Respon Imun Humoral dan Selular

Respon imun atau mekanisme efektor adalah mekanisme sistem imun untuk mengenali dan mengeliminasi patogen yang masuk ke dalam tubuh manusia. Mekanisme ini akan bervariasi tergantung jenis patogen yang dihadapinya. Modul efektor adalah semua mekanisme humoral dan selular, baik pada imunitas alamiah maupun adaptif, yang terlibat bersama-sama untuk mengenali dan mengeliminasi patogen tersebut.

Apa saja jenis patogen?

Secara umum jenis patogen itu ada 2, yaitu patogen intraseluler dan ekstraseluler. Patogen intraseluler yaitu yang biasa berkembang biak di dalam sel, misalnya virus, bakteri intraseluler (contoh: Micobacterium tuberculosis dan Micobacterium leprae) dan beberapa jenis parasit intraseluler (contoh: Leishmania donovani, Plasmodium sp., dan Toxoplasma sp.). Sementara itu, patogen ekstraseluler yaitu yang hidup di luar sel, seperti bakteri eksraseluler (contoh: Streptococcus pneumoniae, Clostridium tetani, dan lain-lain), parasit ekstraseluler (contoh: Trypanosoma brucei dan berbagai macam cacing atau helminth semisal Ascariasis sp., Schistosoma sp., ataupun arachnida seperti tungau dan caplak), beserta fungi (contoh: Candida sp.)

Macam-macam modul efektor

Untuk menghadapi patogen, imunitas alamiah dan adaptif dapat saling melengkapi satu sama lain. Efektor pada imunitas alamiah yang utama adalah sel NK, sel ILC, makrofag, granulosit (neutrofil, eusinofil, basofil) dan sel mast, sementara efektor pada sistem imun adaptif yang utama adalah sel T, yakni sel T helper (CD4) dan sel T sitotoksik (CD8). Mekanisme efektor dapat berlangsung karena adanya sitokin sebagai senyawa kimia yang dihasilkan oleh sel imun untuk memberikan efek pada sel imun lain.

Secara umum, modul efektor dapat dibagi menjadi 4 macam:

Sitotoksisitas, yaitu eliminasi sel yang terinfeksi oleh virus ataupun yang mengalami stres metabolik. Aktivitas ini dikerjakan oleh sel NK dan sel T sitotoksik (T_C).
Imunitas intraselular (tipe 1), yaitu eliminasi patogen intraseluler melalui aktivasi makrofag dan melibatkan sel ILC tipe 1 (ILC1) dan sel T helper tipe 1 (T_H1).
Imunitas mukosa dan barrier (tipe 2), yaitu eliminasi parasit ekstraseluler melalui rekrutmen eusinofil, basofil dan sel mast oleh ILC tipe 2 (ILC2) dan sel T helper tipe 2 (T_H2).
Imunitas ekstraseluler (tipe 3), yaitu eliminasi patogen ekstraseluler melalui rekrutment netrofil oleh ILC tipe 3 (ILC3) dan sel T helper 17 (T_H17).

Respon Imun Humoral: Peranan Antibodi

Antibodi merupakan produk sel plasma yang dapat ditemukan di dalam plasma darah dan cairan ekstraseluler. Karena cairan tubuh sebelumnya disebut dengan humor, oleh sebab itu antibodi tergolong dalam imunitas humoral.

Antibodi merupakan molekul berbentuk huruf Y dengan 2 antigen binding sites yang identik dan 1 regio konstan (atau regio Fc). Regio antigen binding sites atau regio variabel adalah tempat melekatnya antibodi dengan epitop antigen target. Sementara, regio konstan adalah tempat melekatnya antibodi dengan reseptor Fc sel imun efektor.

Antibodi bekerja terhadap patogen dengan tiga cara:

Neutralisasi, yaitu antibodi langsung berikatan dengan patogen dan memblokir akses patogen tersebut ke sel sehingga patogen tersebut gagal menginfeksi sel. Aktivitas ini terjadi terutama terhadap virus dan toksin bakteri. Ikatan antibodi dengan antigen ini membentuk kompleks antigen-antibodi. Lalu kompleks ini akan ditangkap oleh reseptor Fc sel fagosit dan difagositosis hingga hancur berkeping-keping.
Opsonisasi, yaitu antibodi akan menyelimuti patogen via antigen binding site-nya, lalu bagian regio konstannya akan berikatan dengan reseptor Fc pada sel fagosit dan difagositosis.
Aktivasi komplemen, yaitu antibodi akan menyelimuti patogen via antigen binding site-nya, namun bagian regio konstannya akan berikatan dengan komplemen. Ikatan antigen-antibodi-komplemen ini akan sangat meningkatkan efektifitas komplemen dalam menghancurkan patogen secara langsung, misalnya melisis membran bakteri. Selain itu ujung komplemen ini bisa juga berikatan dengan reseptor komplemen di sel fagosit dan terjadilah fagositosis.

Respon Imun Selular: Peranan Sel T

Tidak semua patogen dapat dideteksi oleh antibodi, contohnya patogen intraseluler. Oleh sebab itu patogen jenis ini hanya bisa dihancurkan lewat respon imun selular yang diperankan oleh Sel T.

Sel T, atau limfosit T, memiliki bermacam-macam tipe. Semuanya berkembang di timus. Ciri-cirinya yaitu memiliki reseptor sel T dan protein penanda permukaan sel, yaitu CD8 atau CD4. Protein penanda ini disebut juga dengan ko-reseptor, karena ia ikut terlibat dalam ikatan reseptor dengan antigen yang berasal dari patogen.

Perlu diingat kembali bahwa, reseptor sel T hanya akan dapat berikatan dengan peptida yang dipresentasikan oleh molekul MHC (mayor histocompability complex) di permukaan sel lain. Ikatan ini dipengaruhi oleh jenis ko-reseptor yang terlibat di sana, apakah itu CD4 atau CD8, sehingga nanti fungsi yang timbul juga akan berbeda. Selain itu sel T pada mulanya masih berupa sel T naif, baik sel T CD4 naif dan sel T CD8 naif. Setelah distimulasi oleh sel APC (antigen presenting cell) dengan serangkaian proses, makan barulah sel T ini menjadi sel T efektor, yakni sel T CD4 dan sel T CD8.

Secara umum, ada 2 tipe molekul MHC yang paling utama, yaitu MHC kelas I dan MHC kelas II. Peptida yang berasal dari antigen yang telah dicerna di dalam sel akan berikatan dengan molekul MHC ini membentuk kompleks MHC. Kompleks MHC kemudian akan dibawa ke permukaan sel dan dipresentasikan ke sel T. Sel T CD8 hanya akan mengenali peptida yang dipresentasikan oleh MHC kelas I. Sementara sel T CD4 hanya akan mengenali peptida yang dipresentasikan oleh MHC kelas II. Akibatnya, fungsinya juga akan beda.

MHC kelas I hampir dimiliki oleh semua sel tubuh. Ketika sel tersebut terinfeksi (terutama oleh virus), maka peptida patogen akan diproduksi di sitoplasmanya, lalu berikatan dengan MHC kelas I di retikulum endoplasma. Peptida patogen itu nantinya akan dipresentasikan oleh MHC kelas I ini kepada sel T CD8. Ikatan kompleks MHC kelas I dengan sel T CD8 ini menyebabkan sel tubuh yang terinfeksi tersebut dihancurkan langsung oleh sel T CD8. Oleh sebab itu sel T CD8 disebut juga dengan sel T sitotoksik (T_C). Penghancuran sel secara langsung oleh sel Tc ini dilakukan melalui aktivasi enzim-enzim seperti caspase yang dapat membelah protein targetnya dan mengaktifkan nuklease sitosol yang dapat menghancurkan DNA virus dan DNA hostnya menjadi berkeping-keping.

Aktivitas sel T sitotoksik: menghancurkan sel yang terinfeksi secara langsung

MHC kelas II hanya dimiliki oleh sel dendritik, makrofag dan sel B yang juga dapat berperan sebagai sel APC. Saat sel-sel ini bertindak sebagai sel target (bukan sebagai sel APC lagi), peptida yang berasal dari patogen akan berikatan dengan protein MHC kelas II membentuk kompleks MHC kelas II. Kompleks MHC kelas II ini dibawa permukaan sel dan dipresentasikan kepada sel T CD4. Ikatan antara kompleks MHC kelas II dengan sel T CD4 ini menyebabkan peningkatan aktifitas sel tersebut sesuai fungsinya, oleh sebab itu sel T CD4 disebut juga dengan sel T Helper (T_H). Aktifitas sel T_H yang berbeda-beda ini kemudian membuat sel T_H dibagi lagi menjadi beberapa tipe, antara lain T_H1, T_H2, T_H17, TFH, dan lain-lain.

Aktivitas sel T helper: menstimulasi sel target.

Sebagai contoh, sel T_H1 berikatan dengan makrofag, dan memproduksi sitokin IFN-gamma yang akan mengaktivasi makrofag untuk meningkatkan kemampuannya membunuh patogen intrasel. Hal ini penting misalnya pada infeksi Mycobacterium tuberculosis dan M. Lepreae. Contoh lain yakni sel T_H2 dan T_H17 yang mampu meproduksi sitokin yang mempromosikan perlawanan terhadap parasit dan patogen ekstraseluler. Sementara itu Sel TFH (T Follicular Helper) akan berikatan dengan sel B dan memicu ploriferasi sel B menjadi sel Plasma untuk menghasilkan antibodi.

Respon imun terhadap agen non infeksius

Fungsi utama sistem imun adalah melindungi tubuh dari agen-agen infeksius. Namun, ada kalanya sistem imun merespon terhadap agen-agen yang tidak infeksius. Respon imun terhadap agen-agen non infeksius ini dapat menimbulkan penyakit, yaitu:

Alergi, yaitu respon imun terhadap zat-zat asing non infeksius.
Penyakit autoimun, yaitu respon imun terhadap antigen yang berasal dari diri sendiri (self antigen).
Penyakit penolakan transplantasi, yaitu respon imun terhadap sel yang ditransplantasikan dari orang lain.

Selain tiga di atas, respon imun juga ditemukan terhadap sel-sel tumor. Dalam hal ini, respon imun tersebut bersifat menguntungkan karena dapat menekan laju pertumbuhan tumor. Sebaliknya jika respon imun mengalami defisiensi, maka tumor akan dapat berkembang lebih jauh menjadi kanker.

Respon imun dapat menguntungkan atau merugikan, tergantung antigennya.

Sumber:

Murphy K & Casey W. 2017. Janeway’s Immunobiology 9th edition. New York, NY : Garland Science/Taylor & Francis Group. Cover image: https://img.freepik.com/