TẾ BÀO VÀ CÁC CƠ QUAN CỦA HỆ THỐNG MIỄN DỊCH
B. HỆ THỐNG MIỄN DỊCH
V. SỰ HỢP TÁC CỦA CÁC TẾ BÀO TRONG MỘT ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH
5.1. Vai trò của lâm ba cầu T CD4+ đối với các mầm bệnh nội bào
Lâm ba cầu T CD4+ đóng một vai trò trung tâm trong việc điều hòa đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào chống lại sự xâm nhiễm của mầm bệnh. Các tế bào này thường được biết dưới tên gọi là các tế bào T hỗ trợ (helper T cells), vì chúng tác động lên các tế bào khác của hệ thống miễn dịch để thúc đẩy các hoạt động khác nhau của hệ thống miễn dịch, bao gồm việc chuyển lớp immunoglobulin và sự thành thục về mặt ái lực của đáp ứng kháng thể, hoạt hóa tế bào đại thực bào và tăng cường hoạt động của tế bào diệt tự nhiên NK và các tế bào T gây độc tế bào (CTL).
Các tế bào T CD4+ nhận biết các kháng nguyên đã được chuẩn bị và được trình diện cùng với phân tử MHC loại II của nó. Trong giai đoạn khởi phát của một đáp ứng miễn dịch, tương tác này được xảy ra trong mô lâm ba và đó là sự tương tác của tế bào T với các tế bào trình diện kháng nguyên chuyên nghiệp như tế bào B, các tế bào đại thực bào và các tế bào hình sao tức là những tế bào đã thực hiện các quá trình “bắt”, chế biến và trình diện các kháng nguyên có liên quan. Khi các tế bào T CD4+ được hoạt hóa theo cách này, chúng sẽ có khả năng nhận biết kháng nguyên được trình diện bằng bất kỳ loại tế bào nào thể hiện phân tử MHC loại II thích hợp. Theo cách này, sự hoạt hóa đầu tiên của đáp ứng miễn dịch được thực hiện bên trong mô lâm ba, trong khi đó các tế bào T CD4+ đã được hoạt hóa lại có thể đáp ứng với kháng nguyên được trình diện ở một vị trí nào đó của cơ thể, cách xa mô lâm ba đó.
Các tế bào T CD4+ đáp ứng lại sự kích thích của kháng nguyên bằng cách tiết ra các cytokines. Cytokines là các phân tử hòa tan, có chức năng thông tin giữa các tế bào thông qua tương tác của chúng với các phân tử thụ cảm quan đặc hiệu trên các tế bào
“đích” của chúng. Sự giải phóng các cytokines cho phép các loại tế bào khác nhau “trao đổi thông tin” được với nhau trong khi đáp ứng miễn dịch đang diễn ra. Có nhiều loại cytokines tham gia trong đáp ứng miễn dịch và mỗi cytokine có các tác động đặc hiệu riêng biệt đối với các tế bào đích của nó cùng với các tác động chính và các tế bào đích của chúng. Bằng cách tiết ra các cytokines đáp lại kích thích của kháng nguyên, các tế bào T CD4+ có khả năng điều hòa một đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào thích hợp chống lại nhiễm trùng.
Bảng 3. Các cytokines chính tham gia trong miễn dịch qua trung gian tế bào
Cytokin Tế bào đích chính Các tác động chủ yếu
IL-2
Tế bào T hỗ trợ và tế bào T gây độc tế bào đã được kháng nguyên hoạt hóa, tế bào B, tế bào NK
Thúc đẩy tăng sinh và biệt hóa
Các tế bào B đã được kháng nguyên hoạt hóa
Tăng sinh và biệt hóa, chuyển lớp Ig (IgE)
IL-4
Một số tế bào T hỗ trợ Yếu tố phát triển tự thân
Các tế bào B đã được hoạt hóa Tăng sinh và biệt hóa, chuyển lớp Ig (IgA)
IL-5
Các tế bào ái toan Tăng sinh và biệt hóa
Các tế bào B/các tương bào Thúc đẩy sự biết hóa tận cùng và kích thích tiết kháng thể
IL-6
Các tế bào gan Thúc đẩy đáp ứng pha cấp tính
Các tế bào T và các tế bào đại thực bào Ức chế sự tổng hợp các cytokines của các tế bào loại TH1
IL-10
Các tế bào trình diện kháng nguyên Ức chế sự thể hiện MHC loại II IL-12 Tế bào T gây độc tế bào và tế bào NK Thúc đẩy hoạt tính dung giải tế bào
Tế bào đại thực bào Hoạt hóa tế bào đại thực bào
Tế bào NK Hoạt hóa
Các tế bào T Ức chế sự hoạt hóa các tế bào TH2
Interferong
Các tế bào trình diện kháng nguyên Tăng thể hiện phân tử MHC loại I và II
Một trong những chức năng thực hiện chủ yếu của các tế bào T CD4+ là hoạt hóa các đại thực bào. Sự hoạt hóa các tế bào đại thực bào đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng cường khả năng diệt vi khuẩn ở vị trí mầm bệnh thâm nhập. Các đại thực bào đang ở trạng thái nghỉ có khả năng thực bào rất thấp, thể hiện ở hoạt tính hô hấp thấp của chúng dẫn đến khả năng diệt các mầm bệnh đã được thực bào hoặc các mầm bệnh nội bào thấp và chỉ có khả năng khởi xướng sự hoạt hóa tế bào T cũng yếu. Tuy nhiên, khi đáp ứng lại kích thích của các cytokines (chủ yếu là interferon g) do các tế bào T giải phóng ra, các tế bào đại thực bào sẽ được hoạt hóa và khả năng thực bào được tăng cường rất mạnh, tăng hoạt tính hô hấp và do đó tăng khả năng tiêu diệt các vi sinh vật nội bào, tăng sự thể hiện các phân tử MHC loại I, loại II và tăng khả năng trình diện kháng nguyên. Thêm vào đó, các tế bào đại thực bào đã được hoạt hóa sẽ giải phóng các cytokines và các yếu tố phát triển, có tác dụng thúc đẩy quá trình viêm. Nhìn chung, sự
hoạt hóa đại thực bào sẽ kéo theo sự thể hiện của nhiều loại gene. Quá trình diệt các vi sinh vật của các tế bào đại thực bào kéo theo sự thực bào mầm bệnh tiếp theo là sự sản sinh ra các gốc oxy có khả năng diệt các mầm bệnh đã được thực bào. Sự hoạt hóa các tế bào đại thực bào sẽ làm cho các thụ cảm quan Fc của phân tử kháng thể có ái lực cao hơn, thúc đẩy sự thực bào các vi khuẩn đã được ôpsonin hóa và tăng hàm lượng enzyme cytochrome có tác dụng xúc tác phản ứng tạo ra các gốc oxy tự do có tác dụng diệt vi khuẩn.
Tế bào T hỗ trợ có thể được chia nhóm nhỏ hơn nữa dựa vào các cytokines mà chúng sản sinh ra. Những nhóm này là TH1, TH2 và TH0. Các tế bào thuộc nhóm TH1 chủ yếu tiết IL-2 và interferon g để đáp ứng lại kích thích của kháng nguyên. Các cytokines này thúc đẩy tăng sinh tế bào T, hoạt hóa tế bào đại thực bào và thúc đẩy đáp ứng quá mẫn muộn và tăng cường hoạt tính dung giải tế bào của tế bào NK và các tế bào CTL đặc hiệu với kháng nguyên. Hiện tượng này đôi khi được gọi tên là đáp ứng tiền viêm. Ngược lại, các tế bào TH2 sản sinh chủ yếu các IL-4, IL-5 và IL-10 khi được kháng nguyên kích thích. IL-4 và IL-5 tham gia quá trình chuyển lớp kháng thể hướng tới đáp ứng IgE hoặc IgA và thúc đẩy sự tham gia của các tế bào bạch cầu ái toan làm cho đáp ứng miễn dịch nghiêng về loại đáp ứng “dị ứng”. Các tế bào TH0 sản sinh ra một số cytokines với các đặc tính của cả đáp ứng miễn dịch loại TH1 và TH2.
Trong thực tế, việc chia các tế bào T hỗ trợ thành 2 hoặc 3 nhóm tách biệt sẽ có nhiều điểm hạn chế, nên xem xét chúng theo một quá trình động, mang tính tiếp nối nghĩa là các tế bào đều nằm trên một trục với các tế bào TH1 và TH2 ở hai đầu đối diện còn các tế bào TH0 nằm ở khoảng giữa. Tuy nhiên, việc chia tách biệt hai nhóm tế bào TH1 và TH2 lại có lợi thế về lâm sàng khi điều trị bệnh nhiễm trùng. Ví dụ kinh điển mà người ta thường nhắc đến trong các sách tham khảo về miễn dịch học là bệnh do vi khuẩn Mycobacterium leprae. Về mặt lâm sàng, bệnh phong được thể hiện dưới hai dạng hoàn toàn khác nhau là bệnh phong thể củ (hay còn gọi là thể hạt) và bệnh phong thể u (hay còn gọi là thể ác tính). Ở dạng phong thể củ, ít thấy tổn thương mô bào, khó phân lập được mầm bệnh và đáp ứng miễn dịch là phản ứng quá mẫn muộn với việc hình thành các hột nhỏ trong có chứa các tế bào đại thực bào đã được hoạt hóa, các tế bào T và các tế bào dạng biểu mô. Về mặt miễn dịch, đây là phản ứng đặc trưng cho đáp ứng loại TH1. Ở bệnh phong thể u, không có đáp ứng quá mẫn muộn, mặc dù có đáp ứng kháng thể nhưng không đủ sức khống chế bệnh và vì thế trong mô bào có rất nhiều mầm bệnh. Đáp ứng của tế bào T trong bệnh phong thể u có những đặc điểm của đáp ứng loại TH2. Ngược lại, trong một số bệnh ký sinh trùng (ví dụ bệnh do giun tròn hoặc bệnh do sán lá), đáp ứng miễn dịch loại TH2 có thể đem lại tác dụng có lợi cho cơ thể vì các tế bào thực hiện chính của hệ thống miễn dịch chống lại mầm bệnh là IgE và các tế bào bạch cầu ái toan.
Từ những ví dụ này, tầm quan trọng của các tế bào T CD4+ và các tế bào đại thực bào trong miễn dịch phòng hộ và tiêu diệt các mầm bệnh nội bào đã trở nên rõ nét. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, đáp ứng của các tế bào T sai chủng loại lại có thể gây
hại cho cơ thể. Hiện tại, đang có nhiều nghiên cứu về miễn dịch học để có thể ưu tiên kích thích một loại đáp ứng của tế bào T hỗ trợ CD4+ phù hợp nhất hoặc để lái hướng của đáp ứng miễn dịch đang diễn ra sang hướng này hay sang hướng kia.