CAPÍTULO 3 Circulação de Leucócitos e Migração para os Tecidos

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

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

VISÃO GERAL DA MIGRAÇÃO DE LEUCÓCITOS MOLÉCULAS DE ADESÃO NOS LEUCÓCITOS E CÉLULAS ENDOTELIAIS ENVOLVIDAS NO RECRUTAMENTO DE LEUCÓCITOS 

Selectinas e Ligantes de Selectinas

Integrinas e Ligantes de Integrinas 

QUIMIOCINAS E RECEPTORES DE QUIMIOCINAS 

Estrutura, Produção e Receptores de Quimiocinas 

Ações Biológicas das Quimiocinas 

INTERAÇÕES LEUCÓCITO-ENDOTÉLIO E RECRUTAMENTO DE LEUCÓCITOS PARA OS TECIDOS MIGRAÇÃO DE NEUTRÓFILOS E MONÓCITOS PARA LOCAIS DE INFECÇÃO OU LESÃO TECIDUAL MIGRAÇÃO E RECIRCULAÇÃO DE LINFÓCITOS T 

Recirculação de Linfócitos Naïve entre o Sangue e Órgãos Linfoides Secundários 

Recirculação de Células Através de outros Tecidos Linfoides 

Migração dos Linfócitos T Efetores para Locais de Infecção Migração de Células T de Memória 

MIGRAÇÃO DE LINFÓCITOS B 

RESUMO

A propriedade única do sistema imune que o distingue de todos os outros sistemas teciduais no corpo é o movimento constante e altamente regulado de seus principais componentes celulares através do sangue, para os tecidos e frequentemente de volta para o sangue. Este movimento tem três funções principais (Fig. 3-1):

FIGURA 3-1 As principais funções servidas pela migração de leucócitos do sangue para os
tecidos.

A, Neutrófilos e monócitos que chegam à medula óssea circulam no sangue e são recrutados para os locais teciduais de infecção ou lesão, onde eles eliminam os patógenos infecciosos, limpam os tecidos mortos e reparam o dano. B, Linfócitos naïve que surgem na medula óssea ou no timo migram para órgãos linfoides secundários, tais como linfonodo (ou baço, não mostrado), onde se tornam ativados pelos antígenos e se diferenciam em linfócitos efetores. C, Linfócitos efetores que se desenvolvem nos órgãos linfoides secundários migram para os locais teciduais de infecção, onde participam da defesa microbiana.

• Distribuição de leucócitos de linhagem mieloide (principalmente neutrófilos e monócitos) da circulação para os tecidos e locais de infecção ou lesão, onde as células realizam suas funções protetoras de eliminar patógenos infecciosos, limpando tecidos mortos e reparando o dano.

• Distribuição de linfócitos dos seus locais de maturação (medula óssea ou timo) para órgãos linfoides secundários, onde eles reconhecem antígenos e se diferenciam em linfócitos efetores.

• Distribuição de linfócitos efetores dos órgãos linfoides secundários nos quais eles são produzidos para locais de infecção em qualquer tecido, onde eles realizam suas funções protetoras.

 A migração de um leucócito para fora do sangue e em direção a um tecido em particular, ou para um local de uma infecção ou lesão, frequentemente é denominado homing do leucócito, e o processo geral do movimento do leucócito do sangue para os tecidos é chamado de migração ou recrutamento. A habilidade dos linfócitos em chegarem repetidamente aos órgãos linfoides secundários, lá ficarem transientemente e retornarem ao sangue é denominada recirculação. O recrutamento de leucócitos e proteínas plasmáticas do sangue para locais de infecção e lesão tecidual é a parte principal do processo chamado de inflamação. A inflamação é disparada pelo reconhecimento de microrganismos e tecidos mortos nas respostas imunes inatas, sendo refinada e prolongada durante as respostas imunes adaptativas. A resposta inflamatória distribui as células e moléculas de defesa do hospedeiro para os locais onde os agentes agressores necessitam ser combatidos. O mesmo processo é responsável por causar dano tecidual e a ele são atribuídas muitas doenças importantes. Retornaremos à inflamação no contexto da imunidade inata no Capítulo 4 e na discussão de doenças inflamatórias no Capítulo 19.

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

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

Visão geral da migração de leucócitos

A adesão e o recrutamento de leucócitos a qualquer tecido são controlados por alguns princípios comuns.

• Linfócitos naïve migram de maneira contínua principalmente para os tecidos linfoides secundários, e não para outros tecidos tendo ou não infecção ou lesão, ao passo que os linfócitos que foram previamente ativados pelo antígeno (p. ex., linfócitos efetores), assim como os leucócitos mieloides, chegam preferencialmente aos tecidos nos quais existe uma infecção ou lesão tecidual.

• A adesão e o recrutamento de leucócitos necessitam de adesão temporária do leucócito à cobertura endotelial dos vasos sanguíneos, um processo que envolve moléculas nas superfícies de ambos os leucócitos (receptores de adesão e receptores de quimiocinas) e células endoteliais (adressinas e quimiocinas).

• As células endoteliais nos locais de infecção e tecidos danificados são ativadas pelas citocinas secretadas pelos macrófagos e outras células teciduais nestes locais, resultando em expressão aumentada das moléculas de adesão e quimiocinas. A consequência é adesividade aumentada das células endoteliais para os leucócitos mieloides circulantes e linfócitos previamente ativados.
Pelo fato de a expressão de moléculas que medeiam a adesão leucócito-endotélio ser tipicamente dependente da ativação das células envolvidas, os leucócitos migram através do endotélio principalmente quando eles necessitam, encontrando com microrganismos e tecido necrótico. Estes são os estímulos mais comuns para ativação de leucócitos e células endoteliais.

O recrutamento de leucócitos a partir do sangue para os tecidos necessita da adesão dos leucócitos para a cobertura endotelial das vênulas pós-capilares e, então, o movimento através do endotélio e parede do vaso para o tecido extravascular. Este é um processo com vários passos no qual cada etapa é orquestrada por diferentes tipos de moléculas, incluindo quimiocinas e moléculas de adesão. O mesmo processo básico ocorre em diferentes tipos de leucócitos (neutrófilos, monócitos e linfócitos naïve e efetores) que aderem aos distintos tipos de tecidos (órgãos linfoides secundários, tecidos infectados), embora as quimiocinas específicas e moléculas de adesão variem de tal forma que resulta em diferentes propriedades de migração para cada tipo celular. Antes de descrever o processo, abordaremos as propriedades e funções das moléculas de adesão e as quimiocinas que estão envolvidas no recrutamento de leucócitos.

Moléculas de adesão nos leucócitos e células endoteliais envolvidas no recrutamento de leucócitos

A adesão de leucócitos circulantes às células endoteliais vasculares é mediada por duas classes de moléculas, denominadas selectinas e integrinas, e seus ligantes. A expressão destas moléculas varia dentre diferentes tipos de leucócitos e em vasos sanguíneos de diferentes localizações, e estas diferenças influenciam quais tipos celulares migram preferencialmente para qual tecido.

 Selectinas e Ligantes de Selectinas

As selectinas são moléculas de adesão ligadas a carboidratos de membrana plasmática que medeiam um passo inicial de adesão de baixa afinidade dos leucócitos circulantes nas células endoteliais que recobrem as vênulas pós-capilares (Tabela 3-1). Os domínios extracelulares das selectinas são similares às lectinas do tipo C, assim chamadas por causa de sua ligação com estruturas de carboidratos (a definição de lectina) de maneira dependente de cálcio. As selectinas e seus ligantes são expressos nos leucócitos e células endoteliais.

Tabela 3-1

Principais Moléculas de Adesão Leucócito-Endotélio

CLA-1, antígeno 1 de linfócito cutâneo; GlyCAM-1, molécula 1 de adesão de célula com glicano; HEV, vênula endotelial alta; ICAM-1, molécula 1 de adesão intracelular; IL-1, interleucina-1; LFA-1, antígeno 1 associado à função de leucócito; MasCAM-1, molécula 1 de adesão celular de adressina de mucosa; PNAd, adressina de nodo periférico; PSGL-1, ligante 1 da glicoproteína P-selectina; TNF, fator de necrose tumoral; VCAM-1, molécula 1 de adesão de célula vascular; VLA-4, antígeno 4 muito tardio.

As células endoteliais expressam dois tipos de selectinas, denominadas P-selectina (CD62P) e E-selectina (CD62E). A P-selectina, assim chamada porque foi a primeira a ser encontrada em plaquetas, é armazenada nos grânulos citoplasmáticos das células endoteliais, sendo rapidamente redistribuída para a superfície luminal em resposta à histamina dos mastócitos e da trombina gerada durante a coagulação sanguínea. A Eselectina é sintetizada e expressa na superfície da célula endotelial dentro de 1 a 2 horas em resposta às citocinas interleucina-1 (IL-1) e fator de necrose tumoral (TNF), que são produzidos pelos macrófagos teciduais em resposta à infecção. Produtos microbianos, tais como lipopolissacarídio, (LPS) também estimulam a expressão da E-selectina nas células endoteliais. Descreveremos IL-1, TNF e LPS em nossa discussão sobre inflamação no Capítulo 4.

Os ligantes nos leucócitos que se ligam a E-selectina e P-selectina das células endoteliais são complexos de grupos de carboidratos sializados e relacionados com Lewis X ou família Lewis A. Estas estruturas químicas estão presentes em várias glicoproteínas da superfície de granulócitos, monócitos e algumas células T efetoras previamente ativadas e de memória. A melhor definição disto é o tetrassacarídio sialil Lewis X (sLeX). Uma glicoproteína de membrana de leucócito denominada glicoproteína ligante 1 de Pselectina (PSGL-1) é modificada pós-translacionalmente para apresentar os carboidratos ligantes de P-selectina. Várias moléculas diferentes podem apresentar os carboidratos ligantes para E-selectina, incluindo as glicoproteínas PSGL-1 e o ligante-1 de E-selectina e alguns glicolipídios.

Uma terceira selectina, denominada L-selectina (CD62L), é expressa em leucócitos, e não em células endoteliais. Os ligantes para L-selectinas são sialomucinas nas células endoteliais, cuja expressão é aumentada pela ativação das células por citocinas. O principal determinante de reconhecimento que liga L-selectina a estas sialomucinas é o sialil 6-sulfo Lewis X. A L-selectina dos neutrófilos promove a adesão destas células às células endoteliais que são ativadas por IL-1, TNF e outras citocinas produzidas nos locais de inflamação. Na imunidade adaptativa, a L-selectina é importante para a adesão dos linfócitos T e B naïve aos linfonodos através de vasos sanguíneos especializados, chamados de vênulas endoteliais altas. Os ligantes sialomucinas nas vênulas endoteliais altas que se ligam à L-selectina nos linfócitos naïve são coletivamente denominados adressina de nodo periférico (PNAd). Os leucócitos expressam L-selectina ou o carboidrato ligante para P-selectina e E-selectina nas extremidades dos microvilos, facilitando as interações com as moléculas na superfície da célula endotelial.

Integrinas e Ligantes de Integrinas

As integrinas são proteínas heterodiméricas da superfície celular compostas de duas cadeias polipeptídicas ligadas não covalentemente que medeiam a adesão de células a outras células ou à matriz extracelular, por meio de interações específicas de ligação com vários ligantes. Existem mais de 30 integrinas diferentes, todas com a mesma estrutura básica, contendo um ou mais de 15 tipos de cadeias α e um de sete tipos de cadeias β. As cabeças globulares extracelulares de ambas as cadeias contribuem para a ligação entrecadeias e a ligação divalente e dependente de cátion. Os domínios citoplasmáticos das integrinas interagem com componentes do citoesqueleto (incluindo vinculina, talina, actina, α-actinina e tropomiosina). O nome integrina para esta família de proteínas deriva da ideia de que estas proteínas coordenam (i.e., integram) sinais disparados por ligantes extracelulares com motilidade dependente de citoesqueleto, mudança de forma e respostas fagocíticas.

No sistema imune, duas importantes integrinas expressas nos leucócitos são LFA-1 (leukocyte function-associates antigen 1, mais precisamente chamada de α1β2 ou CD11aCD18) e VLA-4 (very late antigen-4, ou αβ41 ou CD49dCD29) (Tabela 3-1). Um importante ligante para LFA-1 é a molécula de adesão intercelular 1 (ICAM-1, CD54), uma glicoproteína de membrana expressa nas células endoteliais ativadas por citocinas e em uma variedade de outros tipos celulares, incluindo linfócitos, células dendríticas, macrófagos, fibroblastos e queratinócitos. A porção extracelular da ICAM-1 é composta de domínios globulares, denominados domínios de imunoglobulinas (Ig), que compartilham homologia de sequência e características funcionais com domínios encontrados nas moléculas de Ig. Muitas proteínas no sistema imune contêm domínios Ig e pertencem à superfamília Ig (Cap. 5). A ligação de LFA-1 à ICAM-1 é importante para as interações leucócito-endotélio (discutidas mais adiante) e interações da célula T com células apresentadoras de antígenos (Cap. 6). Duas outras superfamílias de ligantes Ig para LFA-1 são a ICAM-2, que é expressa nas células endoteliais, e a ICAM-3, que é expressa nos linfócitos. A VLA-4 se liga à molécula 1 de adesão celular vascular (VCAM- 1, CD106), uma proteína da superfamília da Ig expressa nas células endoteliais ativadas por citocina, em algum tecido. Outras integrinas também têm papel nas respostas imunes inata e adaptativa. Por exemplo, Mac-1 (αMβ2, CD11bCD18) nos monócitos circulantes se liga à ICAM-1 e medeia a adesão ao endotélio. A Mac-1 também funciona como um receptor de complemento, ligando partículas opsonizadas com um produto da ativação do complemento chamado de fragmento C3b inativado (iC3b) (discutido nos Caps. 4 e 13), aumentando, assim, a fagocitose de microrganismos.

Uma característica importante das integrinas é sua habilidade de responder a sinais intracelulares com aumento rápido em suas afinidades por seus ligantes (Fig. 3-2). Isso é referido como ativação de integrina e ocorre em todos os leucócitos em resposta à ligação da quimiocina ao receptor de quimiocina e em células T quando os antígenos se ligam aos receptores de antígeno. A quimiocina e o receptor de antígeno localizados nas células induzem sinais bioquímicos que envolvem proteínas ligantes de GTP (descritas em mais detalhes no Cap. 7), levando eventualmente à associação da família de moléculas RAP e proteínas de interação do citoesqueleto com as caudas citoplasmáticas das proteínas integrinas. Isso resulta em alterações conformacionais nos domínios extracelulares das integrinas que levam à afinidade aumentada. No estado de baixa afinidade, as hastes dos domínios extracelulares de cada subunidade de integrina se inclinam e as cabeças globulares de ligação do ligante estão próximas da membrana. Em resposta a alterações na cauda citoplasmática, as hastes se estendem, trazendo as cabeças globulares para fora da membrana para uma posição onde eles interagem mais efetivamente com seus ligantes (Fig. 3-2). O processo pelo qual os sinais intracelulares, gerados em resposta às quimiocinas ou antígeno, alteram as funções de ligação do domínio extracelular das integrinas é chamado de sinal de dentro para fora.

                                                 FIGURA 3-2 Ativação da integrina.

A, As integrinas nos leucócitos sanguíneos normalmente encontram-se em um estado de baixa afinidade. Quando o leucócito se aproxima das células endoteliais, como quando ocorre o rolamento de leucócitos dependente de selectina, então as quimiocinas apresentadas na superfície endotelial podem se ligar aos receptores de quimiocinas no leucócito. Ocorre, então, a sinalização do receptor de quimiocina, quando ativa as integrinas do leucócito, aumentando sua afinidade pelos ligantes nas células endoteliais. B, Diagramas de fitas são mostrados com as conformações enoveladas e estendidas da integrina de leucócito, correspondendo aos estados de baixa e alta afinidade, respectivamente. (B, De Takagi J, Springer TA: Integrin activation and structural rearrangement, Immunological Reviews 186:141–163, 2002.)

As quimiocinas também induzem agrupamento das integrinas na membrana. Isso resulta em concentração local aumentada de integrinas na superfície celular, levando à avidez aumentada das interações da integrina com ligantes nas células endoteliais e, assim, ligação mais firme dos leucócitos ao endotélio.

Quimiocinas e receptores de quimiocinas

As quimiocinas são uma grande família de citocinas estruturalmente homólogas que estimulam o movimento dos leucócitos e regulam a migração dos leucócitos do sangue para os tecidos. O nome quimiocina é uma contração de citocina quimiotática. Nós nos referimos ao papel das quimiocinas na organização dos tecidos linfoides no Capítulo 2 e agora descreveremos as propriedades gerais desta família de citocinas e suas múltiplas funções na imunidade inata e adaptativa. A Tabela 3-2 resume as principais características de quimiocinas individuais e seus receptores.

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

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

Tabela 3-2

Quimiocinas e Receptores de Quimiocinas

Estrutura, Produção e Receptores de Quimiocinas

Existem cerca de 50 quimiocinas humanas, todas as quais são polipeptídios de 8 a 10 kD que contêm duas alças dissulfeto internas. As quimiocinas estão classificadas em quatro famílias baseadas no número e localização de resíduos N-terminais de cisteína. As duas principais famílias são as quimiocinas CC (também chamadas de β), onde os dois resíduos de cisteína são adjacentes, e a família CXC (ou α), onde estes resíduos são separados por um aminoácido. Essas diferenças se correlacionam com a organização das subfamílias em grupos de genes separados. Poucas quimiocinas adicionais têm uma única cisteína (família C) ou duas cisteínas separadas por três aminoácidos (CX3C). As quimiocinas foram originalmente denominadas com base em como elas foram identificadas e quais respostas eram disparadas, mas uma nomenclatura padrão foi adotada, levando em conta os receptores aos quais as quimiocinas se ligam (Tabela 3-2). Embora existam exceções, o recrutamento de neutrófilos é mediado principalmente pelas quimiocinas CXC, o recrutamento de monócitos é mais dependente das quimiocinas CC e o recrutamento de linfócitos é mediado por ambas as quimiocinas CXC e CC.

As quimiocinas das subfamílias CC e CXC são produzidas pelos leucócitos e por vários tipos de células teciduais, tais como células endoteliais, células epiteliais e fibroblastos. Em muitas destas células, a secreção das quimiocinas é induzida pelo reconhecimento dos microrganismos através de vários receptores celulares do sistema imune inato, conforme discutido no Capítulo 4. Além disso, as citocinas inflamatórias, incluindo TNF, IL-1 e IL-17, induzem a produção de quimiocinas. Várias quimiocinas CC também são produzidas por células T ativadas, fornecendo uma ligação entre a imunidade adaptativa e o recrutamento de leucócitos inflamatórios.

Os receptores para quimiocinas pertencem à superfamília de receptores de sete domínios transmembranares acoplados à proteína G e ligados ao trifosfato de guanosina (GTP) (GPCR). Estes receptores iniciam respostas intracelulares através de protepinas G triméricas associadas. As proteínas G estimulam alterações no citoesqueleto e a polimerização de actina e filamento de miosina, resultando em motilidade celular aumentada. Como discutido previamente, estes sinais também alteram a conformação das integrinas da superfície das células e aumentam a afinidade das integrinas por seus ligantes. Os receptores das quimiocinas podem ser rapidamente regulados negativamente com a exposição à quimiocina, e este deve ser o provável mecanismo para o término das respostas.

Diferentes combinações de receptores de quimiocinas são expressas em diferentes tipos de leucócitos, o que resulta em padrões distintos de migração dos leucócitos. Existem 10 receptores distintos para as quimiocinas CC (chamados de CCR1 ao CCR10), seis para as quimiocinas CXC (chamados de CXCR1 ao CXCR6) e um para CX3CL1 (chamado de CX3CR1) (Tabela 3-2). Os receptores de quimiocinas são expressos em todos os leucócitos, com o maior número e diversidade vistos nas células T. Os receptores exibem uma sobreposição de especificidade para quimiocinas dentro de cada família, e o padrão da expressão celular dos receptores determina quais tipos celulares respondem a quais quimiocinas. Certos receptores de quimiocinas, notavelmente CCR5 e CXCR4, agem como correceptores para o vírus da imunodeficiência humana (HIV) (Cap. 21).

Ações Biológicas das Quimiocinas

Algumas quimiocinas são produzidas por células em resposta a estímulos externos e estão envolvidas em reações inflamatórias, ao passo que outras quimiocinas são produzidas constitutivamente em tecidos e têm papel na organização tecidual. As principais ações das quimiocinas são adesão aumentada dos leucócitos circulantes ao endotélio através da ativação da integrina e estimulação direta do movimento dos leucócitos nos tecidos, pela quimioatração.

• As quimiocinas são essenciais para o recrutamento de leucócitos circulantes dos vasos sanguíneos para os locais extravasculares. O recrutamento de leucócitos do sangue para os tecidos é regulado pelas ações de várias quimiocinas. Diferentes quimiocinas agem em diferentes células e, em coordenação com os tipos de moléculas de adesão expressas, controlam a natureza do infiltrado inflamatório. As quimiocinas têm dois papéis na inflamação:

ˆ Adesão aumentada dos leucócitos ao endotélio. As quimiocinas produzidas nos tecidos se ligam aos proteoglicanos heparan sulfato nas células endoteliais que revestem as vênulas pós-capilares. As quimiocinas ligadas são apresentadas aos leucócitos circulantes que estão ligados nas superfícies endoteliais por meio de interações com moléculas de adesão. A apresentação endotelial fornece uma alta concentração local de quimiocinas, permitindo que elas se liguem aos receptores de quimiocinas nos leucócitos. Os sinais dos receptores de quimiocinas levam à afinidade aumentada da integrina, o que resulta em forte adesão do leucócito, um passo fundamental para a migração dos leucócitos para fora dos vasos sanguíneos em direção ao tecido extravascular.

ˆ Migração dos leucócitos para locais de infecção ou tecido danificado. As quimiocinas produzidas nos tecidos extravasculares agem nos leucócitos que saíram da circulação e estimulam o movimento dos leucócitos ao longo de um gradiente de concentração da proteína secretada em direção à sua fonte, um processo denominado quimiocinese. Assim, os leucócitos migram em direção às células infectadas e danificadas nos tecidos.

• As quimiocinas estão envolvidas no desenvolvimento dos órgãos linfoides e regulam o tráfego dos linfócitos e outros leucócitos através das diferentes regiões dos tecidos linfoides periféricos.

• As quimiocinas são necessárias para a migração das células dendríticas dos locais de infecção para a drenagem dos linfonodos. As células dendríticas são ativadas pelos microrganismos nos tecidos periféricos e, então, migram para os linfonodos para informar os linfócitos T da presença de infecção (conforme discutido no Cap. 6). Esta migração depende da expressão de um receptor de quimiocina, CCR7, que é induzido quando a célula dendrítica encontra os microrganismos. O CCR7 se liga a quimiocina produzida pelas células endoteliais linfáticas nos tecidos, promovendo, então, o movimento da célula dendrítica para os vasos linfáticos que drenam para os linfonodos. Uma vez no linfonodo, as células dendríticas são atraídas pelas mesmas quimiocinas produzidas nas zonas interfoliculares, onde as células T naïve também migram em resposta a essas quimiocinas. Isso explica como as células dendríticas e as células T naïve se localizam o mesmo local nos linfonodos, permitindo que as células dendríticas apresentem o antígeno para as células T.

Interações leucócito-endotélio e recrutamento de leucócitos para os tecidos

Selectinas, integrinas e quimiocinas trabalham em conjunto para regular a migração dos

leucócitos para os tecidos. Estudos destas interações in vitro, sob condições que

mimetizam o fluxo sanguíneo, e in vivo, usando técnicas de microscopia intravital,

estabeleceram uma sequência de eventos comuns para a migração da maioria dos

leucócitos na maioria dos tecidos (Fig. 3-3). Estes eventos incluem os seguintes:

FIGURA 3-3 Múltiplos passos da interação leucócito-endotélio mediando o recrutamento de

leucócitos para os tecidos.

Nos locais de infecção, os macrófagos que encontraram microrganismos produzem citocinas (como TNF e IL-1) que ativam as células endoteliais de vênulas próximas a produzirem selectinas, ligantes para integrinas e quimiocinas. As selectinas medeiam a fraca ligação dos leucócitos sanguíneos ao endotélio, e a força de cisalhamento do fluxo sanguíneo faz os leucócitos rolarem ao longo da superfície endotelial. As quimiocinas produzidas nos tecidos infectados vizinhos ou pelas células endoteliais são mostradas na superfície endotelial e se ligam a receptores nos leucócitos em rolamento, o que resulta em ativação das integrinas do leucócito a um estado de alta afinidade de ligação. As integrinas ativadas se ligam às suas superfamílias de Ig ligantes nas células endoteliais, o que medeia a firme adesão dos leucócitos. Os leucócitos passam, então, pelas junções entre as células endoteliais e migram através da parede venular. Neutrófilos, monócitos e linfócitos T utilizam essencialmente os mesmos mecanismos para migrar para fora do sangue.

• Rolamento de leucócitos no endotélio mediado por selectina. As células endoteliais que revestem as vênulas pós-capilares são ativadas em resposta aos microrganismos, citocinas (incluindo TNF e IL 1) produzidas pelos macrófagos e outras células teciduais que encontram os microrganismos, e outros mediadores, tais como histamina e trombina, que podem ser produzidos durante várias reações inflamatórias. As citocinas estimulam a expressão endotelial de E-selectina, e outros mediadores induzem a expressão na superfície de P-selectina. Nos locais de inflamação, os vasos sanguíneos se dilatam e o fluxo sanguíneo fica mais lento. Como resultado, os leucócitos, sendo maiores do que as hemácias, tendem a se mover para fora do eixo axial central do fluxo e mais próximos do revestimento do vaso, um processo conhecido como marginação. Isso permite que os ligantes de E- e P-selectinas expressos nos microvilos dos leucócitos se liguem às selectinas nas células endoteliais. Pelo fato de as interações selectina-ligante de selectina serem de baixa afinidade (Kd ∼100 μm) com

uma taxa de desligamento alta, elas são facilmente rompidas pela força de cisalhamento do sangue circulante. Como resultado, os leucócitos repetitivamente desligam e se ligam novamente e, assim, rolam ao longo da superfície endotelial. Esta lentificação dos leucócitos no endotélio permite que o próximo passo do estímulo no processo de várias fases aja nos leucócitos.

• Aumento na afinidade das integrinas mediada pela quimiocina. As quimiocinas apresentadas nas células endoteliais das vênulas pós-capilares no local de uma infecção se ligam a seus receptores nos leucócitos em rolamento. Como discutido anteriormente, isso resulta em ligação mais forte das integrinas dos leucócitos a seus ligantes na superfície endotelial.

• Adesão estável de leucócitos ao endotélio mediada pela integrina. Em paralelo à ativação das integrinas, a expressão de seus ligantes nas células endoteliais é regulada positivamente pelas citocinas inflamatórias e produtos microbianos nos locais de infecção. Estes ligantes incluem VCAM-1, que se liga à integrina VCLA-4, e ICAM-1, que se liga às integrinas LFA-1 e Mac-1. Assim, os leucócitos se ligam firmemente ao endotélio, seu citoesqueleto é reorganizado e eles se espalham para fora da superfície endotelial.

• Transmigração de leucócitos através do endotélio. Mais frequentemente, os leucócitos transmigram entre as bordas das células endoteliais, um processo chamado de transmigração paracelular, para alcançar os tecidos extravasculares. A transmigração paracelular depende das integrinas nos leucócitos e seus ligantes nas células endoteliais, assim como outras proteínas, notavelmente a CD31, que é expressa nos leucócitos e células endoteliais. Este processo necessita de um rompimento transiente e reversível das proteínas das junções aderentes, primariamente o complexo VEcaderina, que mantém as células endoteliais juntas. O mecanismo responsável pelo rompimento do complexo VE-caderina envolve a ativação de quinases quando as integrinas do leucócito se ligam a ICAM-1 ou VCAM-1. As quinases fosforilam a cauda citoplasmática de VE-caderina e levam ao rompimento reversível dos complexos aderentes. Menos frequente, foi observado o movimento dos leucócitos através das células endoteliais em vez de entre elas, por um processo pouco compreendido e chamado de migração transcelular.

Estes passos básicos são vistos na migração de todos os leucócitos através do endotélio. Entretanto, neutrófilos, monócitos e diferentes subgrupos de linfócitos diferem para quais tecidos eles migram e quando eles o fazem em reações inflamatórias e o estado de equilíbrio. Esta especificidade na migração do leucócito é baseada na expressão de combinações distintas de moléculas de adesão e receptores de quimiocinas, como discutiremos em mais detalhes posteriormente.

Evidências do papel essencial das selectinas, integrinas e quimiocinas na migração de leucócitos surgiram de camundongos knockout para genes e raras doenças hereditárias humanas chamadas de deficiências de adesão. Por exemplo, camundongos sem fucosiltransferases, que são enzimas necessárias para sintetizar os carboidratos ligantes que se ligam às selectinas, apresentam marcantes defeitos na migração de leucócitos e nas respostas imunes. Humanos que não têm o transportador fucose no complexo de Golgi, necessário para expressar os carboidratos ligantes para E-selectina e P-selectina em neutrófilos, têm problemas similares, resultando em uma síndrome denominada deficiência da adesão de leucócito tipo 2 (LAD-2) (Cap. 21). Similarmente, uma deficiência recessiva herdada, no gene CD18, que codifica a subunidade β de LFA-1 e Mac-1, é a causa de uma doença imunodeficiente denominada deficiência de adesão de leucócito tipo 1 (LAD-1). Esses distúrbios são caracterizados por infecções recorrentes por bactérias e fungos, falta de acúmulo de neutrófilos nos locais de infecção e defeitos nas funções dos linfócitos dependentes de aderência. Raras mutações humanas nas vias de sinalização que ligam os receptores de quimiocinas à ativação da integrina também resultam em prejuízo na adesão do leucócito e recrutamento para os tecidos e, assim, defesa ineficiente dos leucócitos contra infecções, uma síndrome denominada deficiência de adesão de leucócito tipo 3 (LAD-3).

Migração de neutrófilos e monócitos para locais de infecção ou lesão tecidual

Após a maturação na medula óssea, neutrófilos e monócitos entram no sangue e circulam por todo o corpo. Embora estas células possam realizar algumas funções fagocíticas dentro do sangue, seus principais papéis, incluindo a fagocitose e destruição dos microrganismos e de células teciduais mortas, ocorrem em locais extravasculares de infecção em virtualmente qualquer local do corpo.

Neutrófilos e monócitos sanguíneos são recrutados para os locais teciduais de infecção ou lesão por processos de múltiplos passos dependentes de selectina, integrina e quimiocina, que seguem uma sequência básica comum para a migração de todos os leucócitos para os tecidos, como já discutido anteriormente. Conforme abordaremos em detalhes no Capítulo 4, os neutrófilos são os primeiros tipos de leucócitos a serem recrutados do sangue para o local de infecção ou lesão tecidual. O recrutamento de monócitos segue horas depois e continua, talvez por dias, após a parada no recrutamento dos neutrófilos. Além disso, em alguns locais inflamatórios, os neutrófilos não são recrutados, mas os monócitos o são. Estes diferentes comportamentos migratórios provavelmente refletem variações na expressão relativa de moléculas de adesão e receptores de quimiocinas nos neutrófilos versus monócitos. Os neutrófilos expressam CXCR1 e CXCR2, que se ligam a múltiplas famílias GRO de quimiocinas, incluindo CXCL8 (IL-8), a principal quimiocina que suporta a migração dos neutrófilos para os tecidos (Tabela 3-2). O recrutamento precoce dos neutrófilos é uma consequência da produção precoce e abundante de CXCL8 pelos macrófagos residentes nos tecidos em resposta às infecções. Contrapondo-se aos neutrófilos, os monócitos clássicos, que são o principal tipo de monócito recrutado para os locais inflamatórios, expressam CCR2. Este receptor se liga a várias quimiocinas, a mais importante para o recrutamento do monócito sendo a CCL2 (MCP-1). Assim, o recrutamento do monócito ocorre quando as células teciduais residentes expressam CCL2 em resposta à infecção. Os monócitos não clássicos perdem o CCR2, mas expressam o CX3CR1. O ligante deste receptor, CX3CR1 (também chamado de fractalquina), é expresso em ambas as formas solúvel e como uma molécula ligada à membrana que pode suportar a adesão dos monócitos ao endotélio.

Migração e recirculação de linfócitos T

Os linfócitos estão continuamente se movendo através do sangue, vasos linfáticos, órgãos linfoides secundários e tecidos não linfoides periféricos, e populações distintas de linfócitos mostram diferentes padrões de tráfego através destes locais (Fig. 3-4). Quando as células T naïve maduras emergem do timo e entram no sangue, elas chegam aos linfonodos, ao baço ou aos tecidos linfoides mucosos e migram para as zonas de células T destes tecidos linfoides secundários. Se a célula T não reconhecer o antígeno nestes locais, ela permanece naïve e deixa os nodos ou tecidos mucosos através dos linfáticos e, eventualmente, drena de volta para a corrente sanguínea. Uma vez de volta ao sangue, a célula T naïve repete seu ciclo de chegada nos tecidos linfoides secundários. Este padrão dos linfócitos naïve, chamado de recirculação de linfócito, maximiza as chances de que pequeno número de linfócitos naïve que são específicos para um antígeno estranho em particular irá encontrar aquele antígeno se ele for apresentado em qualquer local do corpo. Os linfócitos que reconheceram e se tornaram ativados pelo antígeno dentro dos tecidos linfoides secundários proliferam e se diferenciam para produzir milhares de células efetoras e de memória. Os linfócitos efetores e de memória podem se mover de volta para a corrente sanguínea e, então, migrar para locais de infecção ou inflamação nos tecidos periféricos (não linfoide).

                                       FIGURA 3-4 Vias de recirculação de linfócitos T.

As células T naïve preferencialmente deixam o sangue e entram nos linfonodos através das vênulas endoteliais. As células dendríticas com antígeno entram nos linfonodos através dos vasos linfáticos. Se as células T reconhecerem o antígeno, elas se tornam ativadas e retornam para a circulação através dos linfáticos eferentes e ducto torácico, que termina na veia cava superior, posteriormente no coração e, finalmente, na circulação arterial. As células T efetoras e de memória preferencialmente deixam o sangue e entram nos tecidos periféricos através das vênulas dos locais com inflamação. A recirculação através dos órgãos linfoides periféricos diferentes dos linfonodos não é mostrada.

Alguns subgrupos de linfócitos efetores chegam preferencialmente a um local em particular, tais como pele ou intestinos (Cap. 14). A existência de diferentes padrões de adesão garante que diferentes subgrupos de linfócitos serão distribuídos para os microambientes teciduais em que são necessários para combater diferentes tipos de microrganismos e não, desperdiçados, em locais onde não teriam nenhum propósito. Na seção a seguir, descreveremos os mecanismos e vias de recirculação e adesão de linfócitos. Nossa discussão enfatiza as células T porque sabe-se mais sobre seu movimento através dos tecidos do que é conhecido sobre a recirculação da célula B, porém muitos mecanismos parecem se aplicar a ambos os tipos celulares.

Recirculação de Linfócitos Naïve entre o Sangue e Órgãos Linfoides Secundários

A recirculação do linfócito T depende de mecanismos que controlam a entrada das células T naïve do sangue para os linfonodos, assim como sinais moleculares que controlam quando as células T naïve sairão dos nodos. Discutiremos estes dois mecanismos separadamente.

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

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

Migração de Células T Naïve para os Linfonodos

Os mecanismos de adesão que levam as células T naïve para os linfonodos são muito eficientes, resultando em um fluxo de linfócitos através dos linfonodos de até 25 × 109 células a cada dia. Em média, cada linfócito passa através de um nodo uma vez ao dia. A inflamação em tecido periférico, o que normalmente acompanha as infecções, causa um aumento significativo no fluxo sanguíneo para os linfonodos drenando o local da inflamação. Ao mesmo tempo, a saída das células T para os linfáticos eferentes é transientemente reduzida por mecanismos que discutiremos posteriormente, de tal forma que as células T permanecem nos linfonodos que drenam os locais de inflamação por tempo maior do que em outros linfonodos. Antígenos proteicos estão concentrados nos linfonodos e outros órgãos linfoides secundários, onde eles são apresentados às células T pelas células dendríticas, o tipo de célula apresentadora de antígeno que é mais capaz de iniciar as respostas das células T naïve (Cap. 6). Assim, o movimento e retenção transiente das células T naïve nos órgãos linfoides secundários, juntamente à captura e concentração de antígeno, maximizam as chances da ativação da célula T e início de uma resposta imune adaptativa.
A adesão das células T naïve nos linfonodos e tecidos linfoides associados à mucosa ocorre através de vênulas pós-capilares especializadas chamadas de vênulas endoteliais altas (HEVs) localizadas nas zonas da célula T. Os linfócitos T naïve são distribuídos aos tecidos linfoides secundários através do fluxo sanguíneo arterial, e eles deixam a circulação e migram para o estroma dos linfonodos através das HEVs. Estes vasos são revestidos com células endoteliais gordas, e não as células endoteliais achatadas que são típicas de outras vênulas (Fig. 3-5). As HEVs também estão presentes nos tecidos linfoides mucosos, tais como placas de Peyer no intestino, mas não no baço. As células endoteliais das HEVs são especializadas para apresentar certas moléculas de adesão e quimiocinas em suas superfícies, o que suporta a chegada seletiva de somente determinadas populações de linfócitos. Certas citocinas, tais como a linfotoxina, são necessárias para o desenvolvimento da HEV. De fato, as HEVs podem se desenvolver em locais extralinfoides de inflamação crônica onde essas citocinas são produzidas por períodos prolongados.

                                                  FIGURA 3-5 Vênulas endoteliais altas.
A, Micrografia de luz de uma HEV em um linfonodo ilustrando as células endoteliais altas. (Cortesia de Dr. Steve Rosen, Department of Anatomy, University of California, San Francisco). B, Expressão de L-selectina ligante nas HEVs, corada com um anticorpo específico por técnica de imunoperoxidase. (A localização do anticorpo é revelada por uma reação marrom, produto da peroxidase, que está acoplada ao anticorpo; ver Apêndice IV para detalhes.) As HEVs são abundantes na zona de células T do linfonodo. (Cortesia de Drs. Steve Rosen e Akio Kikuta, Department of Anatomy, University of California, San Francisco.) C, Um ensaio de ligação no qual linfócitos são incubados com seções congeladas de um linfonodo. Os linfócitos (corados em azulescuro) se ligam seletivamente às HEVs. (Cortesia de Dr. Steve Rosen, Department of Anatomy, University of California, San Francisco). D, Micrografia eletrônica de varredura de uma HEV com linfócitos ligados à superfície luminal das células endoteliais. (Cortesia de J. Emerson e T. Yednock, University of California, San Francisco, School of Medicine. De Rosen SD, Stoolman LM: Potential role of cell surface lectin em lymphocyte recirculation. In Olden K, Parent J [Eds.]: Vertebrate lectins. New York, 1987, Van Nostrand Reinhold.)

A migração da célula T naïve para fora do sangue através das HEVs para o parênquima dos linfonodos é um processo com vários passos, consistindo em rolamento das células mediado por selectina, ativação de integrina induzida por quimiocina, firme adesão mediada pela integrina e transmigração através da parede do vaso. Este processo inclui eventos sequenciais descritos mais cedo para migração de todos os leucócitos (Fig. 3-3), mas algumas destas moléculas envolvidas são relativamente específicas para a chegada das células T naïve aos linfonodos (Fig. 3-6).

FIGURA 3-6 Moléculas envolvidas na migração de linfócitos T naïve e efetores.

A, Linfócitos T naïve chegam aos linfonodos como resultado da ligação da L-selectina nas adressinas dos linfonodos periféricos (PNAd) das vênulas endoteliais altas, que estão presentes somente nos órgãos linfoides secundários, e como resultado da ligação das quimiocinas (CCL19 e CCL21) dispostas na superfície da vênula endotelial alta. Linfócitos T ativados, incluindo as células efetoras, chegam aos locais de infecção nos tecidos periféricos, e esta migração é mediada por Eselectina e P selectina, integrinas e quimiocinas que são produzidas nos locais de infecção. Quimiocinas adicionais e receptores de quimiocinas, além dos mostrados, estão envolvidos na migração da célula T efetora/memória. B, Moléculas de adesão, quimiocinas e receptores de quimiocinas envolvidos na migração da célula T naïve e efetora/memória estão descritos.


• O rolamento das células T naïve nas HEVs nos órgãos linfoides periféricos é mediado pela L-selectina na ligação dos linfócitos ao seu ligante carboidrato, adressina do nodo periférico (PNAd), nas HEVs. Os grupos de carboidratos PNAd que se ligam à L selectina podem fazer a ligação a diferentes sialomucinas nas HEVs em diferentes tecidos. Por exemplo, nas HEVs de linfonodos, o PNAd é mostrado como duas sialomucinas, chamadas de GlyCAM-1 (molécula 1 de adesão de célula com glicano) e CD34. Nas placas de Peyer na parede intestinal, o ligante de L-selectina é uma molécula chamada de MadCAM-1 (molécula 1 de adesão celular de adressina de mucosa).
• Assim como na migração do leucócito para outros locais, a subsequente e firme adesão das células T naïve para as HEVs é mediada pelas integrinas, principalmente a LFA-1.
• As quimiocinas que ativam as integrinas da célula T naïve a um estado de alta afinidade são a CCL19 e a CCL21, que estão envolvidas somente na chegada do leucócito às zonas da célula T dos tecidos linfoides (Cap. 2). A principal fonte de CCL19 e CCL21 são as células reticulares de fibroblastos dentro da zona da célula T, e a CCL19 também é constitutivamente produzida pelas HEVs. Estas quimiocinas são apresentadas na superfície da HEV e reconhecidas pelos linfócitos em rolamento. Ambas as quimiocinas se ligam ao receptor CCR7 de quimiocina, que é expresso em altos níveis nos linfócitos naïve. Esta interação das quimiocinas com o CCR7 garante que as células T aumentem a avidez pela integrina e sejam capazes de aderir firmemente às HEVs. Lembre-se de que o CCR7 também controla a migração da célula dendrítica pelos
linfáticos em direção aos linfonodos.

O importante papel para a L-selectina e quimiocinas na chegada da célula T naïve aos tecidos linfoides secundários é suportado por muitas observações experimentais diferentes. Linfócitos de camundongos knockout em L-selectina não se ligam às HEVs de linfonodo periférico, e os camundongos demonstram uma marcada redução no número de linfócitos nos linfonodos periféricos. Existem poucas células T naïve nos linfonodos de camundongos com deficiências genéticas em CCL19 e CCL21, ou CCR7.

Saída das Células T dos Linfonodos

As células T naïve que chegaram aos linfonodos, mas falharam em reconhecer o antígeno e não estão ativadas retornarão à corrente sanguínea. Este retorno ao sangue completa uma alça de recirculação e fornece às células T naïve outra chance de entrar nos tecidos linfoides secundários e procurar pelos antígenos que elas podem reconhecer. A principal rota de entrada no sangue é através dos linfáticos efetores, então através da vasculatura linfática para o ducto torácico ou linfático direito e, finalmente, para a veia cava superior ou veia subclávia direita.
A saída das células T naïve dos linfonodos é dependente de um lipídio quimioatraente denominado esfingosina 1-fosfato (SIP), que se liga a um receptor de sinalização nas células T chamado de receptor 1 da esfingosina 1-fosfato (S1PR1), (Fig. 3-7). O S1P está presente em maiores concentrações no sangue e linfa do que nos tecidos. Este gradiente de concentração é mantido porque a enzima de degradação de S1P, a S1P liase, está presente na maioria dos tecidos; assim, o lipídio é mais catabolizado nos tecidos do que na linfa e no sangue. O S1PR1 é um receptor acoplado à proteína G. Sinais gerados pela ligação de S1P aos S1PR1 nas células T naïve estimulam o movimento direcionado das células em direção ao gradiente de concentração de S1P para fora do parênquima do linfonodo. As células T naïve circulantes têm muito pouco S1PR1 de superfície, porque a alta concentração sanguínea de S1P causa internalização do receptor. Após a célula T naïve entrar no linfonodo, em que as concentrações de S1P são baixas, o S1PR1 de superfície é reexpresso por um período de várias horas. Este tempo permite que a célula T naïve interaja com as células apresentadoras de antígeno. Uma vez que o receptor S1PR1 é expresso, a célula T deixa o linfonodo e é direcionado para o gradiente de concentração de S1P para dentro do linfático eferente.

FIGURA 3-7 Mecanismo de saída de linfócitos dos órgãos linfoides.

As células T naïve circulantes apresentam baixos níveis de S1PR1 porque o receptor é internalizado após a ligação de S1P no sangue. Dessa maneira, as células T naïve que recentemente entraram no linfonodo não conseguem detectar o gradiente de concentração de S1P entre a zona da célula T do nodo e a linfa nos sinus medular e linfáticos eferentes, e estas células T não saem do nodo. Após a ativação de uma célula T naïve pelo antígeno, S1PR1 não é reexpresso por vários dias e as células ativadas também não deixarão o nodo. Após várias horas para as células T naïve ou dias para as células T ativadas e efetoras diferenciadas, S1PR1 é reexpresso e estas células podem detectar o gradiente de S1P e sair do nodo.

Se a célula T naïve é ativada pelo antígeno no linfonodo, a reexpressão do S1PR1 é suprimida por vários dias e, assim, a habilidade das células em deixar o tecido linfoide em resposta a um gradiente de S1P é retardada. Esta supressão de S1PR1 é controlada em parte por citocinas chamadas de interferons de tipo I que são expressos durante as respostas imunes inatas às infecções, como abordaremos no Capítulo 4. Juntos, a estimulação antigênica e os interferons aumentam a expressão de uma proteína de membrana da célula T denominada CD69, que se liga ao S1PR1 e reduz sua expressão na superfície celular. Então, a célula T ativada se torna transientemente insensível ao gradiente de S1P. Isso permite que as células T ativadas por antígeno permaneçam no órgão linfoide e sofram expansão clonal e diferenciação em células T efetoras, um processo que pode perdurar por vários dias. Quando a diferenciação em células efetoras está completa, as células perdem o CD69, reexpressam o S1PR1 e se tornam responsivas ao gradiente de concentração de S1P, que medeia a saída das células do linfonodo.
O S1P e o S1PR1 também são necessários para que a célula T naïve madura saia do timo e migração das células B secretoras de anticorpo dos órgãos linfoides secundários.
Nossa compreensão sobre o papel do S1P e do S1PR1 no trânsito da célula T é baseada em grande parte em estudos com um fármaco denominado fingolimod (FTY720), que se liga ao S1PR1 e causa sua regulação negativa na superfície da célula. O fingolimod bloqueia a saída da célula T dos órgãos linfoides e, desse modo, age como um fármaco imunossupressor. Ele está aprovado para o tratamento da esclerose múltipla, uma doença autoimune do sistema nervoso central, e existe grande interesse no uso do fingolimod e outros fármacos com um mecanismo de ação similar para tratar várias doenças autoimunes e rejeição a transplantes. Evidências experimentais adicionais para o papel central do S1P no trânsito da célula T naïve provêm de estudos com camundongos com ablação genética do S1PR1. Nestes camundongos, existe uma falha das células T em saírem do timo e popularem os órgãos linfoides secundários. Se as células T naïve de camundongos knockout em S1PR1 são injetadas na circulação de outro camundongo, as células entram nos linfonodos, mas são incapazes de sair.

Recirculação de Células Através de outros Tecidos Linfoides

A chegada da célula T naïve aos tecidos linfoides associados ao intestino, incluindo placas de Peyer e linfonodos mesentéricos, é fundamentalmente similar à chegada a outros linfonodos e invoca interações das células T com as HEVs. Como em outros tecidos, essas interações são mediadas por selectinas, integrinas e quimiocinas. Uma característica particular da chegada da célula T naïve aos linfonodos periféricos e às placas de Peyer é a contribuição da molécula MadCAM-1 da superfamília de Ig (molécula 1 de adesão celular da adressina de mucosa), que é expressa nas HEVs nestes locais, mas não tipicamente em outros locais do corpo. As células T naïve expressam dois ligantes que se ligam ao MadCAM-1, a L-selectina e a integrina α4β7, e ambos contribuem para o passo de rolamento na chegada da célula T naïve aos tecidos linfoides associados ao intestino.
A migração da célula T para o baço não é finamente regulada como o é a chegada aos linfonodos. O baço não contém HEVs e parece que as células T naïve são distribuídas na zona marginal e sinus da polpa vermelha por mecanismos que não envolvem selectinas, integrinas ou quimiocinas. Entretanto, as quimiocinas que se ligam a CCR7 participam no direcionamento das células T naïve para a polpa branca. Embora a chegada das células T ao baço pareça menos finamente regulada do que a chegada aos linfonodos, a taxa de linfócitos que passam através do baço é muito alta, cerca de metade da população circulante total de linfócitos a cada 24 horas.

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

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

Migração dos Linfócitos T Efetores para Locais de Infecção

As células T efetoras que foram geradas por ativação induzida por antígeno de células T naïve saem dos tecidos linfoides secundários através da drenagem linfática e retornam para o sangue circulante. Muitas das funções antimicrobianas protetoras das células T efetoras têm que ser realizadas localmente nos locais de infecção; desse modo, essas células precisam ser capazes de deixar os tecidos linfoides. Durante a diferenciação das células T naïve em células efetoras, as células sofrem alterações na expressão de S1PR1, receptores de quimiocinas e moléculas de adesão, que promovem a saída dos linfonodos. A partir dos linfáticos, as células T efetoras drenarão para o sangue e, então, estarão disponíveis para circular por todo o corpo.
As células T efetoras chegam preferencialmente aos locais de infecção no tecido periférico em vez de tecidos linfoides, por causa de uma alteração na molécula de adesão e na expressão do receptor de quimiocina. O processo de chegada do linfócito efetor aos tecidos infectados ocorre nas vênulas pós-capilares e é mediado pelo mesmo processo de vários passos dependente de selectina, integrina e quimiocina de outros leucócitos (Fig. 3-6). Assim como com neutrófilos e monócitos, as células T efetoras na circulação, mas não as células T naïve, expressam os ligantes para selectina, integrinas e receptores de quimiocinas, que se ligam aos tipos de selectinas, ligantes de integrinas e quimiocinas, respectivamente, que são expressas no endotélio ativado (Fig. 3-6). Em contrapartida, as duas moléculas necessárias para a entrada seletiva das células T naïve nos órgãos linfoides secundários através da HEV (CCR7 e L-selectina) são reduzidas nas células T efetoras; desse modo, essas células não reentram prontamente nos tecidos linfoides.
A ativação induzida por antígeno das células T efetoras em tecidos inflamados e a presença de quimiocinas mantêm as integrinas destas células em um estado de alta afinidade, o que favorece a retenção das células T efetoras nestes locais. A maioria das células efetoras que entram no local da infecção eventualmente morre nestes locais após realizarem suas funções efetoras.
Existem diferentes subgrupos de células efetoras, cada qual com funções distintas, e estes subgrupos têm padrões diferentes, embora frequentemente com sobreposição  dos padrões de migração. As células T efetoras incluem as células T citotóxicas CD8+ e as células T auxiliares CD4+. As células T auxiliares abrangem os subgrupos TH1, TH2 e TH17, cada qual expressando diferentes tipos de citocinas e protegendo contra diferentes tipos de microrganismos. As características e funções destes subgrupos serão discutidas em detalhes no Capítulo 10. Por agora, é suficiente saber que a migração destes subgrupos mostra algumas diferenças. Isso porque a gama de receptores de quimiocinas e moléculas de adesão expressos por cada subgrupo difere de tal forma que resulta em recrutamento preferencial de cada subgrupo para locais inflamatórios elicitados por
diferentes tipos de infecções.
Algumas células efetoras têm uma propensão de migrar para tipos particulares de tecidos. Esta capacidade de migração seletiva é adquirida durante a diferenciação das células T efetoras a partir dos precursores naïve nos tecidos linfoides secundários.

Permitindo que grupos distintos de células T efetoras migrem para locais diferentes, o sistema imune adaptativo direciona as células com funções efetoras especializadas para os locais onde elas são mais adequadas para lidar com tipos particulares de infecções. Os exemplos mais claros das populações de células T efetoras que especificamente chegam a diferentes tecidos são as células T que migram para a pele e o intestino, cujos padrões de migração refletem a expressão de diferentes moléculas de adesão e receptores de quimiocinas em cada subgrupo. Marcadamente, esses fenótipos migratórios distintos das células T efetoras que migram para a pele e o intestino podem ser induzidos por sinais distribuídos às células T naïve no momento da apresentação do antígeno pelas células dendríticas ou nos linfonodos subcutâneos ou nos tecidos linfoides associados ao intestino, respectivamente.

Migração de Células T de Memória

As células T de memória são heterogêneas em seus padrões de expressão de moléculas de adesão e receptores de quimiocinas e em sua propensão em migrar para diferentes tecidos. Pelo fato de as maneiras de identificação das células T de memória ainda serem imperfeitas, a distinção entre as células T efetoras e de memória em estudos experimentais e em humanos frequentemente não é precisa. Dois subgrupos de células T de memória, chamados de células T de memória central e de memória efetora, foram inicialmente identificados com base nas diferenças na expressão de CCR7 e L-selectina. As células T de memória central foram definidas como células T sanguíneas CD45RO+ que expressam altos níveis de CCR7 e L-selectina; as células T de memória efetora foram definidas como células T sanguíneas CD45RO+ que expressam baixos níveis de CCR7 e Lselectina, mas expressam outros receptores de quimiocina que se ligam a quimiocinas inflamatórias. Estes fenótipos sugerem que as células T de memória central chegam aos órgãos linfoides secundários, ao passo que as células T de memória efetora chegam aos tecidos periféricos. Embora as populações de célula T de memória central e efetora também possam ser detectadas em camundongos, estudos experimentais indicaram que a expressão de CCR7 não é um marcador definitivo para distinguir essas subpopulações de célula T de memória. Todavia, está claro que algumas células T de memória permanecem nos órgãos linfoides secundários ou migram para eles, ao passo que outras migram para os tecidos periféricos, especialmente tecidos mucosos. Em geral, as células T de memória efetoras que migram para o tecido periférico respondem à estimulação antigênica com uma rápida produção de citocinas, ao passo que as células de memória central baseadas no tecido linfoide tendem a se proliferar mais, fornecendo um conjunto de células para respostas repetidas.

Migração de linfócitos B

As células B naïve utilizam os mesmos mecanismos básicos que as células T naïve para migrarem para os tecidos linfoides secundários de todo o corpo, o que garante sua probabilidade de responder aos antígenos microbianos em locais diferentes. As células B imaturas deixam a medula óssea através do sangue, entram na polpa vermelha do baço e migram para a periferia da polpa branca. Quando elas amadurecem, as células B expressam o receptor de quimiocina CDCR5, que promove seus movimentos para a polpa branca em resposta a uma quimiocina denominada CXCL13. Uma vez que a maturação esteja completa dentro da polpa branca, as células B foliculares entram novamente na circulação e migram para os linfonodos e tecidos linfoides mucosos. A migração das células B naïve do sangue para os linfonodos envolve interações nas HEVs para o rolamento, ativação de integrinas pelas quimiocinas e controle estável, como descrito anteriormente para as células T naïve. Este processo necessita dos receptores de quimiocinas CXCR4 e CCR7 nas células B naïve e seus respectivos ligantes CXCL12 e CCL19/CCL21. Uma vez que as células B naïve tenham entrado no estroma dos órgãos linfoides secundários, elas migram para os folículos, onde elas podem encontrar o antígeno e se tornarem ativadas. Esta migração das células B naïve para os folículos é mediada pela CXCL13, que é produzida nos folículos pelas células estromais não hematopoiéticas, chamadas de células dendríticas foliculares, e se liga aos receptores CXCR5 nas células B naïve. A CXCL13 é apresentada nos conduítes de células reticulares fibroblásticas na zona de célula T e conduítes de células dendríticas foliculares nos folículos, ambos os quais servem para guiar o movimento direcional das células B. A migração das células B naïve para as placas de Peyer envolve a CXCR5 e a integrina α4β7, que se liga ao MadCAM-1. Durante o curso de respostas da célula B aos antígenos proteicos, as células B e as células T auxiliares têm que interagir diretamente, e isso é feito possivelmente por movimentos finamente regulados de ambos os tipos celulares dentro dos órgãos linfoides secundários.
A saída das células B dos órgãos linfoides secundários depende de S1P. Isso foi mostrado para plasmócitos diferenciados secretores de anticorpo nos linfonodos e no baço, que deixam estes órgãos linfoides secundários nos quais eles foram gerados a partir das células B naïve após ativação pelo antígeno e migração para medula óssea ou locais teciduais. As células B foliculares no baço migram para a zona marginal e, então, são carreadas pelo fluido, através da polpa vermelha e para a circulação. As células B foliculares deficientes de S1PR1 têm habilidade reduzida para deixar o baço.

Presumivelmente, as células B foliculares naïve que entraram nos tecidos linfoides secundários, mas não se tornaram ativadas pelos antígenos entram novamente na circulação, como as células T fazem, mas não é claro como este processo é controlado. As células B da zona marginal esplênica são transportadas de volta e para frente entre a zona marginal e os folículos, mas não saem para a circulação em roedores. Em humanos, estas células circulam e também são encontradas em volta dos folículos nos linfonodos.
Subgrupos de células B comprometidas com a produção de tipos particulares de anticorpos migram dos órgãos linfoides secundários para tecidos específicos. Como discutiremos em capítulos posteriores, populações diferentes de células B ativadas podem secretar diferentes tipos de anticorpos, chamados de isotipos, cada um realizando um conjunto distinto de funções efetoras. Muitos plasmócitos produtores de anticorpo migram para a medula óssea, onde eles secretam anticorpos por longos períodos. A maioria dos plasmócitos que migram para a medula óssea produz anticorpos IgG, que são então distribuídos por todo o corpo através da corrente sanguínea. As células B dentro dos tecidos linfoides associados à mucosa normalmente se tornam comprometidas com a expressão do isotipo IgA de anticorpo, e estas células comprometidas podem migrar especificamente para tecidos mucosos que recobrem o epitélio. Este padrão de migração, combinado com a diferenciação local dentro das células B da mucosa em plasmócitos secretores de IgA, serve para otimizar as respostas IgA às infecções da mucosa, bem como garantir a proteção basal da IgA nas barreiras mucosas. Conforme abordaremos em mais detalhes no Capítulo 14, a IgA é secretada eficientemente no lúmen de tecidos revestidos por epitélio mucoso, tais como intestino e trato respiratório.
Os mecanismos pelos quais as populações de células B migram para os diferentes tecidos são, sem surpresas, similares aos que descrevemos para a migração específica para tecido das células T efetoras e dependem da expressão de combinações distintas de moléculas de adesão e receptores de quimiocinas em cada subgrupo de célula B. Por exemplo, os plasmócitos secretores de IgG que migram para a medula óssea expressam VLA-4 e CXCR4, que se ligam respectivamente a VCAM-1 e CXCL12, expressos nas células endoteliais sinusoidais da medula óssea. Em contrapartida, os plasmócitos secretores de IgA que migram para a mucosa expressam α4β7, CCR9 e CCR10, que se ligam respectivamente a MadCAM-1, CCL25 e CCL28, expressos ou apresentados nas células endoteliais mucosas. As células B secretoras de IgG também são recrutadas para locais inflamatórios crônicos em vários tecidos, e este padrão de migração pode ser atribuído a CXCR3 e VLA-4 nestas células que se ligam a VCAM-1, CXCL9 e CXCL10, os quais frequentemente são encontrados na superfície endotelial em locais de inflamação crônica.

Resumo

A migração de leucócitos do sangue para os tecidos ocorre através das vênulas póscapilares e depende de moléculas de adesão expressas nos leucócitos e células endoteliais vasculares, bem como quimiocinas.
As selectinas são as moléculas de adesão de ligação de carboidrato que medeiam a interação de baixa afinidade dos leucócitos com as células endoteliais, o primeiro passo na migração de leucócitos do sangue para os tecidos. E-selectina e P-selectina são expressas nas células endoteliais ativadas por citocinas e se ligam aos ligantes de selectina nos leucócitos, e a L-selectina é expressa em leucócitos e se liga aos ligantes nas células endoteliais.
As integrinas constituem uma grande família de moléculas de adesão, algumas das quais medeiam a firme adesão dos leucócitos com endotélio ativado, um passo crucial na migração do leucócito do sangue para os tecidos. As integrinas importantes dos leucócitos incluem LFA-1 e VLA-4, que se ligam a ICAM-1 e VCAM-1, respectivamente, nas células endoteliais. As quimiocinas e outros sinais nos locais de infecção aumentam a afinidade das integrinas nos leucócitos, e várias citocinas (TNF, IL-1) aumentam a expressão dos ligantes de integrina no endotélio.
A migração de leucócitos do sangue para os tecidos envolve uma série de interações sequenciais com as células endoteliais, começando com a ligação de baixa afinidade do leucócito e rolamento deste ao longo da superfície da célula endotelial (mediada pelas selectinas e ligantes de selectinas). Em seguida, os leucócitos permanecem firmemente ligados ao endotélio através de interações das integrinas dos leucócitos se ligando aos ligantes da superfamília de Ig no endotélio.
A recirculação de linfócitos é um processo pelo qual os linfócitos naïve migram continuamente do sangue para os órgãos linfoides secundários através das HEVs, de volta ao sangue através dos linfáticos e para outros órgãos linfoides secundários. Este processo maximiza a chance da célula naïve se encontrar com o antígeno que ela reconhece e é crítico para o início das respostas imunes.
As células B e T naïve migram preferencialmente para os linfonodos. Este processo é mediado pela ligação da L-selectina nos linfócitos à adressina de linfonodos periféricos, em HEVs em linfonodos e pela ligação do receptor CCR7 nos linfócitos às quimiocinas CCL19 e CCL21, que são produzidas nos linfonodos.
Os linfócitos efetores e de memória que são gerados pela estimulação antigênica das células naïve saem do linfonodo por um processo dependente do receptor de esfingosina-1 fosfato nos linfócitos e um gradiente de esfingosina-1 fosfato. As células T efetoras têm expressão reduzida de L-selectina e CCR7, mas expressão aumentada de integrinas e ligantes de E-selectina e P-selectina, e estas moléculas medeiam a ligação ao endotélio nos locais inflamatórios periféricos. Os linfócitos efetores e de memória também expressam receptores para quimiocinas que são produzidos em tecidos periféricos infectados.

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

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas