Các cytokin trung gian và điều hòa miễn dịch thu được

Ngày: 30 - 10 - 2012

Mặc dù lúc đầu người ta phát hiện ra IL-2 như là một yếu tố phát triển tế bào T, nhưng thật ra IL-2 có nhiều chức năng trong đáp ứng miễn dịch thu được.



Đây là những cytokin làm trung gian cho sự tăng sinh và biệt hóa của lymphô bào sau khi nhận diện kháng nguyên trong giai đoạn hoạt hóa; đồng thời chúng cũng trung gian cho sự hoạt hóa của những tế bào hiệu quả được chuyên môn hóa trong giai đoạn hiệu quả của đáp ứng miễn dịch thu được. Việc sản xuất cytokin là một trong những đáp ứng chính của tế bào lymphô T đối với kháng nguyên. Nhiều loại vi sinh vật và kháng nguyên khi tiếp xúc với cơ thể thì khởi động tế bào T giúp đỡ CD4+ để chuyển chúng thành các tiểu quần thể tế bào hiệu quả khác nhau đó là Th1 và Th2. Các tiểu quần thể này sản xuất các loại cytokin khác nhau và thực hiện những chức năng khác nhau. Trong phần này chúng tôi chỉ đề cập đến 2 cytokin chủ yếu là IL-2 và interferon-γ (IFN-γ).

IL-2

IL-2 là một yếu tố phát triển đối với lymphô T và chịu trách nhiệm phát triển clôn tế bào T sau khi nhận diện kháng nguyên.. Vì lý do này, IL-2 lúc đầu có tên là yếu tố phát triển tế bào T. IL-2 được sản xuất ra chủ yếu tác động lên chính bản thân tế bào đó.

Nguồn gốc, cấu trúc, thụ thể

IL-2 được sản xuất phần lớn bởi tế bào T CD4+ và một ít bởi tế bào T CD8+. Sự hoạt hóa tế bào T bởi kháng nguyên và các đồng kích thích sẽ tạo ra sự sao chép gen IL-2 cũng như tổng hợp và tiết cytokin này. IL-2 được sản xuất trong thời gian ngắn với số lượng ít sau 6-8 giờ được hoạt hóa.

IL-2 được tiết ra là một glycoprotein có trọng lượng 14-17 kD, cuộn thành một cấu trúc có 4 vòng xoắn α.

Sự bộc lộ thụ thể chức năng của IL-2 được thúc đẩy bởi kích thích kháng nguyên, do đó tế bào T nào nhận diện kháng nguyên thì sẽ tăng sinh ưu tiên khi đáp ứng với IL-2 được sản xuất trong đáp ứng miễn dịch thu được. Thụ thể IL-2 (IL-2R) cấu tạo bởi 3 protein không đồng hóa trị có tên là α, β, và γ. Các chuỗi α và β tham gia vào liên kết với cytokin; các chuỗi β và γ thì tham gia vào dẫn truyền tín hiệu; còn bản thân IL-2 gắn với chuỗi α đơn thuần có ái lực rất thấp và không dẫn đến hiệu quả sinh học nào rõ ràng.

Hoạt tính sinh học

Mặc dù lúc đầu người ta phát hiện ra IL-2 như là một yếu tố phát triển tế bào T, nhưng thật ra IL-2 có nhiều chức năng trong đáp ứng miễn dịch thu được.

 IL-2 do tế bào T tiết ra khi nhận diện kháng nguyên chịu trách nhiệm về việc tăng sinh tế bào đặc hiệu kháng nguyên. Khi tiếp xúc với IL-2, tế bào T cho thấy có tăng vọt nồng độ các cyclin dẫn đến hoạt hóa nhiều loại kinase. Các kinase này phosphoryl hóa và hoạt hóa nhiều protein của tế bào để các protein này kích thích tế bào chuyển từ dạng G1 sang dạng S của chu kỳ phân bào. Ngoài ra, IL-2 còn làm giảm p27 là chất ức chế đối với hoạt động của các phức hợp cyclin-kinase do đó thúc đẩy quá trình tổng hợp cyclin. IL-2 làm tăng thời gian sống của tế bào bằng cách khởi động protein Bcl-2 là chất chống kiểu chết tế bào tự nhiên (apoptosis). Tác dụng của IL-2 chủ yếu là lên chính tế bào tiết ra nó, nhưng cũng có phần nào tác động vào các tế bào bên cạnh.


Hình. Hoạt tính sinh học của IL-2.

IL-2 kích thích sự tăng sinh và biệt hóa của lymphô bào T và B và tế bào NK. IL-2 cũng có chức năng ức chế đáp ứng miễn dịch (ví dụ chống lại tự kháng nguyên) bằng cách tạo ra hiện tựơng chết lập trình của tế bào T qua trung gian của Fas và kích thích hoạt tính của tế bào T điều hòa.

IL-2 tăng cường sự tăng sinh và biệt hóa tế bào. Nó kích thích sự phát triển của tế bào NK và tạo ra cái gọi là giết tế bào do lymphô bào hoạt hóa (Lymphokine-activated killer, LAK). IL-2 tác động lên tế bào B trên cả hai khía cạnh: kích thích phát triển và tăng tổng hợp kháng thể.

IL-2 tạo ra cái chết lập trình của tế bào T được kháng nguyên hoạt hóa. Sự kích thích lặp đi lặp lại của tế bào T CD4+ với sự hiện diện của IL-2 làm cho các tế bào này nhạy cảm với cái chết lập trình qua con đường Fas. Điều thú vị là một cytokin có thể vừa kích thích tế bào T sống và tăng sinh nhưng đồng thời cũng gây ra cái chết cho tế bào. Hình như nếu một đáp ứng miễn dịch có xu hướng tồn tại lâu dài và tế bào T tiếp xúc với lượng IL-2 ngày càng tăng thì có khả năng chết theo kiểu lập trình và dẫn đến chấm dứt đáp ứng này. IL-2 còn có thể kích thích phát triển tế bào T điều hòa để làm dừng đáp ứng.

Interferon-γ (IFN-γ)

IFN-γ là cytokin chính hoạt hóa đại thực bào và đóng vai trò rất quan trọng trong miễn dịch bẩm sinh cũng như miễn dịch thu được. IFN-γ còn được gọi là IFN miễn dịch hay IFN typ II. Nó cũng có phần nào chức năng chống virus nhưng chủ yếu là một cytokin hiệu quả của đáp ứng miễn dịch.

Cấu trúc, nguồn gốc, thụ thể

IFN-γ là một protein dimer do tế bào NK, tế bào Th1 CD4+ và CD8+ sản xuất. Nó là cytokin đặc trưng của  Th1. Tế bào NK sản xuất IFN-γ khi có kích thích của một thành phần vi sinh vật nào đó hoặc IL-2, trong trường hợp này IFN-γ tác động như một chất trung gian của đáp ứng miễn dịch bẩm sinh. Trong đáp ứng miễn dịch thu được, tế bào T sản xuất IFN-γ trong khi nhận diện kháng nguyên và điều này được thúc đẩy bởi IL-2 và IL-18.

Thụ thể của IFN-γ bao gồm hai chuỗi polypeptid thuộc họ thụ thể cytokin typ II. Trong hai chuỗi này thì một chuỗi có chức năng gắn với cytokin và chuỗi kia thì truyền tín hiệu.

Hoạt tính sinh học

Chức năng của IFN - γ rất quan trọng trong miễn dịch tế bào chống lại vi khuẩn nội bào.

IFN-γ là cytokin hoạt hóa đại thực bào, nó giúp tế bào T và NK hoạt hóa đại thực bào để giết các vi sinh vật đã được thực bào. IFN-γ thực hiện điều này nhờ kích thích sự tổng hợp các chất trung gian oxy phản ứng và oxid nitric.

IFN-γ kích thích sự bộc lộ của MHC lớp I và lớp II và các chất đồng kích thích trên tế bào trình diện kháng nguyên. IFN - γ cũng kích thích sự sản xuất của nhiều protein tham gia vào quá trình xử lý kháng nguyên như chất vận chuyển (TAP), và hai thành phần LMP - 2, LMP - 7 của proteasom và HLA - DM. Như vậy IFN - γ thúc đẩy sự trình diện kháng nguyên phối hợp với MHC và khuyếch đại sự nhận diện trong đáp ứng miễn dịch. IFN-γ cũng là chất hoạt hóa tế bào nội mạc thành mạch và tăng cường khả năng tác động của TNF trên tế bào nội mạch, tạo ra kết dính tế bào lymphô vào thành mạch và xuyên mạch đi đến vị trí nhiễm trùng.

IFN-γ kích thích sự biệt hóa của tế bào T CD4+ còn nguyên vẹn thành tiểu nhóm Th1 và ức chế sự tăng sinh của tế bào Th2. Tác động của IFN-γ lên Th1 một phần được trung gian bởi IL-12. Ngoài ra, IFN-γ kích thích sự sản xuất yếu tố sao chép để tạo ra biệt hóa Th1.

 IFN-γ tác động lên tế bào B để chuyển mạch các tiểu lớp IgG, nhất là IgG2 ở chuột nhắt và ức chế chuyển mạch sang các isotyp phụ thuộc IL-4 như IgE và IgG1 ở chuột. Như vậy, IFN-γ cũng tạo ra đáp ứng kháng thể và tham gia vào quá trình loại bỏ vi sinh vật qua trung gian quá trình thực bào.

IFN-γ hoạt hóa tế bào trung tính và kích thích hoạt tính tế bào NK.


Hình: Hoạt tính sinh học của interferon-γ.

IFN-γ hoạt hóa đại thực bào và tế bào trình diện kháng nguyên và khởi động sự chuyển mạch một số isotyp Ig trên tế bào B. Tác động khởi động Th1 của IFN-γ có thể gián tiếp qua trung gian của sự tăng sản xuất IL-2 và bộc lộ thụ thể của nó.

 


Bài xem nhiều nhất

Tế bào lymphô hệ miễn dịch

Tế bào lymphô bao gồm nhiều tiểu quần thể khác nhau khác biệt về chức năng, về sản phẩm protein nhưng không phân biệt được về hình thái. Tính đa dạng của tế bào lymphô đã được giới thiệu.

Các cơ quan mô lymphô của hệ thống miễn dịch

Cơ quan và mô lymphô ngoại biên bao gồm hạch bạch huyết, lách, hệ thống miễn dịch da và hệ thống miễn dịch niêm mạc.

Các kiểu đáp ứng miễn dịch thu được

Sự nhấn mạnh về kháng thể trong lý thuyết này đã dẫn đến sự thừa nhận chung tầm quan trọng của miễn dịch dịch thể, miễn dịch được trung gian bởi những chất hiện diện trong các dịch cơ thể.

Các tính chất của kháng nguyên

Một kháng nguyên protein phức tạp có thể nhiều quyết định kháng nguyên khác nhau, do đó mà nó có thể kích thích tạo ra nhiều loại kháng thể khác nhau cùng một lúc.

Quá mẫn miễn dịch typ I

Một khi IgE gắn thụ thể Fcε trên tế bào mast và tế bào ái kiềm, sự mất hạt sẽ xảy ra khi có liên kết chéo giữa các phân tử IgE dẫn đến liên kết chéo các thụ thể Fcε. Các tình huống có thể tạo ra liên kết chéo.

Cấu trúc phân tử của kháng thể

Các glycoprotein huyết tương hoặc huyết thanh trước đây thường được phân chia theo tính chất hòa tan của chúng thành albumin và globulin và phân chia sâu hơn dựa theo tính điện di của chúng.

Một số kháng nguyên quan trọng

Người ta biết nhiều về cấu trúc của vùng H-2I của chuột hơn vùng tương đương với vùng này ở người là vùng HLA-D. Trên chuột, người ta đã phát hiện thêm những tiểu vùng của H-2I, đó là tiểu vùng I-A và I-E.

Quá mẫn miễn dịch typ IV (Quá mẫn muộn)

Chúng ta cũng có thể thấy phản ứng da tương tự thế này đối với các protein hòa tan trong truờng hợp trước đó đã gây mẫn cảm bằng các protein này trộn với tá chất Freud hoàn toàn.

Sự kết hợp kháng nguyên kháng thể

Khả năng trung hòa độc tố và vi sinh vật của kháng thể luôn phụ thuộc vào sự gắn kết chặt chẽ của chúng vào kháng thể. Sự gắn kết này có được là do ái lực và ái tính cao của sự tương tác.

Tế bào trình diện kháng nguyên

Tế bào hình sao được tìm thấy dưới lớp biểu bì và trong đa số các cơ quan, ở đó chúng được đặt ở tư thế sẵn sàng để bắt giữ kháng nguyên và vận chuyển kháng nguyên đến các cơ quan lymphô ngoại biên.

Các giai đoạn của đáp ứng miễn dịch thu được

Những nguyên lý cơ bản của thuyết chọn clôn đã dần được chứng minh một cách thuyết phục qua nhiều thí nghiệm và tạo nên nền tảng cho quan niệm hiện nay về sự nhận diện kháng nguyên của tế bào lymphô đặc hiệu.

Các thành phần tế bào của hệ thống miễn dịch thu được

Bản chất và vai trò sinh lý của tế bào T điều hoà chưa được biết đầy đủ. Có một nhóm tế bào lymphô thứ ba là tế bào giết (NK), đây là những tế bào tham gia vào hệ thống miễn dịch bẩm sinh chống lại nhiễm trùng virus và các vi sinh vật nội bào khác.

Miễn dịch chống virus

Virus Epsptein-Barr dùng thụ thể của C3b (tức CR2), còn HIV thì lại dùng thụ thể CD4 để làm nơi xâm nhập vaìo tế bào đích trong hệ thống miễn dịch.

Các đặc điểm chính của đáp ứng miễn dịch thu được

Tất cả đáp ứng miễn dịch bình thường sẽ phai nhạt dần theo thời gian để trả lại hệ miễn dịch ở trạng thái nghỉ ban đầu, tình trạng này gọi là hằng định nội môi (homeostasis).

Quá mẫn miễn dịch typ II

Phản ứng truyền máu đối với các thành phần khác của máu như bạch cầu, tiểu cầu cũng có thể xảy ra nhưng hậu quả của nó không nặng nề như phản ứng đối với hồng cầu.

Tính miễn dịch bẩm sinh và thu được

Các cơ chế của miễn dịch tự nhiên cung cấp sức đề kháng ban đầu đối với nhiễm trùng. Đáp ứng miễn dịch thu được đến muộn hơn với sự hoạt hoá tế bào lymphô.

Kỹ thuật DNA tái tổ hợp và miễn dịch lâm sàng

Kỹ thuật DNA tái tổ hợp (recombinant DNA technology) dựa vào việc sử dụng plasmid như các phương tiện để truyền các đoạn DNA lạ, ví dụ gen người.

Phát hiện tự kháng thể

Yếu tố thấp (một kháng thể IgM phản ứng với IgG đóng vai trò kháng nguyên) sẽ cho phản ứng với IgG ngưng kết mạnh hơn là với IgG người còn nguyên bản.

Sản xuất kháng huyết thanh cho các phòng thí nghiệm miễn dịch lâm sàng

Chúng ta biết rằng hỗn dịch tế bào lách của con vật được gây mẫn cảm, có chứa nhiều tế bào B chịu trách nhiệm sản xuất nhiều kháng thể chống nhiều epitope khác nhau trên kháng nguyên đưa vào.

Miễn dịch chống vi khuẩn

Một số vi khuẩn xâm nhập qua đường niêm mạc có thể tạo ra các protease để ly giải kháng thể IgA tiết. Các vi khuẩn này bao gồm : neisseria gonorrhea, neisseria meningitis, hemophilus influenzae và streptococcus pneumoniae.

Các cytokin trung gian và điều hòa miễn dịch bẩm sinh

Có 2 loại thụ thể của TNF, loại có trọng lượng phân tử 55 kD có tên là THF-RI và loại có trọng lượng phân tử 75 kD có tên là TNF-RII. Các thụ thể này có mặt trên hầu hết các loại tế bào trong cơ thể.

Miễn dịch chống ký sinh trùng

Bệnh nhân chống chọi với nhiễm ký sinh trùng đơn bào bằng những phản ứng tương tự như trong nhiễm vi khuẩn. Tuy nhiên, có một số đơn bào có cơ chế tồn tại độc đáo tránh được tác động của miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu của cơ thể chủ.

Đại cương miễn dịch

Chức năng sinh lý của hệ thống miễn dịch là bảo vệ một cơ thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập vào cơ thể đó. Tuy nhiên, những chất lạ không gây bệnh xâm nhập vào cơ thể cũng gây ra đáp ứng miễn dịch. 

Khảo sát lymphô bào miễn dịch

Có hai loại phản ứng da in vivo được dùng để phát hiện lympho bào T mẫn cảm đặc hiệu, đó là: thử nghiệm nội bì, dùng kháng nguyên tiêm vào lớp nội bì, và thử nghiệm áp: áp kháng nguyên lên da để cho hấp thụ qua da.

Khảo sát bổ thể miễn dịch

Định lượng C3  và C4  bằng phương pháp hóa miễn dịch là các xét nghiệm có ích nhất. Trên thế giới hiện nay đã sẵn có các huyết thanh chứng quốc tế.

Xem theo danh mục