A Simples Ciência

Aspectos Evolutivos da Resposta Imune

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Autor convidado:  Prof. Dr. João Henrique Corrêa Kanan – Professor de Imunologia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul

 

O que nos vem à cabeça quando se fala imunologia ou imunidade? Muito provavelmente mecanismos que nos dão proteção, principalmente os anticorpos. Mas proteção à que? Aos agentes infecciosos, certamente; aos microrganismos, isto é, vírus e bactérias que ameaçam a nossa vida. Na verdade, não fazemos uma discriminação formal, no nosso imaginário os microrganismos são ameaças em potencial à nossa saúde. Afinal, somos bombardeados diariamente com informações que nos induzem a pensar assim. Sabonetes hiperpotentes contra os “germes”, soluções fantásticas de enxágue bucal, pastilhas antissépticas, álcool gel nos mais diversos ambientes. Somos ameaçados diariamente por estes “vilões” microscópicos e não temos a mínima segurança que o nosso Sistema Imune seja capaz de nos proteger eficientemente. Estamos à mercê das doenças infecciosas. Mas será que esta paranoia procede?

Desde que passou a existir na Terra condições para a existência da vida e diferentes espécies de organismos se estabeleceram, se fez necessário o desenvolvimento de algum tipo de imunidade. Podemos imaginar, numa visão antropocêntrica, que naqueles tempos os organismos possuíam um comportamento “egocentrista”, ou seja, a percepção era de que havia o “eu” e os “outros”. Na luta por espaço, nutrientes e perpetuação de seus genes cada espécie procurou desenvolver mecanismos que lhe permitisse perceber e atacar o que era diferente de si, ao mesmo tempo em que criava mecanismos de proteção contra o ataque dos outros. Neste embate, o mais eficiente, o mais bem adaptado, era recompensado com a manutenção de sua existência e continuidade de sua espécie. A evolução de organismos unicelulares procariotos para eucariotos e destes para os multicelulares (as plantas e os animais) não mudou, em um primeiro momento, esta perspectiva. Fundamentalmente, o protocolo manteve-se o mesmo, uma vez reconhecida a presença de um organismo estranho os mecanismos de defesa devem ser acionados e o “invasor” eliminado. Ao longo da evolução vários mecanismos foram criados com este propósito, tais como peptídeos antimicrobianos, o Sistema Complemento, o Sistema da Profenoloxidase e a fagocitose. Um deles, os peptídeos antimicrobianos, é observado em todos os tipos de organismos, outros ocorrem numa diversidade muito grande de espécies como, por exemplo, o Sistema Complemento. O que os une é a capacidade de direta ou indiretamente levar a eliminação do organismo invasor, salvo, é claro, quando este possuir algum mecanismo que o proteja. Todos eles são de grande eficiência, mas desprovidos da capacidade de reconhecimento específico, ou seja, discriminar individualmente cada organismo estranho.

Contudo, observa-se ao longo do processo evolutivo, tentativas de geração de mecanismos de defesa mais elaborados, capazes de produzir receptores que apresentassem maior diversidade de reconhecimento, tornando a resposta imune mais eficiente e específica. Exemplos disso são as moléculas DSCAMs (Down’s syndrome celladhesion molecules) em insetos, FREPs (fibrinogen-related proteins) em moluscos e VCBPs (variable-region-containing chitin-binding proteins) em tunicados e cefalocordados. Importante notar que essas moléculas apresentam em sua constituição o domínio da imunoglobulina, estrutura padrão do anticorpo dos vertebrados. Esses eram, provavelmente, apenas ensaios da natureza para algo mais elaborado e complexo para a resposta imune, a chamada Resposta Imune Adaptativa.

Às vésperas do aparecimento dos vertebrados gnatostomados (com mandíbulas) apareceu na natureza um novo tipo celular associado à resposta imune: o linfócito. Esta célula, conjuntamente com o desenvolvimento de tecidos intimamente associados à ela (tecidos linfoides), tornou-se elemento chave para a resposta imune adaptativa. O linfócito reuniu em si três características que possibilitaram o rompimento com o padrão, até então existente, de resposta imune: 1) a produção de receptores de reconhecimento específico com capacidade de ampla diversidade; 2) memória imunológica de um determinado reconhecimento pela manutenção de clones de linfócitos; 3) secreção de moléculas reguladoras da resposta imune, as citocinas. Este conjunto de fatores proporcionou ao organismo não apenas um reconhecimento específico do invasor e uma memória desta experiência na forma de clones de células específicas, mas, também, a possibilidade de, pela primeira vez ao longo da evolução, ser tolerante a microrganismos que não demonstrassem ser patogênicos. Desta forma, iniciava-se uma nova era na relação entre os organismos, a facilitação do cooperativismo.

Inicialmente, a primeira experiência nesse sentido ocorreu nos peixes ágnatas, cordados sem mandíbula, como, por exemplo, a lampreia. Nestes organismos observam-se linfócitos que expressam um receptor de reconhecimento específico denominado de VLR (variable lymphocyte receptor), molécula estruturada em repetições de domínios LRR (leucine-rich repeat). Assim como os receptores de reconhecimento específico de vertebrados (anticorpo e receptor do linfócito T), a geração de moléculas com expressiva variabilidade de reconhecimento é baseada em mecanismos genéticos de rearranjo de DNA que propicia a que cada clone de linfócito apresente uma única especificidade. Entretanto, observam-se diferenças quando comparado com vertebrados gnatostomados, qual seja, a base da estrutura da molécula que não é formada por domínios de imunoglobulina e o fato da mesma molécula participar tanto da resposta humoral como celular. Embora haja indícios da sua existência em peixes, este é um modelo que não foi mantido ao longo da evolução.

Com o aparecimento dos vertebrados gnatostomados surge um novo modelo de imunidade adaptativa, ainda baseado em linfócitos, mas desta vez com dois novos tipos de receptor específico: a Imunoglobulina (anticorpo) e o receptor do linfócito T (TCR). Ambos são compostos por domínios de imunoglobulina, apresentando capacidade de reconhecimento específico aliado à ampla diversidade de reconhecimento. A exemplo do VLR, a geração de diversidade é garantida por um complexo processo de rearranjo genético quando são produzidos os linfócitos. Uma diferença significativa do modelo anterior é que a Imunoglobulina se associa exclusivamente à resposta humoral enquanto que o TCR à resposta celular. Por outro lado, foi mantido um conceito importante relacionado à resposta imune adaptativa, a existência de linfócitos secretores de citocinas como forma de regulação da resposta imune, ora direcionando para a eliminação ora para a tolerância.

Assim, o que se observa ao longo do tempo é o aumento da complexidade do sistema imune concomitante ao aumento da complexidade de interações que cada organismo estabelece com o seu ecossistema. Nesta perspectiva, não devemos encarar o aparecimento de mecanismos adaptativos de imunidade apenas com o olhar de uma resposta mais elaborada contra patógenos, mas também com a compreensão de que agora é possível estabelecer mais concretamente formas de cooperação com microrganismos que habitam frequentemente o interior do organismo.

Voltando a pergunta inicial, hoje é muito claro para a comunidade científica que a nossa existência e manutenção de um estado de saúde está, também, associado à convivência pacífica e cooperativa com centenas de espécies diferentes de microrganismos que habitam uma extensão considerável de nossas mucosas. Estes microrganismos nos fornecem moléculas indispensáveis à sobrevivência bem como estabelecem condições que ajudam a nos proteger dos microrganismos patogênicos. É tão clara esta compreensão que hoje um dos principais projetos da comunidade científica é voltado para o microbioma humano, programa gigantesco com o objetivo de caracterizar com detalhe as espécies e genomas dos microrganismos que habitam de forma “pacífica” e benéfica o nosso corpo e, assim, tentar entender melhor a sua importância na nossa vida.

Artigos para consulta:

Peter J. Turnbaugh, Ruth E. Ley, Micah Hamady, Claire M. Fraser-Liggett, Rob Knight & Jeffrey I. Gordon. The Human Microbiome Project. 2007. Nature, 449: 804-810.

Mick Bailey. Evolution of the immune system at geological and local scales. 2012. Current Opinion in HIV and AIDS, 7: 214-220.

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Written by Cláudio Felipe

2012/10/18 às 13:04

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