Natural immunoglobulins (contribution to a debate on biomedical education)

Immunology has contributed to biomedical education in many important ways since the creation of scientific medicine in the last quarter of the 19th century. Today, immunology is a major area of biomedical research. Nevertheless, there are many basic problems unresolved in immunological activities and phenomena. Solving these problems is probably necessary to devise predictable and safe ways to produce new vaccines, treat allergy and autoimmune diseases and perform safe transplants. This challenge involves not only technical developments but also changes in attitude, of which the most fundamental is to abandon the traditional stimulus-response perspective in favor of more "systemic" views. Describing immunological activities as the operation of a complex multi connected network, raises biological and epistemological issues not usually dealt with in biomedical education. Here we point to one example of systemic approaches. A new form of immunoblot (Panama blot), by which the reaction of natural immunoglobulins with complex protein mixtures may be analyzed by a special software and multivariate statistics, has been recently used to characterize human autoimmune diseases. Our preliminary data show that Panama blots can also be used to characterize global (systemic) immunological changes in chronic human parasitic diseases, such as malaria and schistosomiasis mansoni, that correlate with the clinical status

O ensino e a saúde: um olhar biológico / Teaching and health: a biological view

Os seres vivos säo sistemas determinados por suas estruturas. O ensino é impossível, mas a aprendizagem é inevitável, um comentário de um observador sobre algum aspecto das mudanças constantes que ocorrem durante o viver. Professor é aquele que abre um espaço de convivência. Näo existem interaçöes instrutivas na natureza. A saúde e a biologia dos seres vivos säo fenômenos estudados em domínios distintos, a primeira sendo definida pela cultura. Como um fenômeno biológico, a saúde ou a doença säo configuraçöes relacionais do organismo com seu meio e, como tais, säo fenômenos descritos no domínio das interaçöes do organismo. Por esse atendimento, a saúde individual é um fenômeno social.

Biology of cognition and an explanation of immunological phenomena

The way of seeing and the conversations it involves determine what we see and what we do. The way of seeing frames the questions we regard as important and the kinds of answers we will accept as valid. The theoretical framework of immunology is cognitive, based on anthropomorphic terms, as if the organism were able to discriminate between its components (self) and foreign materials (nonself). Immunological jargon is still based on the founding metaphors of defensive specific immune responses. No other language is available to guide research and teaching in Immunology. No systemic notions are currently available, although immunologists often refer to an immune system and all theories refer to the control of the actions of isolated clones of lymphocytes. Based on the Biology of Cognition and Language of Humberto Maturana, we propose a paradigmatic change that shows how the concept of specificity, as used in immunology, confounds domains of desscription that must be kept separated. In this alternative paradigm, the canonical icons of immunology (i.e., specific antibodies and the satellite notions of memory and tolerance) are no longer used to explain the organization of the immune system and immunological phenomena.

Assimilation, tolerance and the end of innocence

Immunological activity is conceptually and biochemically related to digestion and assimilation processes. Food materials comprise the vast majority of foreign macromolecules handled by the organism. Lympphocyte activation involves partial digestion ("processing") of both foreign and self molecules. Immunoglobulins accelerate the clearance (by opsonization) and intracellular digestion of materials to which they bind. Immunological activity may, therefore, be seen as a network of processes facilitating the assimilation of foreign materials. This same network is continuously incorporating new (emergent) cellular and molecular components into the lymphoid system. In oral tolerance, the organism is usually seen as becoming permissive to the presence of previously ingested antigens, as if their presence remained unacknowledged. However, the exposure of orally-tolerant animals to the tolerated antigens blocks the concomitant induction of unrelated immune responses. The assimilation of tolerated antigens to the network of lymphocyte activities, therefore, may have broad consequences. We claim that these "indirect effects"of the tolerated antigen cannot be ascribed to "innocent bystander"suppression, i.e. to fortuitous proximity to cells releasing suppressive cytokines.

Auto-imunidade como imunodeficiência / Autoimmunity as immunodeficiency

As doenças auto-imunes näo podem mais ser atribuídas à simples presença de clones linfocitários auto-reativos, porque esses clones podem ser encontrados em indivíduos sadios como componentes de redes idiotípicas normais. Por outro lado, sídromes similares ao lúpus eritematoso sistêmico (LES) podem ser induzidas em camundongos normais pela injeçäo de um idiotipo anti-DNA freqüentemente encontrado em pacientes de LES (16/6), que também é encontrado no soro normal. Em camundongos NZB/W, que desenvolvem espontaneamente uma síndrome lupóide, ocorrem taxas anormalmente elevadas da ativaçäo de um subtipo de linfócitos T (Th2), que podem ser responsáveis pela ativaçäo policlonal de linfócitos B, levando à produçäo de vários auto-anticorpos patogênicos. A encefalomielite alérgica experimental (EAE) pode ser induzida em camundongos pela injeçäo de clones de células T reativos com a proteína básica da mielina (MBP); pode também ser prevenida ou revertida, pela injeçäo de outros clones MBP-reativos. O processo fisiológico de ativaçäo de linfócitos T requer a apresentaçäo de peptídios ligados a produtos do MHC na membrana de linfócitos B ou de vários tipos de "células apresentadas". Há porém, exceçöes a essa regra. Interaçöes recíprocas diretas entre regiöes variáveis de receptores de linfócitos T e imunoglobulinas atuando como receptores em linfócitos B podem resultar na ativaçäo de ambas as células. Em doenças parasitárias crônicas, como a esquistossomose mansônica e a doença de Chagas, podem ocorrer idiotipos antiparasita capazes de ativar linfócitos T autólogos independentemente de processamento/apresentaçäo. Neste ensaio, sugerimos que o "pareamento independente" de linfócitos T e B, contornando a necessidade de processamento/apresentaçäo, pode ser importante na gênese de doenças auto-imunes e nas formas severas de parasitoses crônicas. A eficácia de injeçöes de imunoglobulinas normais poliespecíficas no tratamento de várias doenças auto-imunes também sugere que a restauraçäo da saúde resulta do restabelecimento de padröes normais de conectividade idiotípica

Os dois paradigmas da imunologia / The 2 paradigms of immunology

Existem duas visöes de mundo, dois paradigmas oferecidos aos imunologistas: o paradigma clássico (paradigma 1), inventado ao final do século XIX, e um outro paradigma (paradigma 2), sugerido pela primeira vez por Vaz e Varela em 1978, que resulta da aplicaçäo da ideia de autopoiese ao sistema imune. Ambos os paradigmas säo coerentes mas, apesar disso, incomensuráveis - isto é: näo podem ser reduzidos um ao outro. No paradigma 2, o sistema imune é uma rede complexa de processos autocriativos (autopoiéticos), que é incapaz de distinguir materiais internos (idiotípicos) de externos (epitópicos). O significado da cogniçäo do self e do nonself nos dois paradigmas é confrontado. A importância de reaçöes auto-imunes, a imunologia de mucosas e as metáforas usadas nos dois paradigmas säo comparadas

The construction of immunological identity

Neste artigo, é feita sugestäo de que o "processamento" e a "apresentaçäo" de materiais externos e endógenos, especialmente peptídios derivados das regiöes V de imunoglobulinas pelos linfócitos B para os linfócitos T, säo um processo essencial ao estabelecimento de conexöes entre linfócitos previamente näo relacionados. Este pode ser um mecanismo essencial para construir e manter uma rede de relaçöes idiotípicas que caracteriza uma identidade para o sistema imune. Tal identidade é baseada em operaçöes que säo internas e fisiológicas. A patologia decorre de desvios dessa identidade

Aspectos cognitivos da atividade imunológica / Immunology: cognitive aspects

Tentamos aqui uma descriçäo concisa da natureza da atividade imunológica de acordo com três diferentes perspectivas: a perspectiva tradicional, dualista, de respostas eimunes específicas (o cognitivismo, o paradigma simbólico); uma perspectiva econexionista, ainda a ser completada pela adiçäo de "regras (definidas) de mudança" dos padröes de conectividade do sistema; e, uma terceira visäo, baseada na individualidade historicamente deteminada do sistema imune

Ordem e desordem: uma abordagem imunológica / Order and disorder: an immunological approach

A operaçäo do sistema imune (sua ordem) é criada pelo acoplamento de um processo (genético) especial de geraçäo de diversidade a um processo (ontogenético) de seleçäo positiva de linfócitos emergentes (sobrevivência associativa). Esta ordem deriva do próprio sistema, e constitui uma organizaçäo fechada que näo se modifica frente a contatos com materiais estranhos ao organismo (antígenos)