ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Limposit gamma delta

•Download as DOCX, PDF•
•
Universitas Negeri Jakarta
Universitas Negeri Jakarta

Teks ini membahas tentang sel limfosit T γδ. Sel ini memiliki reseptor sel T yang terdiri dari rantai γ dan δ. Sel T γδ ditemukan dalam jumlah kecil di organ limfoid dan lebih banyak di jaringan mukosa. Sel ini memiliki distribusi dan morfologi yang berbeda dari sel T αβ dan mengenali antigen secara langsung tanpa perantaraan MHC.

1 of 25
0 TUGAS IMUNOGENETIKA SEL LIMFOSIT T γδ RIA AMELIA PRODI IMUNOLOGI PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2013 [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
1 I. Pendahuluan Limfosit B dan T mengenali antigen dengan menggunakan reseptor heterodimerik yang sangat beragam. Reseptor heterodimerik tersebut biasanya disebut dengan nama reseptor sel B-dan reseptor sel T ( T-Cell ReceptorsTCRs). Limfosit T dibagi menjadi dua sub-populasi yang masing-masing secara eksklusif membawa rantai TCRs dimana keduanya dikodekan pada gen lokus α dan β atau γ dan δ. Klasifikasi sel T tersebut dinamai sel Tαβ (alpha beta) dan sel T γδ (gamma delta), untuk lebih menjelaskannya dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini; Gambar 1. T sel reseptor terdiri dari dua kelas yaitu sel Tαβ (alpha beta) dan sel T γδ (gamma delta). Gambar diunduh dari C.Garland Science, 2009. Pada makalah ini akan dibahas lebih rinci mengenai sel T γδ (gamma delta). TCR γδ memiliki keanekaragaman struktur yang luas. Hal ini diperoleh dari rekombinasi somatik dari segmen gen variabel (V), diversity (D), dan joining (J). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
2 TCR γδ memiliki kesamaan dengan TCR αβ yaitu ikatan non kovalen yang berhubungan dengan kompleks transduksi dari beberapa subunit CD3 yang memicu sinyal cascade intraselular dan aktivasi subsekuen dari efektor sel T berfungsi untuk mengikuti pengenalan antigen (Gertner, J. Et al. 2007). Sel T γδ ditemukan secara tidak sengaja pada manusia dan tikus satu dekade yang lalu, dan diproduksi oleh semua vertebrata dan sampai sejauh ini masih dipelajari mengenai sel T γδ. Sel T γδ secara umum ditemukan dalam jumlah yang kecil di dalam organ limpoid primer dan sekunder. sel T γδ banyak ditemukan dalam jaringan mukosa. Beberapa pengamatan menunjukan bahwa sel T γδ mengenali satu set spesifik dari antigen yang dikonservasi dan memainkan peran penting dalam berbagai macam respon imun dan proses homeostatis sel (Chien, Y.h dan M. Bonneville, 2006). II. Distribusi Sel T γδ dapat ditemukan dari spesies ke spesies atau dari satu organ tubuh ke organ yang lain dengan reseptor sel T γδ yang bervariasi. Frekuensi atau jumlah sel T γδ yang terdapat pada jaringan dipengaruhi oleh umur dan riwayat penyakit seseorang. Pada individu yang sehat sel T γδ dapat ditemukan dengan nilai rata-rata diantara 1 dan 5% sel T darah perifer manusia dan sebanyak 3% dari sel T yang terdapat pada limpa dan nodus limpa di tikus. Frekuensi ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan hewan ruminansia dan burung, dimana mereka hanya memiliki kadar sepertiga dari total sel T yang ada di dalam tubuh. Jumlah sel T γδ meningkat pada lapisan epitel yang memiliki kontak langsung berhubungan dengan lingkungan eksternal, selain itu jumlah sel T γδ juga [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
3 ditemukan banyak pada saluran pencernaan pada manusia, tikus, ayam dan lapisan mukosa organ reproduksi tikus (Gertner, J. Et al. 2007). III. Morfologi Sel T γδ dewasa pada darah perifer, limpa dan nodus limpa tidak dapat dibedakan dengan sel limposit B dan sel limposit Tαβ dengan cara tradisional pewarnaan Giemsa/ May-Grunwald. Dalam kondisi istirahat sel T γδ terlihat halus dan bulat, berdiameter 7- 12 µm dengan inti nukleus bulat terdapat benang kromatin yang memendek tak berbentuk jelas (Ferreri, A.J.M. et al. 2012). Ketika diaktivasi secara in vitro atau ketika infeksi virus atau mikroba sel T γδ aktiv seperti sel Tαβ, terlihat lebih besar dengan bentuk irregular dan bergranul. sel T γδ sering ditemukan di lapisan mukosa dan epitel stratified, dimana morfologi sel T γδ terlihat seperti sel dendrit (Gertner, J. Et al. 2007). Oleh karena itu, sel T γδ sering disebut “ Sel T dendritik epidermis- Dendritic Epidermal T Cells”. Morfologi sel T γδ dapat dilihat pada gambar 2, dibawah ini; a b c Gambar 2. Morfologi sel T γδ. a. struktur sel limfosit pada limpa dengan pewarnaan haematoxylin–eosin, 20×/0.70). b. rantai TCR γ pada limpa dengan teknik immuno-histokimia (Ferreri, A.J.M. et al. 2012). c. sel T γδ yang memiliki bentuk lebih kecil dari sel limfosit lainnya, memiliki bentuk irregular dan granula yang tersebar, dua sel Tγδ terlihat membentuk tangan yang menonjol ke depan. Sel Tγδ diambil dari darah perifer penderita leukemia (Koleksi Zahid Kaleem diunduh dari www. PathPedia.com). IV. Fenotip [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
4 Rantai samping TCR γ dan α berfungsi sebagai marker untuk identifikasi dan isolasi sel Tγδ. sel T γδ tersebar pada lapisan permukaan sel dapat dideteksi dengan teknik flowcytometry menggunakan monoklonal antibodi yang telah diberi label. Pada sel T αβ memiliki tanda seperti CD2, CD3, CD7 dan sel haematopoietic memiliki tanda seperti CD18, CD58. Beberapa keistimewaan tanda diferensiasi sel juga ditunjukkan pada sel T subset. Pada tikus dan manusia koreseptor CD4 dan CD8 ditemukan hampir diseluruh sel T αβ dewasa tetapi pada sel T γδ ditemukannya hanya sedikit yang memiliki tanda CD4 dan CD8 biasanya ditemukan pada jaringan non epitel. CD8+ pada sel T γδ ditemukan banyak didalam darah dan limpa pada sapi, burung dan di mukosa usus pada juga ditemukan pada beberapa binatang (Gertner, J. Et al. 2007). Bentuk molekul CD8+ pada sel T γδ berbentuk homodimer “αα” berbeda dengan bentuk molekul CD8+ pada sel T αβ yang berbentuk heterodimer yang tersusun dari subunit α dan β (Mincheva,L dan Nisson, 2003). Perbedaan antara sel T αβ dan sel T γδ dapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini; (Mincheva,L dan Nisson, 2003) (Mincheva,L dan Nisson, 2003) Perbedaan fenotip antara sel T αβ dan sel T γδ berhubungan juga dengan perbedaan perkembangan sel, spesifisitas antigen dan status aktivasi dari sel T αβ [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
5 dan sel T γδ. Minimnya koreseptor CD4 dan CD8 pada sebagian besar sel T γδ mungkin yang mencerminkan reaktifitas yang tinggi terhadap Major Histocompatibility Complex (MHC) pada ligan yang terkait. Selain itu, sel T γδ CD8αα (homodimer) sering terekspresi pada intestinal intraepithelial yang di induksi kondisi kronis secara in vivo (Mincheva,L dan Nisson, 2003). Ekspresi CD8 homodimer tidak seperti CD8 heterodimer yang dapat di induksi oleh berbagai macam sel limfosit, termasuk sel T γδ dan sel NK. Sel T γδ CD8 yang di ambil ex vivo menunjukkan beberapa fenotip dan fitur fungsi fungsional dari preaktivasi/ sel T memori seperti CD25 atau CD45RO. Tidak seperti sel T αβ, sel T γδ sering berbagi beberapa tanda dengan sel NK, termasuk koaktivator NKGD2 homodimer, reseptor FcγRIII CD 16, dan CD56. Beberapa reseptor penghambatan ikatan MHC Class I (INMR) seperti CD94/NKG2 heterodimer, juga sering terdeteksi di sel NK dan sel T γδ pada darah, tetapi jarang ditemukan pada sel T αβ. Ekspresi INMR memungkinkan sel T γδ untuk memodulasi aktivasi melalui seinyal yang diterima dari sinaps imun sedangkan pada sel NK INMR mungkin berfungsi untuk membantu dalam mengendalikan reaktifitas dari beberapa sel T γδ dengan MHC Class I dengan mengantarkan sinyal penghambat (Gambar. 7) (Gertner, J. Et al. 2007). V. Struktur Reseptor Sel T (TCR) dan Pengenalan. Pada umumnya reseptor sel T (T cell reseptor, TCR) αβ dan sel T γδ merupakan molekul heterodimer yang tersusun dari dua subunit glikoprotein, rantai δ lebih asam dengan berat molekul 40-60kDa dan rantai γ lebih basa dengan berat molekul 30-60 kDa. Setiap rantai TCR tersusun dari 2 domain [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
6 immunoglobulin. Pada membran bagian distal terdapat domain V- ujung variabel yang memiliki struktur beragam, membran bagian proximal terdapat domain Cujung Konstan yang memiliki struktur tetap dari satu rantai γ atau δ. Reseptor sel T γδ diekspresikan sel T γδ sebagian besar pada sirkulasi di manusia seperti imunoglobulin dengan bentuk menyerupai reseptor sel T αβ kecuali pada domain V memiliki sudut siku yg lebih kecil dari domain C. Hal ini memberikan orientasi pada sisi struktur atau domain konstan daripadi domain bagian atas sel. Ikatan permukaan antigen berbentuk tidak datar seperti reseptor sel T αβ dan memungkinkan untuk mengakomodasi ligan yang berukuran kecil. Ekor intrasitoplasmik yang pendek dari rantai γ dan δ TCR tidak memiliki properti sinyal dan dengan demikian transduksi dari sinyal pengenal antigen diterima dengan bantuan protein transmembran yang mampu merekrut lanjutan pesan intraseluler sedangkan pada TCR αβ fungsi ini dipenuhi oleh kompleks multimerik yang tersusun dari beberapa subunit CD3 non kovalen terkait dengan rantai TCR γδ (Gambar. 3). Gambar 3. Struktur molekuler TCR γδ, yang terdiri dari rantai Variabel, rantai Junction, rantai Constan dan ekor di daerah intrasitoplasmik. Komposisi dan stoikiometri dari kompleks CD3 yang diekspresikan oleh sel T αβ dan sel T γδ sebagian besar sama. Kompleks ini memiliki enam subunit CD3 [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
7 (γ, δ, 2ε, 2δ) membentuk homodimer (CD3δδ) atau heterodimer (CD3γε dan δε). Kompleks CD3 dapat dilihat pada gambar 4 dibawah ini: Gambar 4. TCR dengan protein kompleks CD3 yang berperan dalam kompleks signal trasduksi. Interaksi antara rantai TCR dengan kompleks CD3 dibentuk melalui ikatan elektrostatik antara residu polar yang terletak di wilayah transmembran dari TCR γ dan δ dengan subunit CD3 γ dan δ. Sinyal transduksi diterima oleh komponen CD3ε dan δ, membawa satu atau beberapa motif intraselular (disebut ITAMs, Immunoreceptor tyrosine-based activating motifs) yang memungkinkan perekrutan dan fosforilasi dari beberapa tyrosine kinase seperti p59fyn, ZAP70, dan SyK dan selanjutnya aktivasi sinyal cascade secara keseluruhan. Contoh mekanisme aktivasi sel T αβ dan sel Tγδ dapat dilihat pada gambar 5 dibawah ini; [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
8 Gambar 5. (a) aktivasi dari sel T naif (TH0) melalui ligasi dari TCR dengan CD28 yang menghasilkan sel T berpoliferasi dan berdiferensiasi dari sel T naif menjadi fenotip sel Th1 dengan menghasilkan produk IFN-γ. Selanjutnya, ligasi antara TCR-CD28 akan mengarahkan untuk memproduksi C3 yang mengaktifasi jalur complement alternatif untuk berikatan dengan antigen, sehingga terjadi opsonisasi antara C3b dengan antigen. (b) Opsonisasi C3B-antigen memulai ko-stimulasi dari CD46, untuk meningkatkan produksi IL-2 dan proliferasi sel T, ketika produksi IL-2 melemah ko-stimulasi CD46 mempromotor untuk memproduksi IFN-γ. (c) sehingga terjadi peningkatan produksi IL-2, sebagai hasil dari proliferasi dan perkembangan dari efektor sel Th1 dengan menginduksi CD-46 untuk memproduksi IL-10. (1). Mekanisme dari ekspresi isoform cytoplasmic 1 (CYT-1) diterima oleh CD46 untuk mengaraj produksi IL-10 (2). Rantai Vγ9Vδ2+ bagian dari sel limfosit T γδ mengekspresikan CYT-2 isoform, yang berhubungan dengan tidak dihasilkan produksi IL-10 yang menyebabkan ditekannya produksi IFN-γ dengan mekanisme yang belum diketahui (Karsten, C.M. & Jorg Kohl 2010). Pada gambar 5. Terdapat perbedaan antara sel Tαβ dengan sel Tγδ dalam mengenali antigen. Pada sel Tαβ pengenalan antigen diperantarai oleh sel APC yang menghasilkan molekul MHC yang membawa bagian peptida antigen yang memiliki antigensitas yang tinggi sedangkan pada sel Tγδ dapat langsung mengenali antigen tanpa perantara molekul MHC. Hal ini berhubungan dengan struktur molekul pada daerah CDR3 yang dibentuk oleh rekombinansi rantai VDJ yang menjadi komponen utama dalam pengenalan antigen dan rantai TCR δ yang memiliki potensi keanekaragaman yang tinggi pada loop CDR3 diantara semua rantai reseptor antigen (Chien, Y.H., dan M. Bonneville, 2006). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
9 Antigen binding loop dari sel T γδ memiliki bentuk lebih mirip dengan immunoglobulin (Ig) daripada TCR αβ. Pada sel T γδ pengenalan protein antigen dilakukan secara langsung tanpa persyaratan untuk proses atau presentasi. Pengenalan ini selalu didasari pada interaksi TCR-dimediasi dengan epitop konformasional yang terdiri dari sistem yang sangat heterogen seperti molekul MHC kelas Ib , T22 MHC, Qa,b kompleks a glutamic-tyrosine copolymer, fragmen peptidic dari tetanus toxoid, heat-shock proteins, dan lain-lain. Struktur kristal dari TCR γδ berikatan kompleks dengan MHC-like T22 (Gambar 6). Ikatan kompleks dapat menerangkan sel T γδ terlihat hampir tidak menggunakan keanekaragaman dari sekuen TCRγ dan TCRδ. TCR γδ tidak berikatan dengan bagian atas molekul MHC tetapi agak bergantung di bagian lateral, sehingga terjadi interaksi dengan asam amino pengkode TCRDδ2. 1 2 Gambar 6.Struktur kristal dari TCR γδ berikatan kompleks dengan MHC-like T22. Pada (1). Terlihat TCR γδ dapat berikatan dengan molekul MHC-like T22 (Witherden, D,A., dan Wendy, L.H, 20I2) dan pada (2) merupakan struktur kristal dari ikatan tersebut (Konigsofer,Y. dan Yueh, H.C, 20II) [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
10 Gambar 7. Stimulasi sel Tγδ manusia dengan pengenalan MHC yang terbatas pada pengenalan senyawa kecil non peptida. Pada pengenalan tersebut TCR dimediasi oleh ambang aktivasi dan diimbangi dengan sinyal penghambat yang dipicu oleh interaksi INMR dengan MHC kelas I pada sel target. Zap, δ terkait protein 70 kDa (Gertner, J., et al., 2007) Sel Tγβ manusia subset Vγ predominan di dalam epitel usus dan memiliki respon terhadap MICA dan MICB ( MHC kelas I chain-related A and B: MIC), sebagai media respon untuk tumorigenesis atau infeksi virus. Struktur kristal dan MIC reaktif terhadap TCR Vδ1 γδ ditunjukkan secara struktur keseluruhan homology terhadap antibodi, TCR αβ dan TCR γδ yang lain , (Xu, B., et al.2010) Contoh lain pengenalan antigen non kovalen oleh sel Tγδ manusia melalui GV2S1/DV102S1, sel T γδ yang dominan tersebar di pembuluh darah perifer. Bentuk struktur TCRγδ hampir keseluruhannya mirip dengan imunoglobulin, selain itu loop CDR3γ dan CDR3δ dapat berinteraksi secara langsung dengan ligan kecil seperti phosphoantigen. Senyawa phosphoantigen banyak terdapat di [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
11 sebagian besar sel hidup, sel bakteri, patogen eukariotik seperti plasmodia, tanaman, dan sel manusia termasuk tumor. Semua phospoantigen ini merupakan metabolit endogen dari biosintesis kolesterol (Gertner, J. et al. 2007). Pembetukan senyawa phosphoantigen pada biosintesis kolesterol dapat dilihat pada gambar 8, di bawah ini; Gambar 8. Biosintesis dari phosphoantigen non peptida yang dikenali oleh sel T γδ. Kiri: patogen mikroba seperti Mycovabcteriun tuberculosis, agen TB pada manusia yang menghasilkan HDMAPP phosphoantigen untuk membuat kolesterol. Kanan:pada sel manusia, proses biosintesis kolesterol melalui jalur mevalonate dan menghasilkan IPP dan DMAPP phosphoantigen (Gertner, J. et al. 2007). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
12 Selain mekanisme diatas, sel T γδ juga dapat mengenali molekul lipid antigen (LA) yang terdapat membran bakteri gram negatif melalui CD1b/ CD1c yang terdapat dipermukaan membran sel dendrit yang berfungsi sebagai APC (Cui, Y., et al. 2009). Skema pengenalan sel T γδ terhadap molekul Lipid A bakteri dapat dilihat pada gambar 9 di bawah ini; Gambar 9. Skema dari mekanisme interaksi sel Tγδ dengan Lipid A (Cui, Y., et al. 2009) VI. Genom dari lokus gen γ dan δ Keanekaragaman struktural dari TCR domain Vγ dan Vδ dihasilkan melalui somatic rearrangement dari dua (GV dan GJ) dan tiga (DV, DD, dan DJ) masingmasing segmen (Tabel 2. dan Tabel 3.). GV 1S1-GV 1S8 disebut juga Vg1-Vg8 menurut Lefrance et al. Atau Vg 1. 1- Vg 1.8 menurut Yoshikai et al (Gertner, J. et al. 2007). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
13 Tabel 2. Subset sel Tγδ pada tikus dan manusia (Gertner, J. Et al. 2007). Tabel 3. Perbandingan jumlah segmen pada sel T γδ dan sel T αβ pada tikus dan manusia (Girardi, M., 2006) Sel Tγδ manusia memiliki segmen pada rantai γ terdiri dari 2 macam yaitu Vγ sebanyak 5 segmen, Jγ sebanyak 3 segmen, sedangkan rantai δ terdiri dari 3 macam yaitu Vδ sebanyak 3 segmen, Dδ sebanyak 3 segmen dan Jγ sebanyak 3 segmen (Girardi, M., 2006). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
14 Lokus TCRG Pada manusia lokus TCRG terdapat di kromosom 7 pada band 7p14-p15 hampir sama seperti lokus TCRB. TCRG tersusun dari 14 GV segmen gen dan memiliki 4 subfamili dengan homolog yang lemah. Subfamili pertama tersusun dari 8 anggota, hanya 5 yang fungsional yaitu GV1S2, GV1S3, GV1S4 dan GV1S8. Subfamili kedua tersusun dari 1 fungsional gen V yaitu GV2S1. Segmen GV yang lain non fungsional. Ada lima elemen GJ yaitu GJ1S1, GJ1S2, GJ1S3, GJ2S1, dan GJ2S2 terletak di daerah upstream dari dua gen GC yaitu GC1 dan GC2. Meskipun kedua gen GC sangat homolog satu sama lain, kedua gen tersebut menunjukkan beberapa struktur substansi yang berbeda. Gen GC1 tersusun dari 3 exon, yaitu; exon I mengkode untuk ekstraselular domain Cγ, exon II untuk daerah koneksi terdiri dari sistein yang terlibat dalam TCR γ/δ merantaikan jembatan disulfida, dan exon III mengkode untuk daerah hidrpobik transmembran dan ekor pendek intracytoplasmic. Gen GC2 mengandung 4 atau 5 exon karena duplikasi atau triplikasi dari exon II. Sejak exon II pada gen GC2 tidak memiliki sistein, tidak dapat berikatan kovalen diantara rantai TCR δ dan rantai TCR γ yang dikode oleh gen TCRGVJC2 (Gertner, J. Et al. 2007). Skema lokus TCRG dapat dilihat pada gambar 10 di bawah ini; Gambar 10. Kompleks gen TCRG pada kromosom band 7p14-p15 (Groenen, et al. 2008) [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
15 Pada mencit lokus TCRG terdapat di kromosom 3 diorganisasi dalam “cluster”. Gen GC terdiri dari 4 macam yaitu GC1, GC2, GC3 dan GC4, masingmasing didahului satu elemen GJ dan satu atau beberapa elemen GV. Cluster ini diatur ulang secara bebas dan terkadang bersamaan terletak pada kromosom yang sama, sehingga dalam beberapa kasus menyebabkan ekspresi dari isotipe TCRγ yang berbeda dipasangkan dengan TCRδ yang sama diberikan dalam klon sel T. Hal ini menandakan kurangnya “pengecualian isotipe” yang mengingatkan kurangnya pengecualian alel dari penyusunan ulang gen TCR dan ekspresi ini diamati di beberapa klo sel T αβ dan sel T γδ. Kondisi ini tidak menunjukkan resiko physiopatological. Lokus TCRD Pada manusia dan tikus lokus TCRD dan TCRA terdapat pada kromosom 14 diantara elemen AJ dan AV. TCRD tersusun dari 2 (pada tikus) dan 4 (pada manusia) elemen DJ, kemudian diikuti oleh 3 elemen DD dan 1 gen DC. Satu segmen DV (DV103S1 pada manusia, DV105S1 pada tikus) terletak di daerah downstream DC dalam orientasi transkripsi terbalik. Semua segmen DV diselingi dengan segmen AV, bagian upstream elemen DD. Karena pengorganisasian yang khusus dari lokus TCRA/D, banyak segmen AV atau DV secara teori dapat digunakan untuk membentuk sebuah rantai TCR α dan δ (Gambar 11). Oleh karena itu, beberapa segmen V, seperti DV101S1 pada manusia, ditemukan sama pada rantai TCR α dan δ. Namun, hal ini tampaknya merupakan pengecualian dari aturan. Pada kenyataannya hanya 15 (dari sekitar 50 fungsional) segmen V [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
16 telah ditemukan ulang untuk DD / DJ elemen, dan hanya 3-5 dari elemen V (DV101S1, 102S1, 103S1 pada manusia, DV101S1, 102S1, 104S1, 105S1 dan ADV7S1 pada tikus) telah terdeteksi pada fraksi yang signifikan (di atas 1%) dari sel T γδ. Aturan yang tepat mengatur penggunaan gen V yang diberikan oleh sel T αβ atau γδ masih belum diketahui. Sebagai tambahan proses seleksi antigen terjadi di pusat dan perifer,yang mungkin melibatkan fitur struktural beberapa domain V misalnya VαVβ / VγVδ terbatas pasangan atau gen V seperti lokasi gen V dan aksesibilitas untuk rekombinasi, kompatibilitas rekombinasi urutan signal V / J dan sebagainya. a. b. Gambar 11. Struktur lokus TCRD. a. diunduh dari Puck, J.M., 2012 dan b di unduh dari Krangel, M.S. 2009. Hubungan keanekaragaman dari TCR γδ Perbedaan elemen V(D) J dalam jumlah yang relatif kecil untuk rekombinasi, keragaman urutan TCR rantai γδ cukup besar, karena panjangannya [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
17 nukleotida dan penambahan yang terjadi selama tahap sambungan dari penataan segmen V(D)J. Hal ini berlaku khususnya untuk TCR rantai δ, yang dikodekan hingga lima elemen diatur ulang bersama-sama yaitu VD1D2D3J dan mengandung hingga empat situs nukleotida penyisipan. Selain itu, segmen D dapat dibaca pada semua tiga frame baca. Oleh karena itu, berdasarkan pertimbangan teoritis, ukuran dari TCR γδ repertoar telah diperkirakan sampai dengan 1017, dibandingkan dengan 1015 untuk TCR αβ. Namun, untuk beberapa alasan sel T γδ dibatasi dalam hal ukuran dari repertoar dan keragaman antigen (Gertner, J. Et al. 2007). Batasan ikatan jaringan dari repetoar TCRγδ Sebuah tanda yang mencolok dan unik dari sel T γδ adalah ekspresi preferensial daerah V berbeda dalam jaringan yang berbeda, sehingga menunjukkan keterbatasan pengenalan antigen terkait dari satu jaringan tubuh ke jaringan lain. Pada manusia sel T γδ yang menggunakan kombinasi gen V (GV2S1/DV102S1) di dalam pembuluh darah perifer sebanyak 95%, jarang ditemukan di dalam jaringan lain seperti limpa, timus dan epitelial intestial (Tabel 4). Menariknya, sel T γδ yang membawa GV2S1/DV102S1 beredar di jaringan darah perifer memiliki proporsi dan jumlah yang tetap . TCR rendah pada saat lahir tetapi cepat meningkat pada tahun pertama setelah kelahiran tetapi pada organ timus sel T γδ dalam jumlah yang sudah stabil. Di dalam darah sel T γδ GV2S1/DV102S1 memperoleh beberapa penanda sel memori, menunjukan expansi antigen yang digerakan sedang berlangsung. Hal ini menunjukan bahwa penggunaan gen V pada sel T γδ lebih condong pada darah perifer merupakan [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
18 konsekuensi dari proses seleksi periferal pasca kelahiran yang dimediasi oleh antigen. Hal ini menyebabkan keragaman sekuense dari rantai J TCR dan daerah Vγ di ekspresikan sel (Gertner, J. Et al. 2007). Tabel 4. Karakteristik dari subset sel Tγδ menentukan penggunaan TCR (Girardi, M. 2006) VII. Ontogeny αβ/γδ lineage Sel T αβ berkembang di dalam intestinal dan sel T γδ berkembang di dalam IntraEpithelial Limposit T(IELs). Keduanya berkembang melalui jalur diferensiasi [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
19 ekstrathimic artinya timus memiliki peranan yang penting dalam diferensiasi sel T αβ dan sel T γδ. Penyusunan ulang gen TCR terjadi dalam sekuen selama ontogeny thimic pada lokus TCR γ, δ, β disusun pertama kali, setelah itu baru lokus α. Ada tiga model separasi yaitu: 1. Model “sekuensial” dimana sel Tγδ diproduksi pertama kali dan sel Tαβ berkembang dari sel prekursor yang gagal dalam mensintesis gen γ atau gen δ. 2. Model “kompetitif” penyusunan gen γ, δ, dan β terjadi secara serentak di timosit dan tidak terkait, jika gen γ dan δ disintesis pertama kali, sel akan menjadi sel Tγδ, jika gen β yang disintesis pertama kali maka sel menjasi sel Tαβ. 3. Model “ Independent Linage” menerangkan bahwa baik sel Tαβ maupun sel Tγδ berkembang secara masing-masing dengan jalur yang berbeda. Model 2 dan 3 merupakan model yang diterima saat ini. Model kompetitif didukung oleh oleh analisis mengenai penyusunan ulang. Pada “Independent Lineage” sesuai dengan kondisi yang menyatakan bahwa 1. Adanya unsur yang menekan transkripsi TCR gen α dan gen γ, 2. Rendahnya gangguan dalam inaktivasi gen αβ /γδ dan perkembangan sel Tαβ dan sel Tγδ, 3. Perbedaan sitokin yang digunakan sebagai perkembangan sel Tαβ dan sel Tγδ (Gertner, J. Et al. 2007). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
20 VIII. Fungsi TCR γδ Sel Tγδ memiliki peranan penting dan melengkapi peranan sel Tαβ. Sel Tγδ berperan dengan cepat saat terjadi infeksi pertama dan memainkan peran dalam sistem imun innate terutama di lapisan mukosa. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa sel Tγδ memainkan peran penting dalam mengatur respon imun awal terhadap patogen paru-paru melalui mempengaruhi perekrutan neutrofil, sel dendrit dan makrofag. Meskipun di paru-paru persentase sel Tγδ kecil, tetapi mereka terlihat di garis pertahanan pertama respon imun terhadap patogen mikroba. Penurunan sel Tγδ menyebabkan pertahanan host terhadap infeksi paru-paru Klebsiella pneumonia, Mycobacterium tuberculosis dan Streptococcus pneumoniae. sel Tγδ juga berperan dalam di lapisan kutan yang terinfeksi bakteri Staphylococcus aureus (Cheng, P. et al. 2012). Persentase jumlah sel Tγδ aktif di pembuluh darah perifer selama masa kehamilan meningkat secara signifikan. Sel Tγδ diduga memiliki peran dalam pengenalan imun selama masa kehamilan karena sel Tγδ memiliki ligan yang berbeda dengan sel Tαβ dan pengenalan antigen melalui MHC terbatas pada MHC kelas 1b (Mincheva, L dan Nilsson, 2003). Sel Tγδ selama perkembangannya di thymus, sel T γδ yang prima cepat untuk memproduksi interferon-γ (IFN-γ) atau interleukin-17 (IL-17) dalam menanggapi berbagai rangsangan. Sel Tγδ telah terbukti menjadi penting untuk perlindungan terhadap infeksi mikroba dan pembentukan tumor (Prinz,I. dan Lisa Fohse, 2012). Sel Tγδ memiliki aktivitas sitolotik yang kuat terhadap beragam tumor limfoid dengan menghasilkan senyawa intraseluler perforin (Gambar 12) . [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
21 Gambar 12. Pengenalan dan pembunuhan sel Tγδ manusia terhadap sel tumor limphoma anaplastik. sel Tγδ cepat teraktivasi dan mengenali sel tumor, sel Tγδ mensintesis senyawa perforin (berwarna merah) untuk membunuh sel tumor target. Kematian sel target ditandai dengan perubahan warna pada sitoplasma dari hijau menjadi biru (Gertner, J. Et al. 2007). Selain dapat mengenali dan membunuh sel tumor dan produk-produk dari stress sel secara langsung tanpa bantuan perantara sel APC, sel Tγδ juga berperan dalam perbaikan jaringan yang rusak seperti penyembuhan fraktura. Sel Tγδ menghasilkan sitokin yang didominasi Th1 tetapi juga memproduksi Th2. Selain itu, juga memproduksi IL-17 melalui induksi sel Th17 oleh reseptor retinoic pada sel tγ. Sitokin yang dihasilkan tidak hanya ditentukan dari perbedaan jenis patogen tetapi juga kemampuan sitolitik dari sel Tγδ dengan mengekspresikan molekul FasL. Sel Tγδ juuga dapat mendikte fenotip Th1 atau Th2 dari CD4+ respon dari sel Tαβ (Colburn, N.T., 2009). Mekanisme imunoregulasi sel Tγδ dapat dilihat pada gambar 13 dan tabel 5. dibawah ini; . [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
22 Gambar 13. Skema menunjukkan kemungkinan mekanisme imunoregulasi oleh sel Tγδ. Panah tebal menunjukkan situasi di mana IELs menyebabkan sitolisis dan kematian sel target, dan panah tipis menunjukkan mekanisme alternatif, APC (Antigen Presenting Cells), IL-10 (interleukin-10), T β4 (thymosisn-β4); T helper (Witherden, D.A., dan Wendy L Havran, 2012). Tabel 5. Perbandingan sel T αβ dan sel Tγδ pada tikus (Girardi, M., 2006) [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
23 DAFTAR PUSTAKA Cheng,P., Tao L., Wei-Ying Z., Yuan Z., Liu-sheng P., Jin-yu Z., Zhi-Nan Y., Xu-hu M., Gang G., Yun S. dan Quan-ming Z. 2012. Role of gamma-delta T cells in host response against Staphylococcus aureus-induced pneumonia. BMC Immunology , 13:38. http://www.biomedcentral.com/1471-2172/13/38 Chien, Y.H. dan M. Bonneville. 2006. Gamma Delta T Cell Receptor. Cellular Molecular LiFE Science; 63 2089–2094 1420-682X/06/182089-6. doi; 10.1007/s00018-006-6020-z Colburn, N.T., Kristien J. M. Z., Francis W.,dan Rocky S. T. 2009. A Role for γδ T Cells in a Mouse Model of Fracture Healing. Arthritis & Rheumatism. Vol. 60, No. 6, June, pp 1694–1703. doi 10.1002/art.24520 Cui, Y., Lei K., Lianxian C. dan and Wei H. 2009. Human γδ T cell Recognition of lipid A is predominately presented by CD1b or CD1c on dendritic cells. Biology Direct , 4:47 doi:10.1186/1745-6150-4-47. Gertner,J., Emmanuel S.,Mary P., Marc B., Jean, J. F. 2007. Lymphocytes: Gamma Delta. Encyclopedia Of Life Sciences. doi: 10.1002/9780470015902.a0001195.pub2 Girardi, M. 2006. Immunosurveillance and Immunoregulation by γδT Cells. Journal of Investigative Dermatology ; 126, 25–31. doi:10.1038/sj.jid.5700003 Groenen, P. Anton, W. Langerak, Jacques J. M. van Dongen dan Johan H. J. M. van Krieken. 2008. Pitfalls in TCR gene clonality testing: teaching cases. J Hematopathol 1:97–109. doi: 10.1007/s12308-008-0013-9 Krangel. M.S. 2009 .Mechanics of T cell receptor gene rearrangement. Elsevier. Volume 21, Issue 2: 133–139. doi:10.1016j/.coi.2009.03.009 Puck, J.M. 2012. Laboratory technology for population-based screening for severe combined immunodeficiency in neonates: The winner is T-cell receptor excision circles . Journal of Allergy and Clinical Immunology Volume 129, Issue 3; 607–616. doi: 10.1016/j.jaci.2012.01.032 Mincheva, L., dan Nilsson.2003. Pregnancy and gamma/delta T cells: Taking on the hard questions. Reproductive Biology and Endocrinology, 1:120. http://www.rbej.com/content/1/1/120. [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
24 Prinz,I. dan Lisa Fohse. 2012. γδ T cells are not alone. Immunology and Cell Biology 90, 370–371. doi:10.1038/icb.2011.61 Witherden, D.A. dan Wendy L Havran. 2012. EPCR: a stress trigger for γδ T cells. Nature Immunology 13, 812–814 . doi:10.1038/ni.2398 [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]

More Related Content

Limposit gamma delta

  • 1. 0 TUGAS IMUNOGENETIKA SEL LIMFOSIT T γδ RIA AMELIA PRODI IMUNOLOGI PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2013 [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 2. 1 I. Pendahuluan Limfosit B dan T mengenali antigen dengan menggunakan reseptor heterodimerik yang sangat beragam. Reseptor heterodimerik tersebut biasanya disebut dengan nama reseptor sel B-dan reseptor sel T ( T-Cell ReceptorsTCRs). Limfosit T dibagi menjadi dua sub-populasi yang masing-masing secara eksklusif membawa rantai TCRs dimana keduanya dikodekan pada gen lokus α dan β atau γ dan δ. Klasifikasi sel T tersebut dinamai sel Tαβ (alpha beta) dan sel T γδ (gamma delta), untuk lebih menjelaskannya dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini; Gambar 1. T sel reseptor terdiri dari dua kelas yaitu sel Tαβ (alpha beta) dan sel T γδ (gamma delta). Gambar diunduh dari C.Garland Science, 2009. Pada makalah ini akan dibahas lebih rinci mengenai sel T γδ (gamma delta). TCR γδ memiliki keanekaragaman struktur yang luas. Hal ini diperoleh dari rekombinasi somatik dari segmen gen variabel (V), diversity (D), dan joining (J). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 3. 2 TCR γδ memiliki kesamaan dengan TCR αβ yaitu ikatan non kovalen yang berhubungan dengan kompleks transduksi dari beberapa subunit CD3 yang memicu sinyal cascade intraselular dan aktivasi subsekuen dari efektor sel T berfungsi untuk mengikuti pengenalan antigen (Gertner, J. Et al. 2007). Sel T γδ ditemukan secara tidak sengaja pada manusia dan tikus satu dekade yang lalu, dan diproduksi oleh semua vertebrata dan sampai sejauh ini masih dipelajari mengenai sel T γδ. Sel T γδ secara umum ditemukan dalam jumlah yang kecil di dalam organ limpoid primer dan sekunder. sel T γδ banyak ditemukan dalam jaringan mukosa. Beberapa pengamatan menunjukan bahwa sel T γδ mengenali satu set spesifik dari antigen yang dikonservasi dan memainkan peran penting dalam berbagai macam respon imun dan proses homeostatis sel (Chien, Y.h dan M. Bonneville, 2006). II. Distribusi Sel T γδ dapat ditemukan dari spesies ke spesies atau dari satu organ tubuh ke organ yang lain dengan reseptor sel T γδ yang bervariasi. Frekuensi atau jumlah sel T γδ yang terdapat pada jaringan dipengaruhi oleh umur dan riwayat penyakit seseorang. Pada individu yang sehat sel T γδ dapat ditemukan dengan nilai rata-rata diantara 1 dan 5% sel T darah perifer manusia dan sebanyak 3% dari sel T yang terdapat pada limpa dan nodus limpa di tikus. Frekuensi ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan hewan ruminansia dan burung, dimana mereka hanya memiliki kadar sepertiga dari total sel T yang ada di dalam tubuh. Jumlah sel T γδ meningkat pada lapisan epitel yang memiliki kontak langsung berhubungan dengan lingkungan eksternal, selain itu jumlah sel T γδ juga [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 4. 3 ditemukan banyak pada saluran pencernaan pada manusia, tikus, ayam dan lapisan mukosa organ reproduksi tikus (Gertner, J. Et al. 2007). III. Morfologi Sel T γδ dewasa pada darah perifer, limpa dan nodus limpa tidak dapat dibedakan dengan sel limposit B dan sel limposit Tαβ dengan cara tradisional pewarnaan Giemsa/ May-Grunwald. Dalam kondisi istirahat sel T γδ terlihat halus dan bulat, berdiameter 7- 12 µm dengan inti nukleus bulat terdapat benang kromatin yang memendek tak berbentuk jelas (Ferreri, A.J.M. et al. 2012). Ketika diaktivasi secara in vitro atau ketika infeksi virus atau mikroba sel T γδ aktiv seperti sel Tαβ, terlihat lebih besar dengan bentuk irregular dan bergranul. sel T γδ sering ditemukan di lapisan mukosa dan epitel stratified, dimana morfologi sel T γδ terlihat seperti sel dendrit (Gertner, J. Et al. 2007). Oleh karena itu, sel T γδ sering disebut “ Sel T dendritik epidermis- Dendritic Epidermal T Cells”. Morfologi sel T γδ dapat dilihat pada gambar 2, dibawah ini; a b c Gambar 2. Morfologi sel T γδ. a. struktur sel limfosit pada limpa dengan pewarnaan haematoxylin–eosin, 20×/0.70). b. rantai TCR γ pada limpa dengan teknik immuno-histokimia (Ferreri, A.J.M. et al. 2012). c. sel T γδ yang memiliki bentuk lebih kecil dari sel limfosit lainnya, memiliki bentuk irregular dan granula yang tersebar, dua sel Tγδ terlihat membentuk tangan yang menonjol ke depan. Sel Tγδ diambil dari darah perifer penderita leukemia (Koleksi Zahid Kaleem diunduh dari www. PathPedia.com). IV. Fenotip [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 5. 4 Rantai samping TCR γ dan α berfungsi sebagai marker untuk identifikasi dan isolasi sel Tγδ. sel T γδ tersebar pada lapisan permukaan sel dapat dideteksi dengan teknik flowcytometry menggunakan monoklonal antibodi yang telah diberi label. Pada sel T αβ memiliki tanda seperti CD2, CD3, CD7 dan sel haematopoietic memiliki tanda seperti CD18, CD58. Beberapa keistimewaan tanda diferensiasi sel juga ditunjukkan pada sel T subset. Pada tikus dan manusia koreseptor CD4 dan CD8 ditemukan hampir diseluruh sel T αβ dewasa tetapi pada sel T γδ ditemukannya hanya sedikit yang memiliki tanda CD4 dan CD8 biasanya ditemukan pada jaringan non epitel. CD8+ pada sel T γδ ditemukan banyak didalam darah dan limpa pada sapi, burung dan di mukosa usus pada juga ditemukan pada beberapa binatang (Gertner, J. Et al. 2007). Bentuk molekul CD8+ pada sel T γδ berbentuk homodimer “αα” berbeda dengan bentuk molekul CD8+ pada sel T αβ yang berbentuk heterodimer yang tersusun dari subunit α dan β (Mincheva,L dan Nisson, 2003). Perbedaan antara sel T αβ dan sel T γδ dapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini; (Mincheva,L dan Nisson, 2003) (Mincheva,L dan Nisson, 2003) Perbedaan fenotip antara sel T αβ dan sel T γδ berhubungan juga dengan perbedaan perkembangan sel, spesifisitas antigen dan status aktivasi dari sel T αβ [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 6. 5 dan sel T γδ. Minimnya koreseptor CD4 dan CD8 pada sebagian besar sel T γδ mungkin yang mencerminkan reaktifitas yang tinggi terhadap Major Histocompatibility Complex (MHC) pada ligan yang terkait. Selain itu, sel T γδ CD8αα (homodimer) sering terekspresi pada intestinal intraepithelial yang di induksi kondisi kronis secara in vivo (Mincheva,L dan Nisson, 2003). Ekspresi CD8 homodimer tidak seperti CD8 heterodimer yang dapat di induksi oleh berbagai macam sel limfosit, termasuk sel T γδ dan sel NK. Sel T γδ CD8 yang di ambil ex vivo menunjukkan beberapa fenotip dan fitur fungsi fungsional dari preaktivasi/ sel T memori seperti CD25 atau CD45RO. Tidak seperti sel T αβ, sel T γδ sering berbagi beberapa tanda dengan sel NK, termasuk koaktivator NKGD2 homodimer, reseptor FcγRIII CD 16, dan CD56. Beberapa reseptor penghambatan ikatan MHC Class I (INMR) seperti CD94/NKG2 heterodimer, juga sering terdeteksi di sel NK dan sel T γδ pada darah, tetapi jarang ditemukan pada sel T αβ. Ekspresi INMR memungkinkan sel T γδ untuk memodulasi aktivasi melalui seinyal yang diterima dari sinaps imun sedangkan pada sel NK INMR mungkin berfungsi untuk membantu dalam mengendalikan reaktifitas dari beberapa sel T γδ dengan MHC Class I dengan mengantarkan sinyal penghambat (Gambar. 7) (Gertner, J. Et al. 2007). V. Struktur Reseptor Sel T (TCR) dan Pengenalan. Pada umumnya reseptor sel T (T cell reseptor, TCR) αβ dan sel T γδ merupakan molekul heterodimer yang tersusun dari dua subunit glikoprotein, rantai δ lebih asam dengan berat molekul 40-60kDa dan rantai γ lebih basa dengan berat molekul 30-60 kDa. Setiap rantai TCR tersusun dari 2 domain [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 7. 6 immunoglobulin. Pada membran bagian distal terdapat domain V- ujung variabel yang memiliki struktur beragam, membran bagian proximal terdapat domain Cujung Konstan yang memiliki struktur tetap dari satu rantai γ atau δ. Reseptor sel T γδ diekspresikan sel T γδ sebagian besar pada sirkulasi di manusia seperti imunoglobulin dengan bentuk menyerupai reseptor sel T αβ kecuali pada domain V memiliki sudut siku yg lebih kecil dari domain C. Hal ini memberikan orientasi pada sisi struktur atau domain konstan daripadi domain bagian atas sel. Ikatan permukaan antigen berbentuk tidak datar seperti reseptor sel T αβ dan memungkinkan untuk mengakomodasi ligan yang berukuran kecil. Ekor intrasitoplasmik yang pendek dari rantai γ dan δ TCR tidak memiliki properti sinyal dan dengan demikian transduksi dari sinyal pengenal antigen diterima dengan bantuan protein transmembran yang mampu merekrut lanjutan pesan intraseluler sedangkan pada TCR αβ fungsi ini dipenuhi oleh kompleks multimerik yang tersusun dari beberapa subunit CD3 non kovalen terkait dengan rantai TCR γδ (Gambar. 3). Gambar 3. Struktur molekuler TCR γδ, yang terdiri dari rantai Variabel, rantai Junction, rantai Constan dan ekor di daerah intrasitoplasmik. Komposisi dan stoikiometri dari kompleks CD3 yang diekspresikan oleh sel T αβ dan sel T γδ sebagian besar sama. Kompleks ini memiliki enam subunit CD3 [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 8. 7 (γ, δ, 2ε, 2δ) membentuk homodimer (CD3δδ) atau heterodimer (CD3γε dan δε). Kompleks CD3 dapat dilihat pada gambar 4 dibawah ini: Gambar 4. TCR dengan protein kompleks CD3 yang berperan dalam kompleks signal trasduksi. Interaksi antara rantai TCR dengan kompleks CD3 dibentuk melalui ikatan elektrostatik antara residu polar yang terletak di wilayah transmembran dari TCR γ dan δ dengan subunit CD3 γ dan δ. Sinyal transduksi diterima oleh komponen CD3ε dan δ, membawa satu atau beberapa motif intraselular (disebut ITAMs, Immunoreceptor tyrosine-based activating motifs) yang memungkinkan perekrutan dan fosforilasi dari beberapa tyrosine kinase seperti p59fyn, ZAP70, dan SyK dan selanjutnya aktivasi sinyal cascade secara keseluruhan. Contoh mekanisme aktivasi sel T αβ dan sel Tγδ dapat dilihat pada gambar 5 dibawah ini; [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 9. 8 Gambar 5. (a) aktivasi dari sel T naif (TH0) melalui ligasi dari TCR dengan CD28 yang menghasilkan sel T berpoliferasi dan berdiferensiasi dari sel T naif menjadi fenotip sel Th1 dengan menghasilkan produk IFN-γ. Selanjutnya, ligasi antara TCR-CD28 akan mengarahkan untuk memproduksi C3 yang mengaktifasi jalur complement alternatif untuk berikatan dengan antigen, sehingga terjadi opsonisasi antara C3b dengan antigen. (b) Opsonisasi C3B-antigen memulai ko-stimulasi dari CD46, untuk meningkatkan produksi IL-2 dan proliferasi sel T, ketika produksi IL-2 melemah ko-stimulasi CD46 mempromotor untuk memproduksi IFN-γ. (c) sehingga terjadi peningkatan produksi IL-2, sebagai hasil dari proliferasi dan perkembangan dari efektor sel Th1 dengan menginduksi CD-46 untuk memproduksi IL-10. (1). Mekanisme dari ekspresi isoform cytoplasmic 1 (CYT-1) diterima oleh CD46 untuk mengaraj produksi IL-10 (2). Rantai Vγ9Vδ2+ bagian dari sel limfosit T γδ mengekspresikan CYT-2 isoform, yang berhubungan dengan tidak dihasilkan produksi IL-10 yang menyebabkan ditekannya produksi IFN-γ dengan mekanisme yang belum diketahui (Karsten, C.M. & Jorg Kohl 2010). Pada gambar 5. Terdapat perbedaan antara sel Tαβ dengan sel Tγδ dalam mengenali antigen. Pada sel Tαβ pengenalan antigen diperantarai oleh sel APC yang menghasilkan molekul MHC yang membawa bagian peptida antigen yang memiliki antigensitas yang tinggi sedangkan pada sel Tγδ dapat langsung mengenali antigen tanpa perantara molekul MHC. Hal ini berhubungan dengan struktur molekul pada daerah CDR3 yang dibentuk oleh rekombinansi rantai VDJ yang menjadi komponen utama dalam pengenalan antigen dan rantai TCR δ yang memiliki potensi keanekaragaman yang tinggi pada loop CDR3 diantara semua rantai reseptor antigen (Chien, Y.H., dan M. Bonneville, 2006). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 10. 9 Antigen binding loop dari sel T γδ memiliki bentuk lebih mirip dengan immunoglobulin (Ig) daripada TCR αβ. Pada sel T γδ pengenalan protein antigen dilakukan secara langsung tanpa persyaratan untuk proses atau presentasi. Pengenalan ini selalu didasari pada interaksi TCR-dimediasi dengan epitop konformasional yang terdiri dari sistem yang sangat heterogen seperti molekul MHC kelas Ib , T22 MHC, Qa,b kompleks a glutamic-tyrosine copolymer, fragmen peptidic dari tetanus toxoid, heat-shock proteins, dan lain-lain. Struktur kristal dari TCR γδ berikatan kompleks dengan MHC-like T22 (Gambar 6). Ikatan kompleks dapat menerangkan sel T γδ terlihat hampir tidak menggunakan keanekaragaman dari sekuen TCRγ dan TCRδ. TCR γδ tidak berikatan dengan bagian atas molekul MHC tetapi agak bergantung di bagian lateral, sehingga terjadi interaksi dengan asam amino pengkode TCRDδ2. 1 2 Gambar 6.Struktur kristal dari TCR γδ berikatan kompleks dengan MHC-like T22. Pada (1). Terlihat TCR γδ dapat berikatan dengan molekul MHC-like T22 (Witherden, D,A., dan Wendy, L.H, 20I2) dan pada (2) merupakan struktur kristal dari ikatan tersebut (Konigsofer,Y. dan Yueh, H.C, 20II) [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 11. 10 Gambar 7. Stimulasi sel Tγδ manusia dengan pengenalan MHC yang terbatas pada pengenalan senyawa kecil non peptida. Pada pengenalan tersebut TCR dimediasi oleh ambang aktivasi dan diimbangi dengan sinyal penghambat yang dipicu oleh interaksi INMR dengan MHC kelas I pada sel target. Zap, δ terkait protein 70 kDa (Gertner, J., et al., 2007) Sel Tγβ manusia subset Vγ predominan di dalam epitel usus dan memiliki respon terhadap MICA dan MICB ( MHC kelas I chain-related A and B: MIC), sebagai media respon untuk tumorigenesis atau infeksi virus. Struktur kristal dan MIC reaktif terhadap TCR Vδ1 γδ ditunjukkan secara struktur keseluruhan homology terhadap antibodi, TCR αβ dan TCR γδ yang lain , (Xu, B., et al.2010) Contoh lain pengenalan antigen non kovalen oleh sel Tγδ manusia melalui GV2S1/DV102S1, sel T γδ yang dominan tersebar di pembuluh darah perifer. Bentuk struktur TCRγδ hampir keseluruhannya mirip dengan imunoglobulin, selain itu loop CDR3γ dan CDR3δ dapat berinteraksi secara langsung dengan ligan kecil seperti phosphoantigen. Senyawa phosphoantigen banyak terdapat di [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 12. 11 sebagian besar sel hidup, sel bakteri, patogen eukariotik seperti plasmodia, tanaman, dan sel manusia termasuk tumor. Semua phospoantigen ini merupakan metabolit endogen dari biosintesis kolesterol (Gertner, J. et al. 2007). Pembetukan senyawa phosphoantigen pada biosintesis kolesterol dapat dilihat pada gambar 8, di bawah ini; Gambar 8. Biosintesis dari phosphoantigen non peptida yang dikenali oleh sel T γδ. Kiri: patogen mikroba seperti Mycovabcteriun tuberculosis, agen TB pada manusia yang menghasilkan HDMAPP phosphoantigen untuk membuat kolesterol. Kanan:pada sel manusia, proses biosintesis kolesterol melalui jalur mevalonate dan menghasilkan IPP dan DMAPP phosphoantigen (Gertner, J. et al. 2007). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 13. 12 Selain mekanisme diatas, sel T γδ juga dapat mengenali molekul lipid antigen (LA) yang terdapat membran bakteri gram negatif melalui CD1b/ CD1c yang terdapat dipermukaan membran sel dendrit yang berfungsi sebagai APC (Cui, Y., et al. 2009). Skema pengenalan sel T γδ terhadap molekul Lipid A bakteri dapat dilihat pada gambar 9 di bawah ini; Gambar 9. Skema dari mekanisme interaksi sel Tγδ dengan Lipid A (Cui, Y., et al. 2009) VI. Genom dari lokus gen γ dan δ Keanekaragaman struktural dari TCR domain Vγ dan Vδ dihasilkan melalui somatic rearrangement dari dua (GV dan GJ) dan tiga (DV, DD, dan DJ) masingmasing segmen (Tabel 2. dan Tabel 3.). GV 1S1-GV 1S8 disebut juga Vg1-Vg8 menurut Lefrance et al. Atau Vg 1. 1- Vg 1.8 menurut Yoshikai et al (Gertner, J. et al. 2007). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 14. 13 Tabel 2. Subset sel Tγδ pada tikus dan manusia (Gertner, J. Et al. 2007). Tabel 3. Perbandingan jumlah segmen pada sel T γδ dan sel T αβ pada tikus dan manusia (Girardi, M., 2006) Sel Tγδ manusia memiliki segmen pada rantai γ terdiri dari 2 macam yaitu Vγ sebanyak 5 segmen, Jγ sebanyak 3 segmen, sedangkan rantai δ terdiri dari 3 macam yaitu Vδ sebanyak 3 segmen, Dδ sebanyak 3 segmen dan Jγ sebanyak 3 segmen (Girardi, M., 2006). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 15. 14 Lokus TCRG Pada manusia lokus TCRG terdapat di kromosom 7 pada band 7p14-p15 hampir sama seperti lokus TCRB. TCRG tersusun dari 14 GV segmen gen dan memiliki 4 subfamili dengan homolog yang lemah. Subfamili pertama tersusun dari 8 anggota, hanya 5 yang fungsional yaitu GV1S2, GV1S3, GV1S4 dan GV1S8. Subfamili kedua tersusun dari 1 fungsional gen V yaitu GV2S1. Segmen GV yang lain non fungsional. Ada lima elemen GJ yaitu GJ1S1, GJ1S2, GJ1S3, GJ2S1, dan GJ2S2 terletak di daerah upstream dari dua gen GC yaitu GC1 dan GC2. Meskipun kedua gen GC sangat homolog satu sama lain, kedua gen tersebut menunjukkan beberapa struktur substansi yang berbeda. Gen GC1 tersusun dari 3 exon, yaitu; exon I mengkode untuk ekstraselular domain Cγ, exon II untuk daerah koneksi terdiri dari sistein yang terlibat dalam TCR γ/δ merantaikan jembatan disulfida, dan exon III mengkode untuk daerah hidrpobik transmembran dan ekor pendek intracytoplasmic. Gen GC2 mengandung 4 atau 5 exon karena duplikasi atau triplikasi dari exon II. Sejak exon II pada gen GC2 tidak memiliki sistein, tidak dapat berikatan kovalen diantara rantai TCR δ dan rantai TCR γ yang dikode oleh gen TCRGVJC2 (Gertner, J. Et al. 2007). Skema lokus TCRG dapat dilihat pada gambar 10 di bawah ini; Gambar 10. Kompleks gen TCRG pada kromosom band 7p14-p15 (Groenen, et al. 2008) [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 16. 15 Pada mencit lokus TCRG terdapat di kromosom 3 diorganisasi dalam “cluster”. Gen GC terdiri dari 4 macam yaitu GC1, GC2, GC3 dan GC4, masingmasing didahului satu elemen GJ dan satu atau beberapa elemen GV. Cluster ini diatur ulang secara bebas dan terkadang bersamaan terletak pada kromosom yang sama, sehingga dalam beberapa kasus menyebabkan ekspresi dari isotipe TCRγ yang berbeda dipasangkan dengan TCRδ yang sama diberikan dalam klon sel T. Hal ini menandakan kurangnya “pengecualian isotipe” yang mengingatkan kurangnya pengecualian alel dari penyusunan ulang gen TCR dan ekspresi ini diamati di beberapa klo sel T αβ dan sel T γδ. Kondisi ini tidak menunjukkan resiko physiopatological. Lokus TCRD Pada manusia dan tikus lokus TCRD dan TCRA terdapat pada kromosom 14 diantara elemen AJ dan AV. TCRD tersusun dari 2 (pada tikus) dan 4 (pada manusia) elemen DJ, kemudian diikuti oleh 3 elemen DD dan 1 gen DC. Satu segmen DV (DV103S1 pada manusia, DV105S1 pada tikus) terletak di daerah downstream DC dalam orientasi transkripsi terbalik. Semua segmen DV diselingi dengan segmen AV, bagian upstream elemen DD. Karena pengorganisasian yang khusus dari lokus TCRA/D, banyak segmen AV atau DV secara teori dapat digunakan untuk membentuk sebuah rantai TCR α dan δ (Gambar 11). Oleh karena itu, beberapa segmen V, seperti DV101S1 pada manusia, ditemukan sama pada rantai TCR α dan δ. Namun, hal ini tampaknya merupakan pengecualian dari aturan. Pada kenyataannya hanya 15 (dari sekitar 50 fungsional) segmen V [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 17. 16 telah ditemukan ulang untuk DD / DJ elemen, dan hanya 3-5 dari elemen V (DV101S1, 102S1, 103S1 pada manusia, DV101S1, 102S1, 104S1, 105S1 dan ADV7S1 pada tikus) telah terdeteksi pada fraksi yang signifikan (di atas 1%) dari sel T γδ. Aturan yang tepat mengatur penggunaan gen V yang diberikan oleh sel T αβ atau γδ masih belum diketahui. Sebagai tambahan proses seleksi antigen terjadi di pusat dan perifer,yang mungkin melibatkan fitur struktural beberapa domain V misalnya VαVβ / VγVδ terbatas pasangan atau gen V seperti lokasi gen V dan aksesibilitas untuk rekombinasi, kompatibilitas rekombinasi urutan signal V / J dan sebagainya. a. b. Gambar 11. Struktur lokus TCRD. a. diunduh dari Puck, J.M., 2012 dan b di unduh dari Krangel, M.S. 2009. Hubungan keanekaragaman dari TCR γδ Perbedaan elemen V(D) J dalam jumlah yang relatif kecil untuk rekombinasi, keragaman urutan TCR rantai γδ cukup besar, karena panjangannya [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 18. 17 nukleotida dan penambahan yang terjadi selama tahap sambungan dari penataan segmen V(D)J. Hal ini berlaku khususnya untuk TCR rantai δ, yang dikodekan hingga lima elemen diatur ulang bersama-sama yaitu VD1D2D3J dan mengandung hingga empat situs nukleotida penyisipan. Selain itu, segmen D dapat dibaca pada semua tiga frame baca. Oleh karena itu, berdasarkan pertimbangan teoritis, ukuran dari TCR γδ repertoar telah diperkirakan sampai dengan 1017, dibandingkan dengan 1015 untuk TCR αβ. Namun, untuk beberapa alasan sel T γδ dibatasi dalam hal ukuran dari repertoar dan keragaman antigen (Gertner, J. Et al. 2007). Batasan ikatan jaringan dari repetoar TCRγδ Sebuah tanda yang mencolok dan unik dari sel T γδ adalah ekspresi preferensial daerah V berbeda dalam jaringan yang berbeda, sehingga menunjukkan keterbatasan pengenalan antigen terkait dari satu jaringan tubuh ke jaringan lain. Pada manusia sel T γδ yang menggunakan kombinasi gen V (GV2S1/DV102S1) di dalam pembuluh darah perifer sebanyak 95%, jarang ditemukan di dalam jaringan lain seperti limpa, timus dan epitelial intestial (Tabel 4). Menariknya, sel T γδ yang membawa GV2S1/DV102S1 beredar di jaringan darah perifer memiliki proporsi dan jumlah yang tetap . TCR rendah pada saat lahir tetapi cepat meningkat pada tahun pertama setelah kelahiran tetapi pada organ timus sel T γδ dalam jumlah yang sudah stabil. Di dalam darah sel T γδ GV2S1/DV102S1 memperoleh beberapa penanda sel memori, menunjukan expansi antigen yang digerakan sedang berlangsung. Hal ini menunjukan bahwa penggunaan gen V pada sel T γδ lebih condong pada darah perifer merupakan [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 19. 18 konsekuensi dari proses seleksi periferal pasca kelahiran yang dimediasi oleh antigen. Hal ini menyebabkan keragaman sekuense dari rantai J TCR dan daerah Vγ di ekspresikan sel (Gertner, J. Et al. 2007). Tabel 4. Karakteristik dari subset sel Tγδ menentukan penggunaan TCR (Girardi, M. 2006) VII. Ontogeny αβ/γδ lineage Sel T αβ berkembang di dalam intestinal dan sel T γδ berkembang di dalam IntraEpithelial Limposit T(IELs). Keduanya berkembang melalui jalur diferensiasi [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 20. 19 ekstrathimic artinya timus memiliki peranan yang penting dalam diferensiasi sel T αβ dan sel T γδ. Penyusunan ulang gen TCR terjadi dalam sekuen selama ontogeny thimic pada lokus TCR γ, δ, β disusun pertama kali, setelah itu baru lokus α. Ada tiga model separasi yaitu: 1. Model “sekuensial” dimana sel Tγδ diproduksi pertama kali dan sel Tαβ berkembang dari sel prekursor yang gagal dalam mensintesis gen γ atau gen δ. 2. Model “kompetitif” penyusunan gen γ, δ, dan β terjadi secara serentak di timosit dan tidak terkait, jika gen γ dan δ disintesis pertama kali, sel akan menjadi sel Tγδ, jika gen β yang disintesis pertama kali maka sel menjasi sel Tαβ. 3. Model “ Independent Linage” menerangkan bahwa baik sel Tαβ maupun sel Tγδ berkembang secara masing-masing dengan jalur yang berbeda. Model 2 dan 3 merupakan model yang diterima saat ini. Model kompetitif didukung oleh oleh analisis mengenai penyusunan ulang. Pada “Independent Lineage” sesuai dengan kondisi yang menyatakan bahwa 1. Adanya unsur yang menekan transkripsi TCR gen α dan gen γ, 2. Rendahnya gangguan dalam inaktivasi gen αβ /γδ dan perkembangan sel Tαβ dan sel Tγδ, 3. Perbedaan sitokin yang digunakan sebagai perkembangan sel Tαβ dan sel Tγδ (Gertner, J. Et al. 2007). [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 21. 20 VIII. Fungsi TCR γδ Sel Tγδ memiliki peranan penting dan melengkapi peranan sel Tαβ. Sel Tγδ berperan dengan cepat saat terjadi infeksi pertama dan memainkan peran dalam sistem imun innate terutama di lapisan mukosa. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa sel Tγδ memainkan peran penting dalam mengatur respon imun awal terhadap patogen paru-paru melalui mempengaruhi perekrutan neutrofil, sel dendrit dan makrofag. Meskipun di paru-paru persentase sel Tγδ kecil, tetapi mereka terlihat di garis pertahanan pertama respon imun terhadap patogen mikroba. Penurunan sel Tγδ menyebabkan pertahanan host terhadap infeksi paru-paru Klebsiella pneumonia, Mycobacterium tuberculosis dan Streptococcus pneumoniae. sel Tγδ juga berperan dalam di lapisan kutan yang terinfeksi bakteri Staphylococcus aureus (Cheng, P. et al. 2012). Persentase jumlah sel Tγδ aktif di pembuluh darah perifer selama masa kehamilan meningkat secara signifikan. Sel Tγδ diduga memiliki peran dalam pengenalan imun selama masa kehamilan karena sel Tγδ memiliki ligan yang berbeda dengan sel Tαβ dan pengenalan antigen melalui MHC terbatas pada MHC kelas 1b (Mincheva, L dan Nilsson, 2003). Sel Tγδ selama perkembangannya di thymus, sel T γδ yang prima cepat untuk memproduksi interferon-γ (IFN-γ) atau interleukin-17 (IL-17) dalam menanggapi berbagai rangsangan. Sel Tγδ telah terbukti menjadi penting untuk perlindungan terhadap infeksi mikroba dan pembentukan tumor (Prinz,I. dan Lisa Fohse, 2012). Sel Tγδ memiliki aktivitas sitolotik yang kuat terhadap beragam tumor limfoid dengan menghasilkan senyawa intraseluler perforin (Gambar 12) . [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 22. 21 Gambar 12. Pengenalan dan pembunuhan sel Tγδ manusia terhadap sel tumor limphoma anaplastik. sel Tγδ cepat teraktivasi dan mengenali sel tumor, sel Tγδ mensintesis senyawa perforin (berwarna merah) untuk membunuh sel tumor target. Kematian sel target ditandai dengan perubahan warna pada sitoplasma dari hijau menjadi biru (Gertner, J. Et al. 2007). Selain dapat mengenali dan membunuh sel tumor dan produk-produk dari stress sel secara langsung tanpa bantuan perantara sel APC, sel Tγδ juga berperan dalam perbaikan jaringan yang rusak seperti penyembuhan fraktura. Sel Tγδ menghasilkan sitokin yang didominasi Th1 tetapi juga memproduksi Th2. Selain itu, juga memproduksi IL-17 melalui induksi sel Th17 oleh reseptor retinoic pada sel tγ. Sitokin yang dihasilkan tidak hanya ditentukan dari perbedaan jenis patogen tetapi juga kemampuan sitolitik dari sel Tγδ dengan mengekspresikan molekul FasL. Sel Tγδ juuga dapat mendikte fenotip Th1 atau Th2 dari CD4+ respon dari sel Tαβ (Colburn, N.T., 2009). Mekanisme imunoregulasi sel Tγδ dapat dilihat pada gambar 13 dan tabel 5. dibawah ini; . [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 23. 22 Gambar 13. Skema menunjukkan kemungkinan mekanisme imunoregulasi oleh sel Tγδ. Panah tebal menunjukkan situasi di mana IELs menyebabkan sitolisis dan kematian sel target, dan panah tipis menunjukkan mekanisme alternatif, APC (Antigen Presenting Cells), IL-10 (interleukin-10), T β4 (thymosisn-β4); T helper (Witherden, D.A., dan Wendy L Havran, 2012). Tabel 5. Perbandingan sel T αβ dan sel Tγδ pada tikus (Girardi, M., 2006) [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 24. 23 DAFTAR PUSTAKA Cheng,P., Tao L., Wei-Ying Z., Yuan Z., Liu-sheng P., Jin-yu Z., Zhi-Nan Y., Xu-hu M., Gang G., Yun S. dan Quan-ming Z. 2012. Role of gamma-delta T cells in host response against Staphylococcus aureus-induced pneumonia. BMC Immunology , 13:38. http://www.biomedcentral.com/1471-2172/13/38 Chien, Y.H. dan M. Bonneville. 2006. Gamma Delta T Cell Receptor. Cellular Molecular LiFE Science; 63 2089–2094 1420-682X/06/182089-6. doi; 10.1007/s00018-006-6020-z Colburn, N.T., Kristien J. M. Z., Francis W.,dan Rocky S. T. 2009. A Role for γδ T Cells in a Mouse Model of Fracture Healing. Arthritis & Rheumatism. Vol. 60, No. 6, June, pp 1694–1703. doi 10.1002/art.24520 Cui, Y., Lei K., Lianxian C. dan and Wei H. 2009. Human γδ T cell Recognition of lipid A is predominately presented by CD1b or CD1c on dendritic cells. Biology Direct , 4:47 doi:10.1186/1745-6150-4-47. Gertner,J., Emmanuel S.,Mary P., Marc B., Jean, J. F. 2007. Lymphocytes: Gamma Delta. Encyclopedia Of Life Sciences. doi: 10.1002/9780470015902.a0001195.pub2 Girardi, M. 2006. Immunosurveillance and Immunoregulation by γδT Cells. Journal of Investigative Dermatology ; 126, 25–31. doi:10.1038/sj.jid.5700003 Groenen, P. Anton, W. Langerak, Jacques J. M. van Dongen dan Johan H. J. M. van Krieken. 2008. Pitfalls in TCR gene clonality testing: teaching cases. J Hematopathol 1:97–109. doi: 10.1007/s12308-008-0013-9 Krangel. M.S. 2009 .Mechanics of T cell receptor gene rearrangement. Elsevier. Volume 21, Issue 2: 133–139. doi:10.1016j/.coi.2009.03.009 Puck, J.M. 2012. Laboratory technology for population-based screening for severe combined immunodeficiency in neonates: The winner is T-cell receptor excision circles . Journal of Allergy and Clinical Immunology Volume 129, Issue 3; 607–616. doi: 10.1016/j.jaci.2012.01.032 Mincheva, L., dan Nilsson.2003. Pregnancy and gamma/delta T cells: Taking on the hard questions. Reproductive Biology and Endocrinology, 1:120. http://www.rbej.com/content/1/1/120. [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]
  • 25. 24 Prinz,I. dan Lisa Fohse. 2012. γδ T cells are not alone. Immunology and Cell Biology 90, 370–371. doi:10.1038/icb.2011.61 Witherden, D.A. dan Wendy L Havran. 2012. EPCR: a stress trigger for γδ T cells. Nature Immunology 13, 812–814 . doi:10.1038/ni.2398 [Pascasarjana Imunologi UNAIR] | [Sel Limfosit T γδ]