóticos da família Bcl-2 (Bcl-2 e Bcl-XL ) são expressos em níveis baixos; dessa maneira, as ações das proteínas Bim, Bax e Bak não são combatidas.  

A via mitocondrial de apoptose Bim-dependente também está envolvida na seleção negativa de células T autorreativas no timo (descrito anteriormente) e na fase de declínio das respostas imunológicas depois de o antígeno inicial ter sido eliminado (Cap. 9).

• A estimulação repetida das células T resulta na coexpressão de receptores de morte celular e seus ligantes, e a ativação dos receptores de morte celular leva à morte por apoptose. Em células T CD4 + , o receptor de morte mais importante é o Fas (CD95), sendo seu ligante denominado ligante de Fas (FasL). O Fas é um membro da família de receptores TNF. O FasL é homólogo ao TNF. Quando as células T são ativadas repetidamente, o FasL é expresso na superfície celular, ligando-se ao Fas de superfície na mesma célula ou em outras células T adjacentes. Isso ativa uma cascata de caspases, que, por fim, causa a apoptose das células. A mesma via de apoptose pode estar envolvida na eliminação de linfócitos B autorreativos também na periferia (discutido adiante).

Camundongos com mutações nos genes que codificam o Fas ou o ligante de Fas forneceram a primeira evidência clara de que a falha da morte celular por apoptose resulta em autoimunidade. Esses camundongos desenvolvem uma doença autoimune sistêmica com múltiplos autoanticorpos e nefrite, lembrando o lúpus eritematoso sistêmico humano (Cap. 19). A linhagem de camundongos lpr (para linfoproliferação) produz níveis baixos da proteína Fas, enquanto a linhagem gld (para doença linfoproliferativa generalizada) produz FasL com uma mutação pontual que interfere na sua sinalização. A causa da autoimunidade parece ser a deleção periférica defeituosa e o acúmulo de células B e células T auxiliares autorreativas. Já se identificaram crianças com doença fenotipicamente similar; elas carregam mutações no gene que codifica o Fas ou em genes que codificam proteínas na via de morte celular mediada por Fas. Esta doença é chamada de síndrome linfoproliferativa autoimune (ALPS, do inglês autoimmune lymphoproliferative syndrome).

Tolerância Periférica em Linfócitos T CD8 +

 Grande parte de nosso conhecimento a respeito de tolerância periférica de célula T limita-se às células CD4 + e pouco se sabe acerca de mecanismos de tolerância em células T CD8 + maduras. Parece que, se as células T CD8 + reconhecerem peptídios associados à MHC de classe I sem coestimulação ou ajuda da célula T, as células CD8 + tornam-se anérgicas. Nesta situação, as células CD8 + encontrariam o sinal 1 (antígeno) sem sinais secundários, e o mecanismo de anergia seria essencialmente o mesmo dos linfócitos T CD4 + . Receptores inibitórios como o PD-1 suprimem a ativação das células CD8 + e podem estar envolvidos no término das respostas das mesmas em um fenômeno chamado de exaustão (Cap. 11). Células T regulatórias CD25 + podem inibir diretamente a ativação de células T CD8 + ou suprimir células auxiliares CD4 + , que são necessárias para respostas completas das células T CD8 + . Células CD8+ que são expostas a elevadas concentrações de autoantígenos também podem sofrer morte celular por apoptose. 

Fatores que Determinam a Tolerogenicidade de Autoantígenos

 Estudos com uma variedade de modelos experimentais mostraram que muitas características dos antígenos proteicos determinam se tais antígenos induzirão a ativação da célula T ou se levarão à tolerância (Tabela 15-1). Os autoantígenos apresentam diversas propriedades que os tornam tolerogênicos. Esses antígenos são expressos em órgãos linfoides centrais, onde são reconhecidos por linfócitos imaturos. Em tecidos periféricos, os autoantígenos ligam-se aos receptores de antígenos de linfócitos específicos por períodos prolongados, sem inflamação ou imunidade inata.

 Tabela 15-1

 Fatores que Determinam a Imunogenicidade e a Tolerogenicidade de Antígenos Proteicos

Fonte: Livro Imunologia Celular e Molecular - 8ª Ed.

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

A natureza da célula dendrítica que apresenta antígenos para os linfócitos T é um determinante importante da resposta subsequente. Células dendríticas que residem em órgãos linfoides e tecidos não linfoides podem apresentar autoantígenos para linfócitos T e manter a tolerância. Células dendríticas teciduais normalmente ficam em um estado de repouso (imaturo), com baixa ou nenhuma expressão de moléculas coestimulatórias. Tais APCs podem apresentar autoantígenos constantemente sem fornecerem sinais de ativação, e as células T que reconhecem esses antígenos se tornam anérgicas ou se diferenciam em linfócitos T regulatórios, em vez de se diferenciarem em linfócitos efetores e de memória. Em contrapartida, células dendríticas que são ativadas por microrganismos constituem as principais APCs para iniciarem as respostas das células T (Cap. 6). Conforme discutiremos adiante, infecções locais e inflamação podem ativar células dendríticas residentes, levando à expressão aumentada de coestimuladores, falha da tolerância e reações autoimunes contra antígenos teciduais. As características das células dendríticas que as tornam tolerogênicas ainda não estão definidas, mas presumivelmente incluem baixa expressão de coestimuladores. Há grande interesse em manipular as propriedades das células dendríticas como forma de potencializar ou inibir as respostas imunológicas para fins terapêuticos. 

 Ainda é incompleto o nosso entendimento sobre os mecanismos que ligam os sinais recebidos por uma célula T no momento do reconhecimento do antígeno com o destino desta célula T. Esses conceitos baseiam-se amplamente em modelos experimentais, nos quais antígenos são administrados aos camundongos ou são produzidos por transgenes expressos nesses animais. Um dos desafios contínuos neste campo é definir os mecanismos por meio dos quais vários autoantígenos expressos normalmente induzem tolerância, especialmente em humanos.

Tolerância dos linfócitos B 

A tolerância dos linfócitos B é necessária para manter a não responsividade dos autoantígenos timo-independentes, como polissacarídios e lipídios. A tolerância dos linfócitos B também desempenha papel na prevenção de respostas dos anticorpos a antígenos de proteínas. Estudos experimentais revelaram múltiplos mecanismos pelos quais o encontro com os autoantígenos pode abortar a maturação e ativação da célula B.  

Tolerância Central da Célula B

 Linfócitos B imaturos que reconhecem autoantígenos na medula óssea com alta afinidade mudam sua especificidade ou são deletados. Os mecanismos da tolerância central da célula B já são bem descritos em modelos experimentais (Fig. 15-9). 

FIGURA 15-9 Tolerância central da célula B. 

Células B imaturas que reconhecem autoantígenos na medula óssea com alta avidez (p. ex., matrizes polivalentes de antígenos nas células), morrem por apoptose ou alteram a especificidade de seus receptores de antígenos (edição de receptores). Um fraco reconhecimento de autoantígenos na medula óssea pode levar à anergia (inativação funcional) das células B.

• Edição de receptores. Se células B maduras reconhecem autoantígenos que estão presentes em alta concentração na medula óssea – especialmente se o antígeno é apresentado em forma multivalente (p. ex., superfícies celulares) –, muitos receptores de antígenos em cada célula B fazem ligações cruzadas, transmitindo fortes sinais para as células. Conforme discutido no Capítulo 8, uma consequência desta sinalização é que as células B reativam seus genes RAG1 e RAG2 e iniciam uma nova rodada de recombinação VJ no lócus do gene da cadeia leve da imunoglobulina (Ig) κ. Um segmento Vk acima da cascata da unidade Vk Jk já rearranjada junta-se a um Jk abaixo na cascata. Como resultado, o éxon Vk Jk reorganizado previamente na célula B imatura autorreativa é deletado e uma nova cadeia leve de Ig é expressa, criando, assim, um receptor de célula B com uma nova especificidade. Este processo chama-se edição de receptor (Cap. 8) e consiste em um importante mecanismo para eliminação da autorreatividade do repertório de células B maduras. Se a reorganização da cadeia leve editada não for produtiva, rearranjos podem acontecer no lócus κ em outro cromossomo; caso esta segunda reorganização não seja produtiva, podem ocorrer reorganizações subsequentes nos loci da cadeia leve λ⋅ Uma célula B expressando uma cadeia leve λ frequentemente é uma célula que já passou pela edição de receptor.

 • Deleção. Se a edição falhar, as células B imaturas podem morrer por apoptose. Os mecanismos de deleção não estão bem estabelecidos ainda.

 • Anergia. Se células B em desenvolvimento reconhecerem autoantígenos fracamente (p. ex., se o antígeno é solúvel e não apresenta muitas ligações cruzadas com receptores de antígenos ou se os receptores da célula B reconhecem o antígeno com baixa afinidade), as células tornam-se funcionalmente não responsivas (anérgicas) e saem da medula óssea nesse estado de não responsividade. A anergia deve-se à regulação negativa da expressão do receptor de antígeno, assim como a um bloqueio na sinalização do mesmo.  

Tolerância Periférica da Célula B

 Linfócitos B maduros que reconhecem autoantígenos em tecidos periféricos na ausência de células T auxiliares específicas podem ser considerados funcionalmente não responsivos ou podem morrer por apoptose (Fig. 15-10). Os sinais das células T auxiliares podem estar ausentes se estas células T são deletadas ou estão anérgicas, ou se os autoantígenos são antígenos não proteicos. Uma vez que autoantígenos geralmente não suscitam respostas imunológicas inatas, as células B também não serão ativadas via receptores de complemento ou receptores de reconhecimento de padrões moleculares. Desse modo, assim como nas células T, o reconhecimento de antígeno sem estímulos adicionais resulta em tolerância. Os mecanismos de tolerância periférica também eliminam clones de células B autorreativos que podem ser gerados como uma consequência não intencional da mutação somática em centros germinativos.

FIGURA 15-10 Tolerância periférica da célula B. 

Células B que encontram autoantígenos em tecidos periféricos tornam-se anérgicas ou morrem por apoptose. Em algumas situações, o reconhecimento de autoantígenos pode disparar receptores inibitórios que impedem a ativação da célula B.  

• Anergia e deleção. Algumas células B autorreativas que são estimuladas repetidamente por autoantígenos tornam-se não responsivas a ativações subsequentes. Estas células requerem níveis altos de fator de crescimento BAFF/BLys para sua sobrevivência (Cap. 11); por esse motivo, não podem competir eficientemente pela sobrevivência com células B imaturas normais (menos dependentes de BAFF) nos folículos linfoides. Como resultado, as células B que já encontraram autoantígenos têm sobrevida menor e são eliminadas mais rapidamente do que células que ainda não reconheceram autoantígenos. Células B que se ligam com grande avidez aos autoantígenos na periferia também podem morrer por apoptose através da via mitocondrial. A alta taxa de mutação somática dos genes Ig que ocorre em centros germinativos apresenta o risco de produzir células B autorreativas (Cap. 12). Essas células B podem ser eliminadas ativamente por meio da interação do FasL de células T auxiliares com o Fas de células B ativadas. A mesma interação foi descrita anteriormente como um mecanismo para a morte de células T autorreativas. A falha desta via de tolerância periférica da célula B pode contribuir para a autoimunidade causada por mutações nos genes Fas e FasL em camundongos, assim como em pacientes com ALPS, conforme discutido anteriormente. 

• Sinalização através de receptores inibitórios. Células B que reconhecem autoantígenos com baixa afinidade podem ser impedidas de responder através do acoplamento de vários receptores inibitórios. A função desses receptores inibitórios é definir um limiar para ativação da célula B, o que permite respostas a antígenos externos com ajuda da célula T, mas não respostas a autoantígenos. Esse mecanismo de tolerância periférica foi revelado por estudos que mostravam que camundongos com defeitos na tirosinofosfatase SHP-1, na Lyn tirosinoquinase e no receptor inibitório CD22 desenvolviam autoimunidade. Domínios ITIM localizados na cauda citoplasmática do CD22 são fosforilados pela Lyn e, em seguida, esse receptor inibitório recruta a SHP-1, atenuando a sinalização do receptor de célula B. Entretanto, ainda não se sabe quando receptores inibitórios como o CD22 são envolvidos e quais ligantes eles reconhecem. Muito se tem aprendido acerca dos mecanismos de tolerância em linfócitos T e B, principalmente pelo uso de modelos animais como camundongos geneticamente modificados. A utilização dessa ferramenta para compreender os mecanismos de tolerância a diferentes autoantígenos em indivíduos normais e para definir por que a tolerância falha, dando início a doenças autoimunes, é uma área de investigação ativa.

Tolerância induzida por antígenos proteicos externos 

Antígenos externos podem ser administrados de maneira que induzam, preferencialmente, a tolerância em detrimento das respostas imunológicas. Entender como induzir a tolerância por meio da administração de antígeno é a chave para desenvolver a tolerância antígenoespecífica como uma estratégia de tratamento para doenças imunológicas. Em geral, antígenos proteicos administrados por via cutânea com adjuvantes favorecem a imunidade, ao passo que doses altas de antígenos administradas sem adjuvantes tendem a induzir tolerância. A provável razão para isso é que os adjuvantes estimulam respostas imunológicas inatas e a expressão de coestimuladores nas APCs; na ausência desses sinais secundários, as células T que reconhecem o antígeno podem tornar-se anérgicas, morrer ou diferenciar-se em células regulatórias. Muitas outras características dos antígenos e a forma como são administrados podem influenciar o equilíbrio entre a imunidade e a tolerância (Tabela 15-1).  

Frequentemente, a administração oral de um antígeno proteico leva à supressão das respostas imunológicas humorais e mediadas por célula para a imunização com esse mesmo antígeno. Este fenômeno, chamado de tolerância oral, foi discutido no Capítulo 14.

Mecanismos de autoimunidade 

A possibilidade de que o sistema imunológico de um indivíduo pudesse reagir contra antígenos autólogos e causar dano tecidual foi observada por imunologistas ao mesmo tempo que estes reconheceram a especificidade do sistema imunológico para antígenos estranhos. No início da década de 1990, Paul Ehrlich cunhou a expressão melodramática “horror autotóxico” para as reações imunológicas prejudiciais ao próprio indivíduo. A autoimunidade é uma causa importante de doenças em humanos, e estima-se que estas afetam, no mínimo, 2% a 5% da população dos Estados Unidos. Frequentemente, usa-se erroneamente o termo autoimunidade para qualquer doença na qual as reações imunológicas acompanham dano tecidual, embora seja muito difícil (ou quase impossível) estabelecer um papel para as respostas imunológicas contra autoantígenos como causa para esses distúrbios. Já que a inflamação é um componente importante nessas doenças, costuma-se agrupá-las como doenças inflamatórias mediadas pela imunidade, o que não implica que a resposta patológica seja direcionada contra autoantígenos (Cap. 19). 

As questões fundamentais a respeito da autoimunidade são (1) como a autotolerância falha e (2) de que forma os linfócitos autorreativos são ativados. Precisa-se de respostas para essas perguntas, a fim de compreender a etiologia e a patogênese das doenças autoimunes, que consistem no desafio principal da Imunologia. Nosso entendimento sobre autoimunidade melhorou bastante durante as duas últimas décadas, principalmente por causa do desenvolvimento de modelos animais informativos dessas doenças, da identificação dos genes que podem predispor à autoimunidade e de métodos mais aprimorados para a análise das respostas imunológicas em humanos. Diversos conceitos gerais importantes surgiram a partir de estudos sobre autoimunidade.

Os fatores que contribuem para o desenvolvimento da autoimunidade são a suscetibilidade genética e os gatilhos ambientais, como infecções e lesão local no tecido. Genes de suscetibilidade podem prejudicar os mecanismos de autotolerância; a infecção ou necrose nos tecidos promovem o influxo de linfócitos autorreativos e a ativação dessas células, resultando em lesão tecidual (Fig. 15-11). Infecções e lesão tecidual também podem alterar a forma como os autoantígenos são apresentados para o sistema imunológico, levando à falha da autotolerância e à ativação dos linfócitos autorreativos. Os papéis desses fatores no desenvolvimento da autoimunidade serão discutidos posteriormente. Outros fatores como mudanças na microbiota do indivíduo e alterações epigenéticas nas células imunológicas podem desempenhar papéis importantes na patogênese, mas os estudos nesses tópicos ainda estão muito no início.

FIGURA 15-11 Mecanismos propostos de autoimunidade. 

Neste modelo proposto de uma doença autoimune mediada por célula T órgão-específica, vários loci genéticos podem causar suscetibilidade à autoimunidade, em parte por influenciarem a manutenção da autotolerância. Fatores ambientais, como infecções e outros estímulos inflamatórios, promovem o influxo de linfócitos para dentro dos tecidos e a ativação de células T autorreativas, resultando em lesão tecidual.

Características Gerais das Doenças Autoimunes 

Doenças autoimunes apresentam diversas características gerais que são relevantes para a definição de seus mecanismos subjacentes.  

• Doenças autoimunes podem ser sistêmicas ou órgão-específicas, dependendo da distribuição dos autoantígenos que são reconhecidos. Por exemplo, a formação de complexos imunológicos circulantes (compostos de autonucleoproteínas e anticorpos específicos) produz tipicamente doenças sistêmicas, como o lúpus eritematoso sistêmico (SLE, do inglês systemic lupus erythematosus). Ao contrário, respostas de autoanticorpos ou células T contra autoantígenos com distribuição tecidual restrita levam a doenças específicas dos órgãos, como miastenia grave, diabetes tipo 1 e esclerose múltipla.

 • Vários mecanismos efetores são responsáveis pela lesão do tecido em diferentes doenças autoimunes. Esses mecanismos incluem complexos imunológicos, autoanticorpos circulantes e linfócitos T autorreativos e serão discutidos no Capítulo 19. As características clínicas e patológicas da doença geralmente são determinadas pela natureza da resposta autoimune dominante.

 • Doenças autoimunes tendem a ser crônicas, progressivas e de autoperpetuação. As razões para essas características são: (1) os autoantígenos que disparam essas reações são persistentes e, uma vez que a resposta imunológica se inicia, muitos mecanismos amplificadores que são ativados perpetuam essa resposta; (2) uma resposta iniciada contra um autoantígeno que lesiona tecidos pode resultar na liberação e alteração de outros antígenos teciduais, na ativação de linfócitos específicos para esses outros antígenos e na exacerbação da doença. Este fenômeno, conhecido como propagação de epítopo, pode explicar por que uma vez desenvolvida a doença autoimune, esta pode se prolongar ou se autoperpetuar.

Anormalidades Imunológicas que Levam à Autoimunidade 

A autoimunidade resulta da combinação de algumas das três aberrações imunológicas principais.  

• Tolerância ou regulação defeituosas. A falha dos mecanismos de autotolerância em células T ou B, levando ao desequilíbrio entre ativação e controle de linfócitos, é a causa subjacente de todas as doenças autoimunes. O potencial para autoimunidade existe em todos os indivíduos, porque algumas especificidades de clones de linfócitos em desenvolvimento geradas aleatoriamente podem ser para autoantígenos, e muitos autoantígenos estão prontamente acessíveis aos linfócitos. Conforme discutido anteriormente, a tolerância a autoantígenos normalmente é mantida por meio de processos de seleção que previnem a maturação de alguns linfócitos específicos para autoantígenos e de mecanismos que inativam ou deletam linfócitos autorreativos que amadurecem. A perda da autotolerância pode ocorrer se linfócitos autorreativos não forem deletados ou inativados durante ou após a sua maturação; também pode ocorrer se as APCs forem ativadas, de modo que autoantígenos sejam apresentados ao sistema imunológico de forma imunogênica. Modelos experimentais e estudos limitados em humanos mostram que qualquer um dos mecanismos a seguir pode contribuir para a falência da autotolerância:

Defeitos na deleção (seleção negativa) de células T ou B ou na edição de receptores em células B durante a maturação dessas células nos órgãos linfoides centrais. 

Defeitos no número e função de linfócitos T regulatórios 

Apoptose defeituosa de linfócitos autorreativos maduros

 Função inadequada de receptores inibitórios  

• Apresentação anormal de autoantígenos. Essas anormalidades podem incluir expressão aumentada e persistência de autoantígenos que são normalmente degradados ou alterações estruturais nesses antígenos, resultantes de modificações enzimáticas ou de estresse ou lesão celular. Caso essas mudanças levem à apresentação de epítopos antigênicos que normalmente não estão presentes, o sistema imunológico não pode ser tolerante com esses epítopos, permitindo o desenvolvimento de autorrespostas.

 • Inflamação ou resposta imunológica inata inicial. Conforme abordado em capítulos anteriores, a resposta imunológica inata é um forte estímulo para a ativação subsequente de linfócitos e para a geração de respostas imunológicas adaptativas. Infecções ou danos à célula podem suscitar reações imunológicas inatas locais com inflamação. Essas reações podem contribuir para o desenvolvimento de doença autoimune, talvez pela ativação das APCs, que se sobrepõem aos mecanismos regulatórios, resultando em ativação excessiva da célula T. 

Recentemente, grande foco tem sido colocado no papel das células T na autoimunidade por duas razões principais. A primeira razão é que as células T auxiliares são reguladores-chave de todas as respostas imunológicas às proteínas e muitos autoantígenos implicados nas doenças autoimunes são proteínas. A segunda razão é que diversas doenças autoimunes estão geneticamente ligadas ao MHC (o complexo HLA, em humanos), e a função das moléculas do MHC é a apresentação de antígenos peptídios para as células T. A falha da autotolerância em linfócitos T pode resultar em doenças autoimunes, nas quais o dano ao tecido é causado por reações imunológicas mediadas por células. Anormalidades nas células T auxiliares também podem levar à produção de autoanticorpo, porque essas células são necessárias para a produção de anticorpos de alta afinidade contra antígenos proteicos.

Serão descritos adiante os princípios gerais da patogênese das doenças autoimunes, com ênfase em suscetibilidade gênica, infecções e outros fatores que contribuem para o desenvolvimento da autoimunidade. No Capítulo 19, serão abordadas a patogênese e as características de algumas doenças autoimunes ilustrativas.  

Bases Genéticas da Autoimunidade 

A partir dos primeiros estudos de doenças autoimunes em pacientes e animais experimentais, observou-se que essas doenças têm um componente genético muito forte. Por exemplo, o diabetes tipo 1 mostra uma concordância de 35% a 50% em gêmeos monozigóticos e de 5% a 6% em gêmeos dizigóticos; outras doenças autoimunes mostram evidência similar de uma contribuição genética. Análise de histórico familiar, estudos de associação genômica e esforços de sequenciamento em grande escala estão revelando novas informações sobre os genes que podem estar na base do desenvolvimento da autoimunidade e de distúrbios inflamatórios crônicos. Vários aspectos gerais da suscetibilidade genética tornaram-se aparentes a partir desses estudos. 

A maioria das doenças autoimunes é consequência de características poligênicas complexas, nas quais os indivíduos afetados herdam polimorfismos genéticos múltiplos que contribuem para a suscetibilidade da doença. Estes genes agem em conjunto com os fatores ambientais para causarem as doenças. Alguns destes polimorfismos estão associados a diversas doenças autoimunes, sugerindo que os genes causadores influenciam mecanismos gerais de regulação imunológica e autotolerância. Outros loci associam-se a doenças particulares, sugerindo que estes podem afetar o dano ao órgão ou linfócitos autorreativos de especificidades particulares. Cada polimorfismo genético faz uma pequena contribuição para o desenvolvimento de doenças autoimunes particulares. Esses polimorfismos também são encontrados em indivíduos saudáveis, porém em uma frequência mais baixa do que em pacientes que desenvolvem doenças. Sustenta-se a opinião de que, em pacientes individuais, tais polimorfismos múltiplos são co-herdados e, juntos, contribuem para o desenvolvimento da doença. Um dos desafios contínuos neste campo de estudo é compreender a interação dos múltiplos genes, uns com os outros e em conjunto com fatores ambientais.  

A seguir, encontram-se os genes mais bem caracterizados associados às doenças autoimunes, assim como o entendimento atual sobre a forma como podem contribuir para a perda da autotolerância. 

Associação de Alelos de MHC com Autoimunidade 

Dentre os genes que estão associados à autoimunidade, as associações mais fortes são com os genes MHC. De fato, em muitas doenças autoimunes (como o diabetes tipo 1), 20 a 30 genes associados à doença já foram identificados; na maioria dessas doenças, o lócus do HLA sozinho contribui com metade ou mais da suscetibilidade genética. A genotipagem de HLA de grandes grupos de pacientes, com diversas doenças autoimunes, mostra que alguns alelos HLA ocorrem com maior frequência nesses pacientes do que na população geral. A partir destes estudos, pode-se calcular a probabilidade de desenvolvimento de uma doença em indivíduos que herdam alelos HLA variados (frequentemente refere-se a essa chance como risco relativo) (Tabela 15-2). A associação mais forte ocorre entre a espondilite anquilosante (uma doença inflamatória nas articulações vertebrais, presumivelmente autoimune) e o alelo B27 HLA classe I. Indivíduos HLA-B27 positivos são 100 vezes mais propensos a desenvolverem espondilite anquilosante do que indivíduos HLA-B27 negativos. Não se sabe o mecanismo desta doença nem tampouco a base de sua associação com o HLA-B27. A associação dos alelos HLA-DR e HLA-DQ classe II com doenças autoimunes tem recebido muita atenção, principalmente porque as moléculas MHC classe II estão envolvidas na seleção e ativação das células T CD4 + . As células T CD4 + regulam as respostas imunológicas humorais e mediadas por célula a antígenos proteicos.

 Tabela 15-2 

Associação dos Alelos HLA com Doença Autoimune

1  As razões de chances (odds ratio) aproximam valores de risco aumentados de doença, associados à hereditariedade de alelos HLAparticulares. Os dados são de populações europeias ancestrais. Alelos de genes MHC individuais (p. ex., DRB1) são indicados por 4 números (p. ex.. 0301), com base na tipagem sorológica e molecular. 2  Ab anti-CCP, anticorpos direcionados contra peptídios citrulinados cíclicos. Os dados são de pacientes que foram positivos para esses anticorpos no soro. 3  SE refere-se a epítopo compartilhado (do inglês shared epitope), assim chamado porque consiste em uma sequência consensual na proteína DRB1 (posições 70-74), presente em múltiplos alelos DRB1. (Cortesia de Dra Michelle Fernando, Kings College, London.)

Diversas características da associação dos alelos HLA com doenças autoimunes são dignas de nota. 

• Uma associação doença-HLA pode ser identificada pela tipagem sorológica de um lócus de HLA, mas a associação real pode ocorrer com outros alelos que estão ligados ao alelo genotipado e que foram herdados juntos. Por exemplo, indivíduos com um alelo HLA-DR particular (hipoteticamente DR1) podem mostrar maior probabilidade de herdar um alelo HLA-DQ particular (hipoteticamente DQ2) do que estes alelos separados e aleatoriamente (p. ex., em equilíbrio) na população. Tal hereditariedade é um exemplo de desequilíbrio de ligação. Pode-se achar que uma doença está associada ao DR1 pela tipagem do HLA, mas a associação causal pode ser, na verdade, com o DQ2 co-herdado. Esta compreensão enfatizou o conceito de haplótipos de HLA estendidos, que se refere a conjuntos de genes ligados (tanto genes HLA-clássicos quanto genes adjacentes não HLA) que tendem a ser herdados juntos, como uma única unidade.

 • Em muitas doenças autoimunes, os polimorfismos de nucleotídios associados à doença codificam aminoácidos nas fendas de ligação de peptídios das moléculas MHC. Esta observação não é de surpreender, porque os resíduos polimórficos das moléculas MHC localizam-se dentro e ao redor das fendas, e a estrutura das fendas é o determinantechave de ambas as funções das moléculas MHC, que são a apresentação de antígeno e o reconhecimento pelas células T (Cap. 6). 

• Sequências HLA associadas a doenças são encontradas em indivíduos saudáveis. De fato, se todos os indivíduos que carregam um alelo HLA particular associado à doença forem monitorados prospectivamente, a maioria deles nunca desenvolverá a doença. Portanto, a expressão de um gene HLA particular não é, por si só, a causa de qualquer doença autoimune, mas pode ser um dos diversos fatores que contribuem para a autoimunidade.  

Os mecanismos subjacentes à associação de diferentes alelos HLA com várias doenças autoimunes ainda não estão claros. Nas doenças em que alelos MHC particulares aumentam o risco de doença, a molécula MHC associada à doença pode apresentar um autopeptídio e ativar células T patogênicas, o que parece ter sido estabelecido em alguns casos. Quando um alelo em particular mostra ser protetor, a hipótese é que este alelo pode induzir seleção negativa de algumas células T potencialmente patogênicas ou que pode promover o desenvolvimento de células T regulatórias. 

Polimorfismos em Genes Não HLA Associados à Autoimunidade

 Análises de ligação de doenças autoimunes identificaram poucos genes associados à doença e muitas regiões cromossômicas nas quais a identidade dos genes associados foi especulada, mas não estabelecida. Os estudos associativos de mapeamento genômico levaram à suposta identificação de polimorfismos de nucleotídios (variantes) de diversos genes que estão associados a doenças autoimunes; essa identificação vem ampliando-se bastante por meio dos recentes esforços no sequenciamento do genoma (Tabela 15-3). Antes de discutir sobre os genes que são mais claramente validados, é importante resumir algumas das características gerais desses genes. 

Tabela 15-3 

Polimorfismos Genéticos Não HLA Selecionados Associados às Doenças Autoimunes

EA, espondilite anquilosante; DCe, doença celíaca; DII, doença inflamatória intestinal; EM, esclerose múltipla; PS, psoríase; AR, artrite reumatoide; SLE, lúpus eritematoso sistêmico; DM1, diabetes tipo 1. Dados de Zenewicz L, Abraham C, Flavell RA, Cho J: Unraveling the genetics of autoimmunity, Cell 140:791-797, 2010, com permissão do editor.

• Parece que combinações de múltiplos polimorfismos genéticos herdados, em interação com fatores ambientais, induzem as anormalidades imunológicas que levam à autoimunidade. Entretanto, há exemplos de variações genéticas raras que fazem contribuições individuais muito maiores para doenças particulares. 

• Muitos dos polimorfismos associados a várias doenças autoimunes estão em genes que influenciam o desenvolvimento e a regulação das respostas imunológicas. Embora essa conclusão pareça previsível, ela serve para reforçar a utilidade das abordagens que estão sendo utilizadas na identificação de genes associados a doenças.

 • Polimorfismos diferentes tanto podem proteger contra o desenvolvimento de uma doença quanto aumentar a incidência da mesma. Os métodos estatísticos usados nos estudos de associação genômica revelaram ambos os tipos de associações. 

• Frequentemente, os polimorfismos associados a doenças localizam-se em regiões não codificáveis dos genes. Isso sugere que muitos dos polimorfismos podem afetar a expressão de proteínas codificadas.  

Alguns dos genes associados a doenças autoimunes humanas, que foram definidos por análise de ligação, estudos associativos de mapeamento do genoma e sequenciamento genômico completo, encontram-se descritos adiante. 

• PTPN22. Uma variante da proteína tirosinofosfatase PTPN22, em que a arginina na posição 620 é substituída por um triptofano, está associada a artrite reumatoide, diabetes tipo 1, tireoidite autoimune e outras doenças autoimunes. A variante associada à doença causa complexas alterações de sinalização em múltiplas populações de células imunológicas. Ainda não se sabe, precisamente, de que forma essas alterações levam à autoimunidade.

 • NOD2. Polimorfismos neste gene associam-se à doença de Crohn, um tipo de doença inflamatória intestinal. O NOD2 é um sensor citoplasmático de peptidoglicanos de bactérias (Cap. 4), sendo expresso em diversos tipos celulares, incluindo as células epiteliais do intestino. Acredita-se que o polimorfismo associado à doença reduz a função do NOD2, que não pode fornecer defesa efetiva contra certos microrganismos intestinais. Como resultado, esses micror- ganismos são capazes de atravessar o epitélio e iniciar uma reação inflamatória crônica na parede intestinal, o que é o marco principal da doença inflamatória intestinal (Cap. 14). 

• Insulina. Polimorfismos no gene da insulina, que codifica números variáveis de sequências repetidas, estão associados ao diabetes tipo 1. Esses polimorfismos podem afetar a expressão tímica da insulina. Postula-se que, se a proteína é expressa em níveis baixos no timo por causa de um polimorfismo genético, as células T em desenvolvimento (específicas para insulina) não podem ser selecionadas negativamente. Estas células sobrevivem no repertório imunológico maduro e são capazes de atacar células β da ilhota produtora de insulina, causando diabetes. 

• CD25. Polimorfismos que afetam a expressão ou função do CD25, a cadeia α do receptor de IL-2, estão associados a esclerose múltipla, diabetes tipo 1 e outras doenças autoimunes. Estas mudanças no CD25 afetam de igual forma a produção ou função das células T regulatórias, embora não haja evidência definitiva para uma ligação causal entre a anormalidade do CD25, defeitos da célula T regulatória e a doença autoimune. 

• Receptor de IL-23 (IL-23R). Alguns polimorfismos no receptor de IL-23 estão associados à suscetibilidade aumentada para doença inflamatória intestinal e para a psoríase (doença da pele), enquanto outros polimorfismos protegem contra o desenvolvimento dessas doenças. A IL-23 é uma das citocinas envolvidas no desenvolvimento das células TH17, que estimulam reações inflamatórias (Cap. 10). 

• ATG16L1. Um polimorfismo de perda de função neste gene, no qual a treonina na posição 300 é substituída por uma alanina, associa-se à doença inflamatória intestinal. O ATG16L1 é uma proteína (parte de uma família de proteínas) envolvida em autofagia, uma resposta celular a infecção, privação de nutrientes e outras formas de estresse. Neste processo, a célula que sofre estresse ingere suas próprias organelas, a fim de fornecer substratos para geração de energia e metabolismo; também pode ser o caso de uma célula infectada capturar microrganismos intracelulares e orientá-los para os lisossomos. A autofagia pode desempenhar papéis importantes como manter as células epiteliais intestinais intactas ou destruir microrganismos que tenham entrado no citoplasma. Também é um mecanismo de entrega dos componentes do citosol para a via MHC classe II nas células apresentadoras de antígenos. Um alelo de suscetibilidade ATG16L1 codifica uma proteína que é destruída mais rapidamente em condições de estresse, o que resulta em remoção autofágica defeituosa dos microrganismos intracelulares. Ainda não se sabe de que forma este polimorfismo contribui para a doença inflamatória intestinal.  

Embora já tenham sido reportadas muitas associações genéticas com doenças autoimunes, a correlação dos polimorfismos genéticos com a patogênese das doenças continua sendo um desafio. Também é possível que mudanças epigenéticas possam regular a expressão gênica, contribuindo para o surgimento da doença. Esta possibilidade ainda precisa ser elucidada.

Anormalidades de Gene Único Herdadas (Mendelianas) que Causam Autoimunidade

 Estudos em modelos de camundongo e pacientes identificaram diversos genes que influenciam fortemente a manutenção da tolerância a autoantígenos (Tabela 15-4). Ao contrário dos polimorfismos complexos descritos anteriormente, esses defeitos de gene único são exemplos de distúrbios mendelianos nos quais a mutação é rara, mas apresenta uma alta penetrância, de modo que muitos indivíduos que carregam a mutação são afetados. Muitos desses genes foram mencionados anteriormente no capítulo, quando foram discutidos os mecanismos de autotolerância. Embora esses genes estejam associados a doenças autoimunes raras, sua identificação forneceu informações valiosas a respeito da importância de várias vias moleculares na manutenção da autotolerância. Os genes conhecidos contribuem para os mecanismos estabelecidos de tolerância central (AIRE), produção de células T regulatórias (FOXP3, IL2, IL2R), anergia e função das células T regulatórias (CTLA4), e deleção periférica de linfócitos T e B (FAS, FASL). Adiante descreveremos dois outros genes que estão associados a doenças autoimunes em humanos. 

Tabela 15-4 

Exemplos de Mutações de Gene Único que Causam Doenças Autoimunes

AIRE, gene regulador autoimune; IL-2, interleucina-2; IPEX, desregulação imunológica, poliendocrinopatia e enteropatia ligada ao X; SHP-1, fosfatase 1 contendo SH2; SLE, lúpus eritematoso sistêmico.

• Genes que codificam proteínas do complemento. Deficiências genéticas de diversas proteínas do complemento, incluindo C1q, C2 e C4 (Cap. 13), estão associadas a doenças autoimunes similares ao lúpus. O mecanismo proposto nesta associação é que a ativação do complemento promove a remoção dos complexos imunológicos circulantes e corpos celulares apoptóticos; na ausência de proteínas do complemento, esses complexos acumulam-se no sangue e são depositados nos tecidos, sendo que também há uma persistência dos antígenos das células mortas.

 • FcγRIIB. Um polimorfismo que troca uma isoleucina por uma treonina no domínio transmembranar deste receptor Fc inibitório (Cap. 12) prejudica a sinalização inibitória, estando associado ao SLE em humanos. A deleção gênica deste receptor em camundongos também resulta em uma doença autoimune similar ao lúpus. O mecanismo provável da doença é uma falha no controle da retroalimentação negativa mediada por anticorpo das células B. 

Papel das Infecções na Autoimunidade 

Infecções virais e bacterianas podem contribuir para o desenvolvimento e exacerbação da autoimunidade. Em pacientes e em alguns modelos animais, o surgimento das doenças autoimunes frequentemente está associado a infecções ou é precedido pelas mesmas. Na maioria desses casos, o microrganismo infeccioso não está presente em lesões nem mesmo é detectável no indivíduo quando a autoimunidade se desenvolve. Portanto, as lesões da autoimunidade não se devem ao agente infeccioso por si só, mas resultam das respostas imunológicas do indivíduo, que podem ser disparadas ou desreguladas pelo microrganismo.

As infecções podem promover o desenvolvimento da autoimunidade por meio de dois mecanismos principais (Fig. 15-12).

FIGURA 15-12 Papel das infecções no desenvolvimento da autoimunidade.

 A, Normalmente, o encontro de uma célula T autorreativa madura com um autoantígeno apresentado por uma célula apresentadora de antígeno (APC) em estado quiescente com deficiência de coestimulador resulta em tolerância periférica por anergia. (Outros mecanismos possíveis de autotolerância não estão ilustrados.) B, Microrganismos podem ativar as APCs para que expressem coestimuladores; quando essas APCs apresentam autoantígenos, as células T autorreativas são ativadas em vez de se tornarem tolerantes. C, Alguns antígenos microbianos podem apresentar reação-cruzada com autoantígenos (mimetismo molecular). Portanto, respostas imunológicas iniciadas por microrganismos podem ativar células T específicas para autoantígenos.

• Infecções de tecidos particulares podem induzir respostas imunológicas inatas locais que recrutam leucócitos para esses tecidos, resultando na ativação de APCs teciduais. Essas APCs começam a expressar coestimuladores e a secretar citocinas ativadoras de células T, resultando no colapso da tolerância da célula T. Sendo assim, a infecção resulta na ativação de células T que não são específicas para o patógeno infeccioso; esse tipo de resposta é denominada bystander activation. A importância da expressão aberrante de coestimuladores é sugerida pela evidência experimental de que a imunização de camundongos com autoantígenos (juntamente a fortes adjuvantes, que mimetizam microrganismos) resulta no colapso da autotolerância e no desenvolvimento de doença autoimune. Em outros modelos experimentais, antígenos virais expressos em tecidos como as células β das ilhotas induzem tolerância na célula T. Entretanto, a infecção sistêmica de camundongos com o vírus resulta em falência da tolerância e destruição das células produtoras de insulina.

Microrganismos podem encontrar receptores do tipo Toll (TLRs, do inglês Toll-like receptors) em células dendríticas, levando à produção de citocinas ativadoras de linfócitos; microrganismos também podem encontrar células B autorreativas, levando à produção de autoanticorpo. Modelos murinos de SLE já demonstraram o papel da sinalização TLR na autoimunidade.

• Microrganismos infecciosos podem conter antígenos que têm reatividade cruzada com autoantígenos; então, respostas imunológicas a esses microrganismos podem resultar em reações contra autoantígenos. Este fenômeno chama-se mimetismo molecular, porque os antígenos do microrganismo mimetizam os autoantígenos. Um exemplo de reatividade imunológica cruzada entre antígenos microbianos e autoantígenos é a febre reumática que se desenvolve após infecções estreptocócicas, sendo causada por anticorpos antiestreptocócicos que têm reatividade cruzada com proteínas do miocárdio. Esses anticorpos são depositados no coração, causando miocardite. O sequenciamento molecular revelou numerosos trechos curtos de homologias entre proteínas miocárdicas e proteínas estreptocócicas. Contudo, a significância de homologias limitadas entre antígenos microbianos e autoantígenos em doenças autoimunes comuns ainda precisa ser estabelecida.

Algumas infecções podem proteger contra o desenvolvimento da autoimunidade. Estudos epidemiológicos sugerem que a redução de infecções aumenta a incidência de diabetes tipo 1 e esclerose múltipla. Estudos experimentais mostram que o diabetes em camundongos NOD passa a ser retardado se os animais estiverem com infecção. Parece paradoxal que as infecções possam funcionar como gatilhos da autoimunidade e, ao mesmo tempo, possam inibir doenças autoimunes. Ainda se desconhece a forma pela qual as infecções podem reduzir a incidência de doenças autoimunes.  

A microbiota intestinal e cutânea pode influenciar o desenvolvimento de doenças autoimunes. Conforme discutido no Capítulo 14, há um grande interesse na ideia de que humanos são colonizados por microrganismos comensais que têm efeitos significativos na maturação e ativação do sistema imunológico. Não é de surpreender que alterações na microbiota também afetem a incidência e gravidade de doenças autoimunes em modelos experimentais. O modo pelo qual essa ideia pode ser explorada para tratar a autoimunidade é um tópico de grande interesse.

Outros Fatores na Autoimunidade 

O desenvolvimento da autoimunidade está relacionado com vários fatores, além de suscetibilidade genética e infecções.

 • Alterações anatômicas em tecidos, causadas por inflamação (possivelmente secundárias a infecções), lesão isquêmica ou trauma, podem levar à exposição de autoantígenos que normalmente são ocultados do sistema imunológico. Tais antígenos isolados podem não ter induzido autotolerância. Portanto, se autoantígenos previamente ocultos são liberados, estes podem interagir com linfócitos imunocompetentes e induzir respostas imunológicas específicas. Exemplos de antígenos isolados anatomicamente incluem proteínas intraoculares e esperma. Pensa-se que a uveíte e a orquite pós-traumáticas se devem a respostas autoimunes contra autoantígenos que são liberados de suas localizações normais através de trauma. 

• Influências hormonais têm papel em algumas doenças autoimunes. Muitas doenças autoimunes têm maior incidência em mulheres do que em homens. Por exemplo, o SLE afeta mulheres com 10 vezes mais frequência do que homens. A doença semelhante a lúpus em camundongos F1 (NZB x NZW) desenvolve-se apenas em fêmeas, podendo ser retardada pelo tratamento com andrógenos. Não se sabe se essa predominância em fêmeas resulta da influência dos hormônios sexuais ou de outros fatores relacionados com o gênero.

As doenças autoimunes estão entre os problemas científicos e clínicos mais desafiadores em Imunologia. O conhecimento atual dos mecanismos patogênicos permanece incompleto, então, teorias e hipóteses são mais numerosas que fatos. Esperase que a aplicação de novas tecnologias e o conhecimento sobre autotolerância (que avança rapidamente) levem a respostas mais claras e definitivas sobre os enigmas da autoimunidade.

Resumo 

Tolerância imunológica é a não responsividade a um antígeno, induzida pela exposição de linfócitos específicos a este antígeno. A tolerância a autoantígenos é uma propriedade fundamental do sistema imunológico normal; a falha da autotolerância leva às doenças autoimunes. Pode-se administrar antígenos de forma a induzir tolerância em vez de imunidade, o que pode ser explorado para a prevenção e tratamento de rejeição a transplante e doenças alérgicas e autoimunes.  

A tolerância central é induzida nos órgãos linfoides centrais (timo e medula óssea), quando linfócitos imaturos encontram autoantígenos presentes nestes órgãos. A tolerância periférica ocorre quando linfócitos maduros reconhecem autoantígenos em tecidos periféricos em condições particulares.

Em linfócitos T, a tolerância central ocorre quando timócitos imaturos com receptores de alta afinidade para autoantígenos reconhecem esses antígenos no timo. Algumas células T imaturas que encontram autoantígenos no timo morrem (seleção negativa), enquanto outras desenvolvem-se em linfócitos T regulatórios FoxP3 + que têm função de controlar respostas a autoantígenos em tecidos periféricos.  

Diversos mecanismos são responsáveis pela tolerância periférica em células T maduras. Em células CD4 + , a anergia é induzida pelo reconhecimento do antígeno sem coestimulação adequada ou por envolvimento de receptores inibitórios como o CTLA-4 e o PD-1. Células T regulatórias inibem respostas imunológicas através de mecanismos múltiplos. Células T que encontram autoantígenos sem outro estímulo ou que são estimuladas repetidamente podem morrer por apoptose.

Em linfócitos B, a tolerância central é induzida quando células B imaturas reconhecem autoantígenos polivalentes na medula óssea. O resultado é a aquisição de uma nova especificidade, chamada edição de receptor, ou a morte por apoptose das células B imaturas. Células B maduras que reconhecem autoantígenos na periferia (na ausência de ajuda de célula T) podem tornar-se anérgicas, morrendo por apoptose ou tornandose funcionalmente não responsivas por causa da ativação de receptores inibitórios.  

A autoimunidade resulta da falência da autotolerância. Em indivíduos geneticamente suscetíveis, reações autoimunes podem ser disparadas por estímulos ambientais como infecções.

A maioria das doenças autoimunes é poligênica, e numerosos genes suscetíveis contribuem para o desenvolvimento das mesmas. A maior contribuição é dos genes MHC; acredita-se que outros genes contribuam para influenciar a seleção ou regulação de linfócitos autorreativos.  

Infecções podem predispor à autoimunidade através de diversos mecanismos, incluindo expressão elevada de coestimuladores nos tecidos e reações cruzadas entre antígenos de microrganismos e autoantígenos. Algumas infecções podem proteger indivíduos da autoimunidade através de mecanismos desconhecidos.

Fonte: Livro Imunologia Celular e Molecular - 8ª Ed.

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas