Neutrófilos

Os neutrófilos, também chamados leucócitos polimorfonucleares, constituem a população mais abundante de leucócitos circulantes e medeiam as fases iniciais das reações inflamatórias. Os neutrófilos circulam como células esféricas com diâmetro aproximado de 12 a 15 μm, com numerosas projeções membranosas. O núcleo de um neutrófilo é segmentado em três a cinco lóbulos conectados, daí a expressão leucócito polimorfonuclear (Fig. 2-1A). O citoplasma contém grânulos de dois tipos. A maioria deles corresponde aos grânulos específicos, que são preenchidos por enzimas, tais como lisozima, colagenase e elastase. Esses grânulos não se coram fortemente com corantes básicos (hematoxilina) ou ácidos (eosina), o que distingue os grânulos de neutrófilos daqueles presentes nos outros dois tipos de granulócitos circulantes, chamados basófilos e eosinófilos. Os demais grânulos de neutrófilos, denominados grânulos azurófilos, são lisossomos que contêm enzimas e outras substâncias microbicidas, inclusive defensinas e catelicidinas, que discutiremos no Capítulo 4. Os neutrófilos são produzidos na medula óssea e originam-se de uma linhagem comum com os fagócitos mononucleares. A produção de neutrófilos é estimulada pelo fator estimulador de colônias de granulócitos (G-CSF). Um ser humano adulto produz mais que 1 × 10¹¹ neutrófilos por dia, e cada um circula no sangue apenas por seis horas. Os neutrófilos podem migrar para os sítios de infecção poucas horas após a entrada dos micro-organismos. Se um neutrófilo circulante não for recrutado para um sítio de inflamação nesse período, sofre apoptose e geralmente é fagocitado por macrófagos residentes no fígado ou no baço. Após a entrada nos tecidos, os neutrófilos atuam por algumas horas e em seguida morrem.

FIGURA 2-1 Morfologia de neutrófilos, mastócitos, basófilos e eosinófilos. A, Micrografia de luz de um neutrófilo sanguíneo corado com Wright-Giemsa mostrando o núcleo multilobado, motivo pelo qual estas células são denominadas leucócitos polimorfonucleares, e os grânulos citoplasmáticos de coloração fraca. B, Micrografia de luz de secção de pele corada com Wright-Giemsa mostrando um mastócito (seta) adjacente a um pequeno vaso sanguíneo, identificado pela hemácia no lúmen. Os grânulos citoplasmáticos no mastócito, que são corados em roxo, são preenchidos por histamina e outros mediadores que atuam nos vasos sanguíneos adjacentes para promover o aumento do fluxo sanguíneo e a saída de proteínas plasmáticas e leucócitos para o tecido. C, Micrografia de luz de um basófilo no sangue corado com Wright-Giemsa mostrando os grânulos citoplasmáticos característicos corados em azul. D, Micrografia de luz de um eosinófilo no sangue corado com Wright-Giemsa mostrando o núcleo segmentado característico e a coloração vermelha dos grânulos citoplasmáticos.

B, (Cortesia de Dr. George Murphy, Department of Pathology, Brigham and Women’s Hospital, Boston, Massachusetts.) C, (Cortesia de Dr. Jonathan Hecht, Department of Pathology, Brigham and Women’s Hospital, Boston, Massachusetts.)

Fagócitos Mononucleares

O sistema fagocítico mononuclear consiste em células cuja função primária é fagocitose e que desempenham funções centrais tanto na imunidade inata quanto na adquirida. As células do sistema fagocítico mononuclear originam-se de um precursor comum na medula óssea, circulam no sangue, sofrem maturação e tornam-se ativadas em vários tecidos (Fig. 2-2). O tipo celular dessa linhagem, que sai da medula e vai para o sangue periférico, é incompletamente diferenciado e é chamado monócito. Os monócitos têm 10 a 15 μm de diâmetro e apresentam núcleo em forma de feijão e citoplasma finamente granular contendo lisossomos, vacúolos fagocíticos e filamentos de citoesqueleto (Fig. 2-3). Os monócitos são heterogêneos e consistem em pelo menos dois subtipos, distinguíveis pelas proteínas de superfície celular e cinética de migração para os tecidos. Uma população é denominada inflamatória porque é rapidamente recrutada do sangue para os sítios de inflamação tecidual. O outro tipo pode ser a fonte de macrófagos residentes do tecido e algumas células dendríticas.

FIGURA 2-2 Maturação de fagócitos mononucleares e células dendríticas. As células dendríticas e os monócitos são derivados de uma célula precursora comum da linhagem mieloide na medula óssea, e a diferenciação em monócitos e células dendríticas é dirigida por citocinas, como o fator estimulador de colônias de monócitos e o ligante de Flt3, respectivamente (não mostrado). As células dendríticas posteriormente diferenciam-se em subpopulações, sendo as principais as células dendríticas convencionais e as células dendríticas plasmocitoides. Algumas células dendríticas podem originar-se de monócitos em tecidos inflamados. Quando os monócitos do sangue são recrutados para os tecidos, essas células tornam-se macrófagos. Os macrófagos de vida longa estão presentes em todos os tecidos do corpo. Existem pelo menos duas populações de monócitos sanguíneos (não mostrado), que são precursores, respectivamente, de macrófagos que se acumulam em resposta a infecções e de macrófagos que estão constitutivamente presentes nos tecidos normais. Os macrófagos em tecidos tornam-se ativados para realizar funções antimicrobianas e de reparo tecidual em resposta a infecções e/ou lesão tecidual. Os macrófagos diferenciam-se em formas especializadas em determinados tecidos. SNC, sistema nervoso central; CD, célula dendrítica.

FIGURA 2-3 Morfologia de fagócitos mononucleares. A, Micrografia de luz de um monócito em esfregaço de sangue periférico. B, Micrografia eletrônica de um monócito de sangue periférico. C, Micrografia eletrônica de um macrófago tecidual ativado apresentando vários vacúolos fagocíticos e organelas citoplasmáticas.

B, (Cortesia de Dr. Noel Weidner, Department of Pathology, University of California, San Diego.) C, (De Fawcett DW. Bloom and Fawcett: A Textbook of Histology, 12th ed. Chapman & Hall, New York, 1994. Com gentil permissão de Springer Science and Business Media.)

Uma vez que entram nos tecidos, esses monócitos amadurecem e tornam-se macrófagos. Os macrófagos têm denominações especiais em diferentes tecidos, de acordo com a localização específica. Por exemplo, no sistema nervoso central, são chamados células da micróglia; quando revestem os sinusoides vasculares do fígado, são denominados células de Kupffer; nas vias aéreas pulmonares, são chamados macrófagos alveolares; e fagócitos multinucleados no tecido ósseo são denominados osteoclastos.

Os macrófagos realizam várias funções importantes nas imunidades inata e adquirida.

Para realizar suas funções, macrófagos são ativados pelo reconhecimento de diferentes tipos de moléculas microbianas, assim como moléculas do hospedeiro produzidas em resposta às infecções. Essas várias moléculas ativadoras ligam-se aos receptores específicos localizados na superfície ou no interior do macrófago. Exemplos desses receptores são os receptores semelhante a Toll (Toll-like receptors), que são componentes centrais da imunidade inata e serão discutidos em detalhes no Capítulo 4. A ativação de macrófagos também ocorre quando receptores na membrana plasmática se ligam a opsoninas na superfície do micro-organismo. Opsoninas são substâncias que revestem partículas ou células para a fagocitose. Exemplos de receptores de opsoninas são os receptores para componentes do sistema complemento e receptores para Fc de anticorpos, discutidos no Capítulo 12. Na imunidade adaptativa, os macrófagos são ativados por citocinas secretadas e proteínas de membrana de linfócitos T, assunto discutido no Capítulo 10.

Os macrófagos podem adquirir distintas propriedades funcionais, dependendo do tipo de estímulo para a ativação celular. O exemplo mais evidente de resposta de macrófagos a diferentes citocinas é dado por subpopulações de células T. Algumas dessas citocinas ativam macrófagos para se tornarem eficientes na eliminação de micro-organismos, processo denominado ativação clássica. Outras citocinas ativam macrófagos que promovem o remodelamento e o reparo teciduais, processo chamado ativação alternativa. Os detalhes dessas diferentes formas de ativação e as citocinas envolvidas são discutidos no Capítulo 10. Os macrófagos podem assumir diferentes morfologias após ativação por estímulos externos, como micro-organismos. Alguns desenvolvem citoplasma abundante e são chamados células epitelioides por causa de sua semelhança com células epiteliais da pele. Macrófagos ativados podem sofrer fusão para formar células gigantes multinucleadas.

Células semelhantes a macrófagos são filogeneticamente os mediadores mais antigos da imunidade inata. A Drosophila responde à infecção ao cercar micro-organismos com “hemócitos”, que são células similares a macrófagos capazes de fagocitar micro-organismos e delimitar a infecção por induzir a coagulação da hemolinfa circundante. Células similares aos fagócitos foram identificadas também em plantas.

Os macrófagos geralmente respondem aos micro-organismos tão rapidamente quanto os neutrófilos, mas sobrevivem por mais tempo nos sítios de inflamação. Ao contrário dos neutrófilos, os macrófagos não são células em fase terminal de diferenciação. Portanto, macrófagos são as células efetoras dominantes nos estágios mais tardios da resposta imune inata, alguns dias após a infecção.

Mastócitos

Os mastócitos são células provenientes da medula óssea que estão presentes na pele e no epitélio das mucosas e contêm grânulos citoplasmáticos abundantes preenchidos por citocinas, histamina e outros mediadores. O fator de células-tronco (também chamado ligante de c-Kit) é uma citocina essencial para o desenvolvimento dos mastócitos. De modo geral, mastócitos maduros não são encontrados na circulação, mas estão presentes constitutivamente nos tecidos saudáveis, geralmente próximos a pequenos vasos sanguíneos e nervos. Mastócitos humanos variam em sua forma, têm núcleo arredondado e citoplasma contendo grânulos ligados à membrana (Fig. 2-1B). Os grânulos contêm proteoglicanas ácidas que se ligam a corantes básicos. Os mastócitos expressam receptores de membrana para a fração Fc de anticorpos IgE e IgG e geralmente são revestidos por esses anticorpos. Quando os anticorpos presentes na superfície do mastócito se ligam ao antígeno, são induzidos eventos de sinalização intracelular que acarretam a liberação do conteúdo dos grânulos citoplasmáticos para o espaço extracelular. Os conteúdos liberados dos grânulos incluem citocinas e histamina, as quais promovem alterações nos vasos sanguíneos que fazem parte do processo inflamatório. Os mastócitos também expressam outros receptores que reconhecem proteínas do complemento, neuropeptídeos e produtos microbianos. Além disso, essas células são importantes na defesa contra helmintos, mas são também responsáveis pelos sintomas das doenças alérgicas (Cap. 19).

Basófilos

Os basófilos são granulócitos do sangue com muitas semelhanças estruturais e funcionais com os mastócitos. Assim como outros granulócitos, os basófilos são derivados de progenitores da medula óssea (uma linhagem diferente daquela dos mastócitos), sofrem maturação na medula e circulam no sangue. Os basófilos constituem menos de 1% dos leucócitos do sangue (Tabela 2-1), contêm grânulos que se ligam a corantes básicos (Fig. 2-1C) e são capazes de sintetizar vários dos mediadores produzidos pelos mastócitos. Embora não estejam normalmente presentes nos tecidos, essas células podem ser recrutadas para alguns sítios inflamatórios. Tal como os mastócitos, os basófilos expressam receptores para Fc de IgG e IgE e podem ser estimulados pela ligação do antígeno à IgE presente em sua superfície. Em virtude do número baixo de basófilos nos tecidos, sua importância na defesa do hospedeiro e nas reações alérgicas é incerta.

Eosinófilos

Os eosinófilos são granulócitos do sangue que expressam grânulos citoplasmáticos contendo enzimas danosas às paredes celulares de parasitas, mas podem também lesionar tecidos do hospedeiro. Os grânulos dos eosinófilos contêm proteínas básicas que se ligam a corantes ácidos, como a eosina (Fig. 2-1D). Assim como os neutrófilos e basófilos, eosinófilos são células provenientes da medula óssea. GM-CSF, IL-3 e IL-5 promovem a maturação dos eosinófilos de precursores mieloides. Alguns eosinófilos estão presentes normalmente nos tecidos periféricos, especialmente nos revestimentos das mucosas dos tratos respiratório, gastrointestinal e genitourinário, podendo aumentar em número em razão do recrutamento dessas células do sangue em condições inflamatórias.

Células Dendríticas

As células dendríticas são as APC mais importantes para ativação de células T virgens, e desempenham grande papel na resposta imune inata às infecções e na ligação entre imunidades inata e adquirida. São células que têm longas projeções membranosas e capacidade fagocítica, e são amplamente distribuídas nos tecidos linfoides, no epitélio das mucosas e no parênquima dos órgãos (Fig. 2-4). As células dendríticas fazem parte da linhagem mieloide de células hematopoiéticas e originam-se de um precursor que pode também diferenciar-se em monócitos, mas não em granulócitos (Fig. 2-2). A maturação das células dendríticas depende de uma citocina denominada ligante Flt3, que se liga ao receptor do tipo tirosinocinase Flt3 nas células precursoras. De modo similar aos macrófagos, as células dendríticas expressam receptores que reconhecem moléculas tipicamente produzidas por micro-organismos, mas não derivadas de células de mamíferos, e respondem com a produção de citocinas. A maioria das células dendríticas é denominada células dendríticas convencionais. Em resposta à ativação induzida por micro-organismos, as células dendríticas convencionais na pele, na mucosa e no parênquima dos órgãos tornam-se móveis, migram para os gânglios linfáticos e apresentam os antígenos microbianos aos linfócitos T. Portanto, essas células têm funções tanto na imunidade inata como na adquirida e são um elo entre esses dois componentes da defesa do hospedeiro. Uma subpopulação de células dendríticas, chamada células dendríticas plasmocitoides, são respondedoras celulares precoces nas infecções virais. Essas células reconhecem ácidos nucleicos de vírus intracelulares e produzem proteínas solúveis chamadas interferons do tipo I, que têm potentes atividades antivirais. O papel das células dendríticas como mediadoras da imunidade inata e como APC será discutido nos Capítulos 4 e 6, respectivamente.

FIGURA 2-4 Uma célula dendrítica. A fotomicrografia de fluorescência mostra uma célula dendrítica derivada da medula óssea, na qual moléculas de MHC de classe II aparecem em verde, detalhando os finos processos citoplasmáticos característicos desse tipo celular, enquanto o núcleo aparece em azul. As moléculas do MHC de classe II são altamente expressas em células dendríticas e são essenciais para as atividades funcionais dessas células (Cap. 6).

(Cortesia de Scott Loughhead e Uli Van Andrian, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts.)

Células Apresentadoras de Antígenos para Linfócitos T Efetores

Além das células dendríticas, macrófagos e linfócitos B realizam importantes funções como células apresentadoras de antígenos em respostas mediadas por células T CD4⁺ auxiliares (T helper). Macrófagos apresentam antígenos para os linfócitos T auxiliares nos sítios de infecção, conduzindo à ativação dessas células e à produção de moléculas para posterior ativação dos macrófagos. Esse processo é importante para a erradicação de agentes infecciosos que são ingeridos pelos fagócitos, mas que resistem à morte; nesses casos, as células T auxiliares intensificam as atividades microbicidas dos macrófagos. As células B apresentam antígenos para as células T auxiliares nos gânglios linfáticos e no baço, o que é uma etapa-chave na cooperação de células T auxiliares com células B na resposta imune humoral aos antígenos proteicos. O papel dos macrófagos e das células B será discutido nos Capítulos 10 e 11. Linfócitos T citotóxicos (CTL, cytotoxic T lymphocytes) são células T CD8⁺ efetoras que podem reconhecer antígenos em qualquer tipo de célula nucleada e tornar-se ativadas para matar a célula. Por conseguinte, todas as células nucleadas são potencialmente APC para os CTL.

Células Dendríticas Foliculares

As células dendríticas foliculares (follicular dendritic cells – FDC) são células com projeções membranosas encontradas em áreas enriquecidas de células B ativadas, chamadas centros germinativos, nos folículos linfoides dos gânglios linfáticos, do baço e dos tecidos linfoides das mucosas. As FDC não são derivadas de precursoras da medula óssea e não são relacionadas com as células dendríticas que apresentam antígenos aos linfócitos T. As FDC capturam antígenos complexados com anticorpos ou produtos do complemento e apresentam esses antígenos em suas superfícies para reconhecimento pelos linfócitos B. Isso é importante para a seleção de linfócitos B ativados, cujos receptores de antígeno da célula B ligam-se aos antígenos apresentados com alta afinidade (Cap. 11).

Subtipos de Linfócitos

Os linfócitos consistem em distintos subtipos que diferem nas suas funções e em seus produtos proteicos (Tabela 2-2). As principais classes de linfócitos foram apresentadas no Capítulo 1 (Fig. 1-5). Morfologicamente, todos os linfócitos são similares, e sua aparência não reflete sua heterogeneidade nem suas funções diversas. Os linfócitos B, células que produzem anticorpos, foram assim chamados porque nas aves essas células sofriam maturação em um órgão chamado bursa de Fabricius. Nos mamíferos, não existe um equivalente anatômico da bursa, e os estágios iniciais de maturação das células B ocorrem na medula óssea. Portanto, linfócitos “B” referem-se aos linfócitos derivados da bursa ou linfócitos derivados da medula óssea. Os linfócitos T, mediadores da imunidade celular, foram assim denominados por causa de seus precursores, que se originam na medula óssea, migram e sofrem maturação no timo; linfócitos “T” referem-se aos linfócitos derivados do timo. Os linfócitos B e T consistem em subtipos com distintas características fenotípicas e funcionais. Os principais subtipos de células B são as células B foliculares, células B da zona marginal e células B-1, sendo cada um deles encontrado em distintas localizações anatômicas dentro dos tecidos linfoides. Os dois principais subtipos de células T são os linfócitos T CD4⁺ auxiliares e linfócitos T CD8⁺ citotóxicos, que expressam um receptor de antígeno chamado receptor αβ. As células T CD4⁺ reguladoras representam um terceiro subtipo de células T que expressam o receptor αβ. Outra população de células T, chamada células T γδ, expressa um tipo similar de receptor antigênico, porém estruturalmente distinto. As diferentes funções dessas classes de células B e T serão discutidas nos próximos capítulos.

TABELA 2-2 Classes de Linfócitos

As principais populações de células B e T expressam conjuntos de receptores antigênicos altamente diversos e clonalmente distribuídos. As subpopulações minoritárias de linfócitos, inclusive células T γδ, células B da zona marginal e células B-1, são restritas quanto ao uso de segmentos de DNA que contribuem para os genes de receptores antigênicos, e, por conseguinte, esses subtipos de linfócitos têm uma diversidade bastante limitada.

Além das células B e T, existem outras populações de células que são denominadas linfócitos com base nos aspectos morfológicos e certos critérios funcionais e moleculares, mas não são prontamente categorizadas como células B ou T. As células assassinas naturais (natural killer − NK), descritas no Capítulo 4, apresentam funções efetoras semelhantes às das CTL, mas seus receptores são distintos daqueles observados em células B ou T e não são codificados por genes recombinados somaticamente. As células NKT representam uma pequena população de linfócitos T e são assim chamadas em razão da expressão de uma molécula de superfície tipicamente encontrada em células NK. Essas células expressam receptores antigênicos αβ que são codificados por genes recombinados somaticamente, mas, assim como as células T γδ e células B-1, perdem diversidade. As células NKT, T γδ e B-1 podem ser consideradas componentes tanto da imunidade inata quanto da adaptativa.

Proteínas de membrana são utilizadas como marcadores fenotípicos para distinguir populações de linfócitos (Tabela 2-2). Por exemplo, a maioria das células T auxiliares expressa uma proteína de superfície chamada CD4 e a maioria das CTL expressa uma proteína de superfície diferente chamada CD8. Essas e muitas outras proteínas de superfície são frequentemente chamadas marcadores, pois identificam e discriminam (“marcam”) diferentes populações celulares. Esses marcadores não permitem apenas distinguir as classes de linfócitos, mas também desempenham diversas funções nas células que os expressam. A maneira mais comum de determinar se um marcador fenotípico de superfície é expresso em uma célula é testar se anticorpos específicos para o marcador ligam-se à superfície da célula. Nesse contexto, os anticorpos são empregados pelos pesquisadores ou pelos médicos como ferramentas analíticas. Há milhares de diferentes preparações de anticorpos específicos para determinada molécula, denominados anticorpos monoclonais, marcados com sondas que podem ser prontamente detectadas nas superfícies celulares pelo uso de instrumentos apropriados (os anticorpos monoclonais serão descritos no Capítulo 5 e os métodos para detecção de anticorpos marcados ligados a células serão discutidos no Apêndice IV). O sistema de grupamentos de diferenciação (cluster of differentiation – CD) é uma maneira universalmente adotada para nomeação de moléculas de superfície celular que são características de determinada linhagem celular ou estágio de diferenciação, e são reconhecidos por anticorpos monoclonais. Portanto, para todas as moléculas de superfície celular bem-definidas estruturalmente utiliza-se uma designação CD numérica (p. ex., CD1, CD2). O Apêndice III apresenta uma lista atualizada dos marcadores CD de leucócitos mencionados neste livro.

Desenvolvimento dos Linfócitos

Após o nascimento do indivíduo, os linfócitos, como todas as células do sangue, originam-se de células-tronco na medula óssea. A origem dos linfócitos de progenitores na medula óssea foi demonstrada primeio por experimentos com quimeras da medula óssea induzidas por radiação. Os linfócitos e seus precursores são radiossensíveis e são destruídos por altas doses de radiação γ. Se um camundongo de uma linhagem isogênica for exposto à radiação e depois receber uma injeção de células da medula óssea ou pequenos números de células-tronco hematopoiéticas de outra linhagem, todos os linfócitos que se desenvolverem subsequentemente serão derivados de células da medula óssea ou das células-tronco hematopoiéticas do doador. Abordagens como essa têm sido úteis para avaliação da maturação de linfócitos e de outras células sanguíneas.

Todos os linfócitos passam por estágios complexos de maturação durante os quais expressam receptores antigênicos e adquirem características funcionais e fenotípicas de células maduras. Os sítios anatômicos nos quais as principais etapas do desenvolvimento de linfócitos ocorrem são denominados órgãos linfoides primários. Eles incluem a medula óssea, na qual os precursores de todos os linfócitos têm origem e as células B amadurecem, e o timo, local de maturação das células T (Fig. 2-5). Os processos de maturação dos linfócitos B e T serão discutidos em mais detalhe no Capítulo 8. As células B e T maduras são chamadas linfócitos virgens (naïve). Após ativação pelo antígeno, os linfócitos sofrem alterações sequenciais no fenótipo e na capacidade funcional.

FIGURA 2-5 Maturação de linfócitos. Os linfócitos desenvolvem-se de células-tronco da medula óssea e sofrem maturação nos órgãos linfoides primários (medula óssea e timo para células B e T, respectivamente), e então circulam no sangue para os órgãos linfoides secundários (gânglios linfáticos, baço, tecidos linfoides regionais, tais como os tecidos linfoides associados às mucosas). Células T totalmente maduras deixam o timo, mas células B imaturas deixam a medula óssea e completam sua maturação nos órgãos linfoides secundários. Células completamente maduras podem responder aos antígenos estranhos nesses tecidos linfoides secundários ou retornar pela drenagem linfática para o sangue e recircular por meio de outros órgãos linfoides secundários.

Populações de Linfócitos Distinguidas pela História de Exposição ao Antígeno

Na resposta imune adaptativa, os linfócitos virgens, que emergem da medula óssea ou do timo, migram para os órgãos linfoides periféricos, onde são ativados pelos antígenos a proliferar e diferenciarem-se em células efetoras e de memória, algumas das quais depois migram para os tecidos (Fig. 2-6). A ativação dos linfócitos segue uma série de etapas sequenciais, começando pela síntese de novas proteínas, tais como citocinas e receptores de citocinas, que são necessárias para muitas das alterações subsequentes. A célula virgem sofre proliferação, resultando em aumento de tamanho do clone específico para determinado antígeno, processo denominado expansão clonal. Em algumas infecções, o número de células T específicas para determinado micro-organismo pode aumentar mais de 50.000 vezes e o número de células B específicas pode aumentar em até 5.000 vezes. Essa rápida expansão clonal de linfócitos específicos para determinado micro-organismo é necessária para fazer frente à capacidade desses patógenos de se replicarem rapidamente. Simultaneamente à expansão clonal, os linfócitos estimulados por antígenos diferenciam-se em células efetoras, cuja função é eliminar o antígeno. Algumas células da progênie de linfócitos B e T estimulados por antígenos diferenciam-se em células de memória de vida longa, cuja função é mediar respostas rápidas e potentes (p. ex., secundárias) em uma eventual reexposição aos antígenos. Distintas populações de linfócitos (virgens, efetoras e memória) estão presentes em vários sítios espalhados pelo corpo, e essas populações podem ser diferenciadas por critérios funcionais e fenotípicos (Tabela 2-3).

FIGURA 2-6 A anatomia da ativação de linfócitos. As células T virgens que saem do timo e as células B imaturas que saem da medula óssea migram para os órgãos linfoides secundários, que incluem gânglios linfáticos e baço. Nesses locais, as células B completam a sua maturação; as células B e T virgens ativadas por antígenos sofrem diferenciação para linfócitos efetores e de memória. Alguns linfócitos efetores e de memória migram para os sítios de infecção teciduais periféricos. Anticorpos secretados por células B efetoras no gânglio linfático, no baço e na medula óssea (não mostrado) caem na circulação sanguínea e são transportados para os sítios de infecção.

TABELA 2-3 Características de Linfócitos Virgens, Efetores e de Memória

Os detalhes sobre ativação e diferenciação de linfócitos, assim como as funções de cada uma dessas populações, estão em capítulos posteriores neste livro. Aqui apresentamos um resumo das características fenotípicas de cada população.

Linfócitos Virgens (Naïve)

Os linfócitos virgens são células T ou B maduras que residem nos órgãos linfoides periféricos ou na circulação e que nunca encontraram o antígeno correspondente. (O termo virgem refere-se à ideia de que essas células são imunologicamente inexperientes porque nunca encontraram o antígeno.) Os linfócitos virgens normalmente morrem depois de um a três meses se não reconhecerem o antígeno. Os linfócitos virgens e de memória, discutidos mais adiante, são ambos considerados linfócitos em repouso, pois não estão ativamente em divisão nem estão desempenhando funções efetoras. Os linfócitos B e T virgens (e de memória) não podem ser facilmente distinguidos morfologicamente e ambos são frequentemente vistos como pequenos linfócitos quando observados em esfregaços sanguíneos ou em citometria de fluxo (uma técnica descrita no Apêndice IV). Um pequeno linfócito possui 8 a 10 μm de diâmetro e tem um núcleo grande com heterocromatina densa e uma faixa delgada de citoplasma que contém poucas mitocôndrias, ribossomos e lisossomos, mas sem organelas especializadas visíveis (Fig. 2-7). Antes da estimulação antigênica, os linfócitos virgens estão em estado de repouso ou na fase G₀ do ciclo celular. Em resposta ao estímulo, entram na fase G₁ do ciclo celular antes de sofrerem divisão. Os linfócitos ativados são maiores (10 a 12 μm de diâmetro), têm mais citoplasma e organelas, além de quantidades aumentadas de RNA citoplasmático, e são denominados grandes linfócitos ou linfoblastos (Fig. 2-7).

FIGURA 2-7 Morfologia dos linfócitos. A, Micrografia de luz de um linfócito em um esfregaço de sangue periférico. B, Micrografia eletrônica de um pequeno linfócito. C, Micrografia de luz de um linfócito grande (linfoblasto). D, Micrografia eletrônica de um linfócito grande (linfoblasto).

A, (Cortesia de Jean Shafer, Department of Pathology, University of California, San Diego. Copyright 1995-2008, Carden Jennings Publishing Co., Ltd.) B, (Cortesia de Dr. Noel Weidner, Department of Pathology, University of California, San Diego.) C, (Cortesia de Jean Shafer, Department of Pathology, University of California, San Diego. Copyright 1995-2008, Carden Jennings Publishing Co., Ltd.) D, (De Fawcett DW. Bloom and Fawcett: A Textbook of Histology, 12th ed. Chapman & Hall, New York, 1994. Com gentil permissão de Springer Science and Business Media.)

A sobrevivência dos linfócitos virgens depende de dois tipos de sinais, alguns dos quais são gerados por receptores de antígeno e outros por citocinas. Postula-se que o receptor antigênico de células B virgens gera sinais de sobrevivência mesmo na ausência do antígeno, e linfócitos T virgens reconhecem vários antígenos próprios “fracamente”, de maneira suficiente para gerar sinais de sobrevivência, mas sem disparar os sinais mais fortes necessários para iniciar a expansão clonal e a diferenciação em células efetoras. A necessidade da expressão do receptor de antígeno para manter a população de linfócitos virgens nos órgãos linfoides periféricos foi demonstrada em estudos realizados com camundongos nos quais os genes que codificam os receptores de antígenos de células B ou T foram deletados após a maturação dos linfócitos (o método utilizado, denominado técnica de recombinase Cre/lox, está descrito no Apêndice IV). Nesses estudos, linfócitos virgens que perderam seus receptores morreram em duas ou três semanas.

As citocinas são também essenciais para a sobrevivência de linfócitos virgens. As células T e B virgens constitutivamente expressam receptores para essas citocinas. A mais importante dessas citocinas é a interleucina 7 (IL-7), que promove sobrevivência, e talvez baixos níveis de divisão celular de células T virgens, e o fator ativador de células B (B cell-activating factor – BAF), pertencente à família do TNF, que é necessário para a sobrevivência de células B virgens.

No estado de repouso, a população de linfócitos virgens é mantida em um número razoavelmente constante, em razão do equilíbrio entre morte espontânea dessas células e a geração de novas células nos órgãos linfoides geradores. Qualquer perda de linfócitos leva a uma proliferação compensatória dos linfócitos remanescentes e a uma produção aumentada nos órgãos geradores. A capacidade da população de linfócitos de “preencher” o espaço disponível é o fenômeno da proliferação homeostática. Se células virgens forem transferidas para um hospedeiro que seja deficiente em linfócitos (dito linfopênico), por causa de defeitos hereditários ou de efeitos de irradiação, os linfócitos transferidos começam a proliferar até que atinjam aproximadamente o número de linfócitos de animais normais. A proliferação homeostática parece ser conduzida pelos mesmos sinais − reconhecimento fraco de alguns antígenos próprios e de citocinas, principalmente IL-7 − que são necessários para a manutenção dos linfócitos virgens.

Linfócitos Efetores

Após ativação dos linfócitos virgens, essas células tornam-se maiores e passam a proliferar, sendo chamadas linfoblastos. Algumas delas diferenciam-se em linfócitos efetores que têm a capacidade de produzir moléculas que atuam para eliminar o antígeno; os linfócitos efetores incluem células T auxiliares, CTL e plasmócitos secretores de anticorpos. As células T auxiliares, que geralmente são CD4⁺, expressam moléculas de superfície, como ligante de CD40 (CD154), e secretam citocinas que atuam nos macrófagos e linfócitos B, levando à ativação dessas células. Os CTL têm grânulos citoplasmáticos preenchidos com proteínas que, quando liberados, matam as células que os CTL reconhecem, ou seja, geralmente células infectadas por vírus ou células tumorais. Tanto as células T efetoras CD4⁺ quanto as CD8⁺ expressam proteínas de superfície indicadoras de ativação recente, inclusive CD25 (um componente do receptor para o fator de crescimento de célula T a IL-2) e padrões alterados de moléculas de adesão (selectinas e integrinas, discutidas no Cap. 3). A maioria dos linfócitos T efetores diferenciados tem vida curta e não é autorrenovável.

Muitas células B secretoras de anticorpos são morfologicamente identificáveis como plasmócitos. São células que apresentam núcleo característico, citoplasma abundante e denso, retículo endoplasmático granuloso, que é o sítio em que os anticorpos (e outras proteínas) são sintetizados, além de distintos complexos de Golgi perinucleares, em que as moléculas de anticorpos são convertidas em suas formas finais e acondicionadas para serem secretadas (Fig. 2-8). Estima-se que metade ou mais do RNA mensageiro nos plasmócitos codifique anticorpos. Os plasmócitos desenvolvem-se nos órgãos linfoides e nos sítios de resposta imune, e alguns deles migram para a medula óssea, onde podem sobreviver e secretar anticorpos por longos períodos após a indução da resposta imune e mesmo depois da eliminação do antígeno. Células secretoras de anticorpos circulantes, chamadas plasmoblastos, são raras e podem ser precursoras de plasmócitos de vida longa nos tecidos.

FIGURA 2-8 Morfologia de plasmócitos. A, Micrografia de luz de um plasmócito no tecido. B, Micrografia eletrônica de um plasmócito.

(Cortesia de Dr. Noel Weidner, Department of Pathology, University of California, San Diego.)

Organização Anatômica dos Linfócitos B e T

Os linfócitos B e T localizam-se em regiões distintas do córtex dos gânglios linfáticos, cada região com sua própria arquitetura de fibras reticulares e células do estroma (Figs. 2-13 e 2-14). Os folículos são as zonas da célula B localizadas no córtex do gânglio linfático e estão organizadas ao redor das FDC, que apresentam processos interdigitantes formando uma densa rede reticular. Os folículos primários contêm a maioria dos linfócitos B virgens maduros. Os centros germinativos desenvolvem-se em resposta à estimulação antigênica. São sítios de notável proliferação de células B, seleção de células B produtoras de anticorpos de alta afinidade e geração de células B de memória e plasmócitos de longa vida. Os linfócitos T estão principalmente localizados mais centralmente em relação aos folículos, nos cordões paracorticais. Essas zonas ricas em célula T contêm uma rede de células reticulares fibroblásticas (fibroblastic reticular cells – FRC) arranjadas para formar a camada externa de estruturas tubulares chamadas condutos de FRC. Os condutos têm diâmetro que varia de 0,2 a 3 μm e contêm arranjos organizados de moléculas de matriz extracelular, inclusive feixes paralelos de fibras de colágeno embebidas em uma rede de microfibras de fibrilina, delimitados por uma membrana basal produzida por uma contínua bainha de FRC. Esses condutos começam no seio subcapsular e estendem-se tanto para os vasos linfáticos do seio medular como para os vasos sanguíneos corticais, denominados vênulas endoteliais altas (high endothelial venules – HEV). As células T virgens entram nas zonas de células T através das HEV, como será descrito em detalhes no Capítulo 3. As células T são densamente acondicionadas ao redor dos condutos no córtex do gânglio linfático. A maioria (quase 70%) das células T corticais são células T CD4⁺ auxiliares, entremeadas por células CD8⁺ relativamente esparsas. Essas proporções podem mudar drasticamente durante o curso de uma infecção. Por exemplo, durante uma infecção viral, pode-se observar um aumento acentuado no número de células T CD8⁺. As células dendríticas também estão concentradas no paracórtex dos gânglios linfáticos, muitas delas estreitamente associadas aos condutos de FRC.

FIGURA 2-13 Segregação de células B e células T no gânglio linfático. A, O diagrama esquemático ilustra o caminho pelo qual linfócitos T e B migram para diferentes áreas de um gânglio linfático. Os linfócitos entram pela artéria e alcançam uma vênula endotelial alta, mostrada em uma secção. Os linfócitos virgens são direcionados para diferentes áreas do gânglio linfático por quimiocinas que são produzidas nessas áreas e que se ligam seletivamente a ambos os tipos celulares. Também está ilustrada a migração de células dendríticas, que capturam antígenos nos sítios de entrada, entram pelos vasos linfáticos aferentes e dirigem-se para as áreas do gânglio linfático ricas em células T. B, Nesta secção de um gânglio linfático, os linfócitos B, localizados nos folículos, estão corados em verde; as células T, no córtex parafolicular, estão em vermelho. O método utilizado para corar essas células é chamado imunofluorescência (Apêndice IV para detalhes). Segregação anatômica de células T e B é observada também no baço (Fig. 2-15).

(Cortesia de Drs. Kathryn Pape e Jennifer Walter, University of Minnesota School of Medicine, Minneapolis.)

FIGURA 2-14 Microanatomia do córtex do gânglio linfático. A, Representação esquemática da microanatomia de um gânglio linfático representando o trajeto da linfa do seio subcapsular, passando através do conduto de células fibrorreticulares, até chegar no canal perivenular ao redor da vênula de endotélio alto (HEV). B, Micrografia eletrônica de transmissão de um conduto de FRC cercado por células reticulares fibroblásticas (pontas de seta) e linfócitos adjacentes (L). C, Imunofluorescência de um conduto de FRC formado pela proteína da membrana basal laminina (vermelho) e fibrilas de colágeno (verde).

B, (De Gretz JE, CC Norbury, AO Anderson, AEI Proudfoot e S Shaw. Lymph-borne chemokines and other low molecular weight molecules reach high endothelial venules via specialized conduits while a functional barrier limits access to the lymphocyte microenvironments in lymph node cortex. The Journal of Experimental Medicine 192:1425-1439, 2000.) C, (De Sixt M, K Nobuo, M Selg, T Samson, G Roos, DP Reinhardt, R Pabst, M Lutz e L Sorokin. The conduit system transports soluble antigens from the afferent lymph to resident dendritic cells in the T cell area of the lymph node. Immunity 22:19-29, 2006. Copyright © 2005 by Elsevier Inc.)

A segregação anatômica dos linfócitos B e T em áreas distintas dos gânglios linfáticos depende das citocinas que são secretadas pelas células do estroma do gânglio linfático em cada área e que direcionam a migração dos linfócitos (Fig. 2-13). Os linfócitos T e B virgens entram no gânglio linfático por uma artéria, e chegam ao estroma do órgão através das HEV, que estão localizadas no centro dos cordões corticais, deixando assim a circulação sistêmica. As citocinas que determinam em que local as células B e T residirão no gânglio linfático são do tipo quimiocinas (citocinas quimioatrativas), as quais se ligam aos receptores de quimiocinas nos linfócitos. As quimiocinas incluem uma grande família de citocinas de 8 a 10 kD que estão envolvidas em uma grande variedade de funções de motilidade celular relacionadas com o desenvolvimento, a manutenção da arquitetura tecidual e respostas imunológicas e inflamatórias. As propriedades gerais das quimiocinas e seus receptores serão discutidos no Capítulo 3. As células T virgens expressam um receptor denominado CCR7, que se liga às quimiocinas CCL19 e CCL21 produzidas por células do estroma nas zonas de células T do gânglio linfático. Essas quimiocinas atraem as células T virgens, atraindo-as do sangue, através das HEV, para a zona de células T. As células dendríticas que drenam para o gânglio linfático através dos vasos linfáticos também expressam CCR7, e esse é motivo pelo qual elas migram do seio subcapsular para a mesma área dos gânglios linfáticos para a qual migram as células T virgens (Cap. 6). As células B virgens expressam outro receptor de quimiocina, CXCR5, que reconhece uma quimiocina, CXCL13, produzida somente nos folículos por FDC. Portanto, as células B são atraídas para os folículos, que são as zonas de células B dos gânglios linfáticos. Outra citocina (que não é uma quimiocina), denominada linfotoxina, tem um papel na estimulação da produção de CXCL13, particularmente nos folículos. Vários estudos realizados em camundongos têm caracterizado as funções das quimiocinas e outras citocinas na regulação da localização dos linfócitos nos órgãos linfoides e na formação desses órgãos. Por exemplo, camundongos knockout para CXCR5, ou seja, sem a capacidade de expressar esse receptor, perdem os folículos contendo célula B nos gânglios linfáticos e no baço. De maneira similar, camundongos knockout para CCR7 não têm as zonas de células T.

O desenvolvimento dos gânglios linfáticos, assim como de outros órgãos e tecidos linfoides periféricos, requer as ações coordenadas de várias citocinas, quimiocinas, fatores de transcrição e células indutoras do tecido linfoide. Durante a vida fetal, as células indutoras do tecido linfoide, que são as células de origem hematopoiética com aspectos fenotípicos tanto de linfócitos como de células NK, estimulam o desenvolvimento dos gânglios linfáticos e outros órgãos e tecidos linfoides secundários. Essa função é mediada por várias proteínas expressas pelas células indutoras, como as citocinas linfotoxina-α (LTα) e linfotoxina-β (LTβ), que são as mais amplamente estudadas. Camundongos knockout que perdem ambas as citocinas não desenvolvem gânglios linfáticos nem tecidos linfoides no intestino. O desenvolvimento da polpa branca esplênica também é desorganizado nesses camundongos. A LTβ produzida pelas células indutoras atua nas células do estroma em diferentes localizações do órgão linfoide secundário em desenvolvimento, e essas células do estroma são ativadas para produzir as quimiocinas CXCL13 ou CXCL19 e CCL21. Em áreas em que CXCL13 é induzida, células B circulantes são recrutadas para o interior dos folículos de células B nascentes; e nas áreas em que CCL19 e CCL21 são induzidas, células T e células dendríticas são recrutadas para formar as zonas de células T. Existem várias outras proteínas expressas por células indutoras de tecido linfoide que são necessárias para sua função, inclusive fatores de transcrição, mas suas funções na organogênese linfoide não foram ainda bem definidas.

A segregação anatômica das células T e B assegura que cada população de linfócito esteja em estreito contato com as APC apropriadas, isto é, células T com células dendríticas e células B com FDC. Além disso, em razão dessa precisa segregação, as populações de células T e B são mantidas separadas até o momento de interagirem de modo funcional. Como veremos no Capítulo 11, após estimulação pelos antígenos, as células T e B perdem sua restrição anatômica e começam a migrar em direção umas às outras. As células T ativadas podem migrar tanto em direção aos folículos para auxiliar as células B como entrar na circulação e sair do gânglio linfático, enquanto as células B ativadas migram para os centros germinativos e, ao diferenciarem-se em plasmócitos, podem povoar a medula óssea.

Transporte de Antígenos pelos Gânglios Linfáticos

Substâncias originárias da linfa que entram no seio subcapsular do gânglio linfático são separadas pelo tamanho molecular e apresentadas aos diferentes tipos celulares para iniciarem diferentes tipos de resposta imune. O assoalho do seio subcapsular é construído de tal forma que permite o contato das células no seio ou a migração para o córtex subjacente, mas impede o movimento de moléculas solúveis na linfa, bloqueando a passagem livre para o córtex. Vírus e outros antígenos de alto peso molecular são capturados pelos macrófagos do seio, podendo também ser reconhecidos pelos linfócitos B corticais situados logo abaixo do seio cortical. Essa é a primeira etapa nas respostas dos anticorpos a esses antígenos. Antígenos solúveis de baixo peso molecular são transportados para fora do seio pelos condutos de FRC, e passam para as células dendríticas residentes corticais localizadas próximas aos condutos. As células dendríticas residentes estendem seus prolongamentos por entre as células que revestem os condutos e no interior do lúmen, e capturam e promovem pinocitose dos antígenos solúveis que estão transitando no lúmen dos condutos. A contribuição dessa via de apresentação do antígeno pode ser importante para o início das respostas imunológicas de células T para alguns antígenos microbianos, mas respostas mais intensas e duradouras requerem o transporte dos antígenos para os gânglios linfáticos pelas células dendríticas teciduais, como será discutido no Capítulo 6. Além dos antígenos, há evidências de que mediadores inflamatórios solúveis, como quimiocinas e outras citocinas, são transportados na linfa que flui pelos condutos; alguns desses mediadores podem atuar sobre células dendríticas e outros podem ser chegar às HEV para as quais os condutos drenam. Essa é uma maneira possível pela qual a inflamação tecidual pode ser percebida no gânglio linfático e, assim, influir no recrutamento e na ativação dos linfócitos ali presentes.