11.3A: Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMPs) e Padrões Moleculares Associados a Perigos (DAMPs)

Para proteger contra infecções, uma das primeiras coisas que o organismo deve fazer é detectar a presença de microorganismos. O corpo inicialmente faz isso reconhecendo moléculas exclusivas de grupos de microorganismos relacionados e não estão associadas a células humanas. Estas moléculas microbianas únicas são chamadas de padrões moleculares associados a patógenos ou PAMPs. Além disso, moléculas únicas exibidas em células humanas estressadas, lesionadas, infectadas ou transformadas também são reconhecidas como parte da imunidade inata. Estes são frequentemente referidos como padrões moleculares associados ao perigo ou DAMPs. Ao todo, pensa-se que o sistema imunológico inato reconhece aproximadamente 103 padrões moleculares.

Figure \(\PageIndex{1}}): (esquerda) Estrutura de uma Parede Celular Gram-Negativa. A parede celular Gram-negativa é composta por uma fina camada interna de peptidoglicano e uma membrana externa composta por moléculas de fosfolípidos, lipopolissacáridos (LPS), lipoproteínas e proteínas de superfície. O lipopolissacarídeo consiste em polissacarídeo lipídico A e O. (direita) A parede celular Gram-positiva aparece como camada densa tipicamente composta de numerosas fileiras de peptidoglicano, e moléculas de ácido lipoteico, ácido teicóico de parede e proteínas de superfície.

Exemplos de PAMPs associados a microorganismos incluem:

1. lipopolissacarídeo (LPS) da membrana externa da parede celular Gram-negativa (ver Figura \PageIndex{1})A);
2. lipoproteínas e lipopéptidos bacterianos (ver Figura \PageIndex{1})A);
3. porinas na membrana externa da parede celular Gram-negativa (ver Figura \PageIndex{1})A);
4. peptidoglicano encontrado em abundância na parede celular Gram-positiva e em menor grau na parede celular gram-negativa (ver Figura \PageIndex{1})B);
5. ácidos lipoteicos encontrados na parede celular Gram-positiva (Figura \PageIndex{1})B);
6. lipoarabinomannan e ácidos micólicos encontrados nas paredes celulares acidentais (Figura \PageIndex{2})B)
7. glicanos ricos em glicosídeos (cadeias curtas de carboidratos com o açúcar manose ou frutose como açúcar terminal). São comuns em glicoproteínas e glicolipídios microbianos, mas raros nos humanos (ver Figura \PageIndex{6}}).
8. flagelina encontrada em flagelos bacterianos;
9. ácido nucleico bacteriano e viral. Os genomas bacterianos e virais contêm uma alta frequência de dinucleótido citosina-guanina não metilada ou sequências de CpG (uma citosina sem grupo metilo ou CH3 e localizada adjacente a uma guanina). O DNA de mamíferos tem uma baixa frequência de sequências de CpG e a maioria são metiladas, o que pode mascarar o reconhecimento por receptores de reconhecimento de padrões. Além disso, o DNA humano e o RNA não entram normalmente em endossomos celulares onde os receptores de reconhecimento de padrão para DNA microbiano e RNA estão localizados;
10. N-formilmetionina , um aminoácido comum às proteínas bacterianas;
11. RNA viral de dupla cadeia único para muitos vírus em algum estágio de sua replicação;
12. RNA viral de cadeia única de muitos vírus com genoma de RNA;
13. ácidoslipoteicos, glicolípidos e zimiosan das paredes das células de levedura; e
14. fosforilcolina e outros lipídios comuns às membranas microbianas.

Figure {2}(\PageIndex{2}): Estrutura de uma Parede Celular Acido-Rápida. Além do peptidoglicano, a parede celular ácido-rápido de Mycobacterium contém uma grande quantidade de glicolipídios, especialmente ácidos micólicos. A camada de peptidoglicano está ligada ao arabinogalactano (D-arabinose e D-galactose) que está então ligado a ácidos micólicos de alto peso molecular. A camada de arabinogalactano/ácido micólico é revestida com uma camada de polipéptidos e ácidos micólicos constituídos por lípidos livres, glicolípidos e peptidoglicolípidos. Outros glicolipídios incluem lipoarabinomannan e manosídeos fosfatidinossitol (PIM). Devido à sua parede celular única, quando é corada pelo procedimento ácido-rápido, resistirá à descoloração com ácido-álcool e corante vermelho, a cor da mancha inicial, carbol fucsina. Com exceção de muito poucas outras bactérias ácido-rápidas como Nocardia, todas as outras bactérias serão descoloridas e manchadas de azul, a cor da mancha azul de metileno.

Exemplos de DAMPs associados com células hospedeiras estressadas, feridas, infectadas ou transformadas e não encontradas em células normais incluem:

1. proteínas de choque térmico;
2. fosfolípidos de membrana alterados; e
3. moléculas normalmente localizadas dentro de fagosomas e lisossomas que entram no citosol apenas quando estes compartimentos ligados à membrana são danificados como resultado de infecção, incluindo anticorpos ligados a micróbios de opsonização.
4. moleculas normalmente encontradas dentro das células, tais como ATP, DNA e RNA, que se espalham das células danificadas.

Para reconhecer PAMPs como os listados acima, várias células do corpo têm uma variedade de receptores correspondentes chamados receptores de reconhecimento de padrão ou PRRs capazes de se ligar especificamente a porções conservadas dessas moléculas. As células que tipicamente têm receptores de reconhecimento de padrão incluem macrófagos , células dendríticas , células endoteliais , células epiteliais da mucosa e linfócitos .