Imunitas Seluler: Peran MHC dan CTL

Kompartemen Infeksi: Humoral vs Seluler

Patogen yang berada bebas di cairan tubuh ditangani oleh antibodi, sedangkan patogen yang sudah bersembunyi di dalam sel harus ditangani langsung oleh sel limfosit.

Diagram kompartemen kerja imunitas: respons humoral di luar sel vs respons seluler di dalam sel inang

Sistem pertahanan adaptif membagi tugasnya berdasarkan lokasi patogen berada:

Respons Humoral (Ekstraseluler)Diproduksi oleh sel plasma (diferensiasi dari sel B), molekul antibodi beredar bebas di dalam darah, getah bening, dan cairan interstisial. Antibodi bekerja efektif mengikat, menggumpalkan, dan menetralkan virus atau bakteri yang mengapung bebas di luar sel sebelum sempat menginfeksi. Namun, antibodi adalah protein besar yang tidak dapat menembus membran sel inang.
Respons Seluler (Intraseluler)Ketika virus seperti virus Y berhasil menginfeksi dan masuk ke dalam sitoplasma sel epitel saluran napas, partikel virus bereplikasi di dalam kompartemen internal sel inang. Karena antibodi tidak memiliki akses ke dalam sitoplasma sel, satu-satunya cara untuk menghentikan replikasi dan penyebaran virus adalah dengan melibatkan sel limfosit yang mampu menghancurkan (melisiskan) seluruh sel inang yang telah terinfeksi.

Presentasi Antigen: MHC Kelas I vs MHC Kelas II

Sel tubuh melaporkan infeksi internalnya ke sistem imun dengan menampilkan potongan protein virus pada reseptor permukaan bernama MHC (Major Histocompatibility Complex).

Perbandingan alur pemrosesan antigen MHC Kelas I pada sel epitel versus MHC Kelas II pada makrofag

Molekul MHC adalah glikoprotein pada membran sel yang berfungsi sebagai pengikat dan penyaji fragmen peptida ke reseptor sel limfosit T. Tubuh memiliki dua kelas utama MHC dengan peran dan distribusi yang berbeda:

MHC Kelas I (Jalur Antigen Intraseluler / Endogen)Terekspresi pada permukaan hampir semua sel tubuh berinti, termasuk sel epitel saluran napas. Ketika virus Y bereplikasi di dalam sitoplasma sel epitel, proteasom sel akan memotong sebagian protein virus menjadi fragmen peptida pendek. Fragmen ini dibawa ke retikulum endoplasma, dimuatkan ke celah molekul MHC kelas I, lalu ditranspor ke membran sel untuk diekspresikan keluar.
MHC Kelas II (Jalur Antigen Ekstraseluler / Eksogen)Hanya terdapat pada Antigen-Presenting Cells (APC) profesional, seperti makrofag, sel dendritik, dan sel B. Sel-sel ini menelan mikroba dari cairan luar (fagositosis/endositosis), mencernanya di dalam fagosom, lalu mempresentasikannya lewat MHC kelas II untuk memicu sel T pembantu (T helper / $\text{CD4}^+$).

Sebuah bakteri patogen berkembang biak di rongga jaringan ikat tanpa memasuki sel tubuh. Tentukan status kebenaran pernyataan berikut mengenai respons seluler terhadap bakteri tersebut:

Fragmen bakteri tersebut akan dipresentasikan oleh makrofag menggunakan molekul MHC kelas II. — Benar
Sel-sel jaringan ikat di sekitarnya akan mempresentasikan antigen bakteri tersebut melalui MHC kelas I. — Salah

Bakteri yang berada di rongga jaringan ikat merupakan patogen ekstraseluler. Makrofag akan menelan patogen ekstraseluler ini dan mempresentasikannya melalui molekul MHC kelas II (Pernyataan 1 Benar). Sebaliknya, sel jaringan ikat di sekitarnya tidak mempresentasikan antigen bakteri ekstraseluler lewat MHC kelas I, karena MHC kelas I mempresentasikan protein yang disintesis langsung di dalam sitoplasma sel tersebut (intraseluler) (Pernyataan 2 Salah).

Membedakan penggunaan MHC kelas I dan MHC kelas II berdasarkan lokasi awal patogen.

Eksekutor Seluler: Aktivasi Sel T Sitotoksik (CTL)

Kompleks MHC kelas I dan fragmen virus dikenali secara spesifik oleh Sel T Sitotoksik (CTL), memicu CTL untuk melisiskan sel terinfeksi.

Diagram kontak molekuler antara Reseptor TCR pada Sel T Sitotoksik dengan kompleks MHC Kelas I peptida virus pada membran sel epitel terinfeksi

Mekanisme penyerangan dan penghancuran sel inang yang terinfeksi berlangsung melalui interaksi molekuler terarah:

Pengenalan Spesifik Reseptor-LiganSel T Sitotoksik (dikenal juga sebagai limfosit $\text{T CD8}^+$) memiliki reseptor permukaan berupa Reseptor TCR (T Cell Receptor). TCR berikatan secara komplementer dengan kompleks MHC kelas I–peptida virus pada permukaan sel epitel terinfeksi. Koreseptor $\text{CD8}$ pada CTL turut menstabilkan ikatan ini dengan mengikat domain non-polimorfik MHC kelas I.
Pelepasan Granula SitolitikPengenalan ini memicu polarisasi sitoskeleton CTL ke arah kontak seluler (sinaps imunologis). CTL mensekresikan granula lisis yang mengandung:
- Perforin: protein yang membentuk pori-pori transmembran pada membran sel target.
- Granzim: enzim protease yang memasuki sitoplasma sel target lewat celah perforin untuk memicu kaskade pemecahan protein dan induksi apoptosis (kematian sel terprogram).

Aktivasi limfosit T sitotoksik naif oleh molekul MHC kelas I yang mempresentasikan fragmen antigen pada sel tubuh yang terinfeksi Gambar: https://openstax.org, CC BY 4.0 — Wikimedia Commons