Mekanisme Molekuler Interaksi Sel T & MHC

Antigen Bebas vs. Antigen Terpresentasi

Setiap hari, patogen seperti virus dan bakteri mencoba masuk ke dalam tubuh kita. Untuk menangkalnya, sistem imun adaptif mengerahkan dua pasukan utama: sel B (pusat imunitas humoral) dan sel T (pusat imunitas seluler). Meski sama-sama bertugas mengenali antigen (bagian spesifik dari patogen), cara kerja reseptor keduanya bertolak belakang.

Perbedaan fundamental ini berakar pada apa yang secara molekuler bisa mereka "lihat". Reseptor sel B dirancang mirip dengan jaring penangkap yang memiliki afinitas tinggi. Reseptor ini bisa langsung mengikat struktur 3D dari virus utuh yang sedang mengapung bebas di sirkulasi darah atau cairan limfa.

Sebaliknya, reseptor sel T (TCR) seolah 'buta' terhadap antigen yang masih utuh. Sel T tidak akan bereaksi terhadap virus bebas, betapapun banyaknya. Agar sel T bisa "melihat" ancaman, virus tersebut harus dipotong-potong menjadi fragmen protein linear berukuran kecil (peptida) terlebih dahulu, lalu dipegang dan dipajang di permukaan membran sebuah sel menggunakan molekul khusus. Mekanisme biokimia yang absolut diperlukan oleh sel T ini disebut Presentasi Antigen (Antigen Presentation).

Mengapa reseptor sel T (TCR) tidak bereaksi terhadap partikel virus yang baru saja masuk dan masih mengalir utuh di dalam plasma darah?

  • A. Karena TCR hanya dapat mengenali antigen yang telah dipotong dan disajikan oleh molekul MHC.
  • B. Karena sel T tidak memiliki reseptor ekstraseluler untuk mengikat antigen secara fisik.
  • C. Karena partikel virus melepaskan enzim yang memblokir situs pengikatan pada TCR.
  • D. Karena sel T hanya bertugas merespons patogen berupa bakteri intraseluler, bukan virus.

Jawaban: A. Karena TCR hanya dapat mengenali antigen yang telah dipotong dan disajikan oleh molekul MHC.

Berbeda dengan sel B yang merilis antibodi, sel T seolah 'buta' terhadap antigen bebas. Mereka hanya bisa mengenali peptida yang telah diproses dan ditampilkan pada etalase seluler (molekul MHC).

Sel T membutuhkan presentasi antigen oleh molekul MHC dan tidak bisa mengenali antigen yang masih utuh atau bebas.

Anatomi Fungsional Molekul MHC

Bagaimana sebenarnya sel-sel di tubuh kita memajang fragmen patogen agar bisa diinspeksi oleh sel T? Di sinilah protein esensial bernama MHC (Major Histocompatibility Complex) mengambil peran utama.

MHC adalah kelompok molekul glikoprotein yang tertanam kuat pada membran plasma sel tubuh. Anda bisa membayangkannya sebagai 'etalase' seluler. Tugas tunggal molekul ini adalah mengikat fragmen peptida hasil pemecahan protein dari dalam sel, membawanya melintasi membran sel, dan memajangnya ke lingkungan luar (extracellular space).

Setiap saat, mesin pemecah protein yang disebut proteasom mendegradasi protein tua atau protein virus intraseluler menjadi peptida kecil. Peptida ini kemudian dikirim ke retikulum endoplasma dan dimuat tepat ke dalam celah ikatan molekul MHC.

Mekanisme ini menyediakan jendela tembus pandang satu-satunya bagi sistem imun untuk memonitor apa yang terjadi di bagian intraseluler. Saat sel T yang berpatroli memindai etalase ini, ia akan mendeteksi apabila MHC memajang fragmen dari virus atau protein kanker yang bermutasi, lalu membunyikan alarm sistemik.

Struktur kompleks molekul MHC menampilkan peptida merah yang terikat di celahnya Gambar: David Goodsell, CC BY 4.0 — Wikimedia Commons

Tentukan kebenaran dari pernyataan-pernyataan berikut mengenai fungsi utama molekul MHC dalam biologi seluler:

  • Molekul MHC berfungsi membedakan sel normal dengan sel terinfeksi dengan menampilkan fragmen protein patogen dari dalam sel. — Benar
  • Sel T dapat terus memantau ancaman di dalam sel tubuh meskipun sel tersebut benar-benar kehilangan molekul MHC-nya. — Salah

MHC adalah satu-satunya 'jendela' bagi sistem imun untuk memantau kondisi intraseluler. Jika sebuah sel secara tidak normal kehilangan molekul MHC-nya (misalnya dirusak oleh virus pembajak), sel T tidak akan bisa memeriksa infeksi spesifik di dalam sel tersebut secara langsung.

MHC adalah struktur wajib bagi sel T untuk memantau status infeksi atau kerusakan pada lingkungan internal sel.

Klasifikasi Sel T: Aturan "Rule of 8"

Tidak semua etalase MHC didesain sama, dan tidak semua sel T ditugaskan untuk melakukan pekerjaan yang identik. Molekul MHC berevolusi menjadi dua kelas struktural berbeda yang masing-masing secara eksklusif dikunci (docking) untuk pasukan spesifik: Sel T Sitotoksik (CD8+) dan Sel T Pembantu (CD4+).

MHC Kelas I diekspresikan pada hampir seluruh sel tubuh yang berinti (sel otot, sel ginjal, sel paru). Tugasnya adalah melapor: "Apakah sel ini telah dibajak?". MHC Kelas I hanya memiliki kecocokan bentuk dengan molekul ko-reseptor pada Sel T Sitotoksik (CD8+). Jika terinfeksi, sel T CD8+ bertugas mengeksekusi mati sel target untuk memutus rantai replikasi.

Di sisi lain, MHC Kelas II bersifat amat spesifik, hanya diizinkan tampil pada Sel Penyaji Antigen (APC) profesional seperti makrofag atau sel dendritik. APC ini menelan bahaya dari luar sel, memprosesnya, dan menyajikannya via MHC Kelas II. Molekul MHC Kelas II hanya akan berikatan erat dengan Sel T Pembantu (CD4+). Sel ini lantas bertindak sebagai jenderal, merilis sitokin untuk mengatur pergerakan sel imun lainnya.

Berdasarkan prinsip kesesuaian afinitas 'Rule of 8', jika sebuah sel hati terinfeksi virus hepatitis dan memajang fragmen patogen pada permukaan selnya, sel imun adaptif mana yang secara persis memiliki reseptor untuk mengeksekusi respons molekuler tersebut?

  • A. Sel T Pembantu (CD4+)
  • B. Sel T Sitotoksik (CD8+)
  • C. Makrofag Jaringan
  • D. Sel Limfosit B memori

Jawaban: B. Sel T Sitotoksik (CD8+)

Sel hati merupakan sel somatik berinti biasa, sehingga ia hanya mengekspresikan molekul MHC Kelas I. Berdasarkan 'Rule of 8' (1 x 8 = 8), MHC Kelas I akan selalu merespons dan dikenali secara eksklusif oleh ko-reseptor pada Sel T Sitotoksik (CD8+).

MHC Kelas I terdapat di semua sel berinti (seperti sel hati) dan selalu berpasangan secara fungsional dengan Sel T CD8+.