Đây là những cytokin làm trung gian cho sự tăng sinh và biệt hóa của lymphô bào sau khi nhận diện kháng nguyên trong giai đoạn hoạt hóa; đồng thời chúng cũng trung gian cho sự hoạt hóa của những tế bào hiệu quả đƣợc chuyên môn hóa trong giai đoạn hiệu quả của đáp ứng miễn dịch thu đƣợc. Việc sản xuất cytokin là một trong những đáp ứng chính của tế bào lymphô T đối với kháng nguyên. Nhiều loại vi sinh vật và kháng nguyên khi tiếp xúc với cơ thể thì khởi động tế bào T giúp đỡ CD4+ để chuyển chúng thành các tiểu quần thể tế bào hiệu quả khác nhau
đó là Th1 và Th2. Các tiểu quần thể này sản xuất các loại cytokin khác nhau và thực hiện những chức năng khác nhau. Trong phần này chúng tôi chỉ đề cập đến 2 cytokin chủ yếu là IL-2 và interferon-g (IFN-g).
4.3.3.1. IL-2
IL-2 là một yếu tố phát triển đối với lympho T và chịu trách nhiệm phát triển clôn tế bào T sau khi nhận diện kháng nguyên.. Vì lý do này, IL-2 lúc đầu có tên là yếu tố phát triển tế bào T. IL-2 đƣợc sản xuất ra chủ yếu tác động lên chính bản thân tế bào đó.
* Nguồn gốc, cấu trúc, thụ thể
IL-2 đƣợc sản xuất phần lớn bởi tế bào T CD4+ và một ít bởi tế bào T CD8+. Sự hoạt hóa tế bào T bởi kháng nguyên và các đồng kích thích sẽ tạo ra sự sao chép gen IL-2 cũng nhƣ tổng hợp và tiết cytokin này. IL-2 đƣợc sản xuất trong thời gian ngắn với số lƣợng ít sau 6-8 giờ đƣợc hoạt hóa.
IL-2 đƣợc tiết ra là một glycoprotein có trọng lƣợng 14-17 kD, cuộn thành một cấu trúc có 4 vòng xoắn a.
Sự bộc lộ thụ thể chức năng của IL-2 đƣợc thúc đẩy bởi kích thích kháng nguyên, do đó tế bào T nào nhận diện kháng nguyên thì sẽ tăng sinh ƣu tiên khi đáp ứng với IL-2 đƣợc sản xuất trong đáp ứng miễn dịch thu đƣợc. Thụ thể IL-2 (IL-2R) cấu tạo bởi 3 protein không đồng hóa trị có tên là a, b, và g. Các chuỗi a và b tham gia vào liên kết với cytokin; các chuỗi b và g thì tham gia vào tạo tín hiệu; còn bản thân IL-2 gắn với chuỗi a đơn thuần có ái lực rất thấp và không dẫn đến hiệu quả sinh học nào rõ ràng.
* Hoạt tính sinh học
Mặc dù lúc đầu ngƣời ta phát hiện ra IL-2 nhƣ là một yếu tố phát triển tế bào T, nhƣng thật ra IL-2 có nhiều chức năng trong đáp ứng miễn dịch thu đƣợc.
- IL-2 do tế bào T tiết ra khi nhận diện kháng nguyên chịu trách nhiệm về việc tăng sinh tế bào đặc hiệu kháng nguyên. Khi tiếp xúc với IL-2, tế bào T cho thấy có tăng vọt nồng độ các cyclin dẫn đến hoạt hóa nhiều loại kinase. Các kinase này phosphoryl hóa và hoạt hóa nhiều protein của tế bào để các protein này kích thích tế bào chuyển từ dạng G1 sang dạng S của chu kỳ phân bào. Ngoài ra, IL-2 còn làm giảm p27 là chất ức chế đối với hoạt động của các phức hợp cyclin-kinase do đó thúc đẩy quá trình tổng hợp cyclin. IL-2 làm tăng thời gian sống của tế bào bằng cách khởi động protein Bcl-2 là chất chống kiểu chết tế bào tự nhiên
(apoptosis). Tác dụng của IL-2 chủ yếu là lên chính tế bào tiết ra nó, nhƣng cũng có phần nào tác động vào các tế bào bên cạnh.
IL-2 kích thích sự tăng sinh và biệt hóa của lymphô bào T và B và tế bào NK. IL-2 cũng có chức năng ức chế đáp ứng miễn dịch (ví dụ chống lại tự kháng nguyên) bằng cách tạo ra hiện tựơng chết lập trình của tế bào T qua trung gian của Fas và kích thích hoạt tính của tế bào T điều hòa.
- IL-2 tăng cƣờng sự tăng sinh và biệt hóa tế bào. Nó kích thích sự phát triển của tế bào NK và tạo ra cái gọi là giết tế bào do lymphô bào hoạt hóa (Lymphokine- activated killer, LAK). IL-2 tác động lên tế bào B trên cả hai khía cạnh: kích thích phát triển và tăng tổng hợp kháng thể.
- IL-2 tạo ra cái chết lập trình của tế bào T đƣợc kháng nguyên hoạt hóa.Sự kích thích lặp đi lặp lại của tế bào T CD4+ với sự hiện diện của IL-2 làm cho các tế bào này nhạy cảm với cái chết lập trình qua con đƣờng Fas. Điều thú vị là một cytokin có thể vừa kích thích tế bào T sống và tăng sinh nhƣng đồng thời cũng gây ra cái chết cho tế bào. Hình nhƣ nếu một đáp ứng miễn dịch có xu hƣớng tồn tại lâu dài và tế bào T tiếp xúc với lƣợng IL-2 ngày càng tăng thì có khả năng chết theo kiểu lập trình và dẫn đến chấm dứt đáp ứng này. IL-2 còn có thể kích thích phát triển tế bào T điều hòa để làm dừng đáp ứng.
4.3.3.2. Interferon-g (IFN-g)
IFN-g là cytokin chính hoạt hóa đại thực bào và đóng vai trò rất quan trọng trong miễn dịch bẩm sinh cũng nhƣ miễn dịch thu đƣợc. IFN-g còn đƣợc gọi là IFN miễn dịch hay IFN typ II. Nó cũng có phần nào chức năng chống virus nhƣng chủ yếu là một cytokin hiệu quả của đáp ứng miễn dịch.
* Cấu trúc, nguồn gốc, thụ thể
IFN-g là một protein dimer do tế bào NK, tế bào Th1 CD4+ và CD8+ sản xuất. Nó là cytokin đặc trƣng của Th1. Tế bào NK sản xuất IFN-g khi có kích thích của một thành phần vi sinh vật nào đó hoặc IL-2, trong trƣờng hợp này IFN-g tác động nhƣ một chất trung gian của đáp ứng miễn dịch bẩm sinh. Trong đáp ứng miễn dịch thu đƣợc, tế bào T sản xuất IFN-g trong khi nhận diện kháng nguyên và điều này đƣợc thúc đẩy bởi IL-2 và IL-18.
Thụ thể của IFN-g bao gồm hai chuỗi polypeptid thuộc họ thụ thể cytokin typ II. Trong hai chuỗi này thì một chuỗi có chức năng gắn với cytokin và chuỗi kia thì tạo tín hiệu.
Chức năng của IFN-g rất quan trọng trong miễn dịch tế bào chống lại vi khuẩn nội bào.
- IFN-1 là cytokin hoạt hóa đại thực bào, nó giúp tế bào T và NK hoạt hóa đại thực bào để giết các vi sinh vật đã đƣợc thực bào. IFN-1 thực hiện điều này nhờ kích thích sự tổng hợp các chất trung gian oxy phản ứng và oxid nitric.
- IFN-1 kích thích sự bộc lộ của MHC lớp I và lớp II và các chất đồng kích thích trên APC. IFN-1 cũng kích thích sự sản xuất của nhiều protein tham gia vào quá trình xử lý kháng nguyên nhƣ chất vận chuyển (TAP), và hai thành phần LMP- 2, LMP-7 của proteasom và HLA-DM. Nhƣ vậy IFN-1 thúc đẩy sự trình diện kháng nguyên phối hợp với MHC và khuyếch đại sự nhận diện trong đáp ứng miễn dịch. IFN-1 cũng là chất hoạt hóa tế bào nội mạc thành mạch và tăng cƣờng khả năng tác động của TNF trên tế bào nội mạch, tạo ra kết dính tế bào lymphô vào thành mạch và xuyên mạch đi đến vị trí nhiễm trùng.
- IFN-1 kích thích sự biệt hóa của tế bào T CD4+ trinh thành tiểu nhóm Th1 và ức chế sự tăng sinh của tế bào Th2. Tác động của IFN-1 lên Th1 một phần đƣợc trung gian bởi IL-12. Ngoài ra, IFN-1 kích thích sự sản xuất yếu tố sao chép để tạo ra biệt hóa Th1.
- IFN-1 tác động lên tế bào B để chuyển mạch các tiểu lớp IgG, nhất là IgG2 ở chuột nhắt và ức chế chuyển mạch sang các isotyp phụ thuộc IL-4 nhƣ IgE và IgG1 ở chuột. Nhƣ vậy, IFN-1 cũng tạo ra đáp ứng kháng thể và tham gia vào quá trình loại bỏ vi sinh vật qua trung gian quá trình thực bào.
- IFN-g hoạt hóa tế bào trung tính và kích thích hoạt tính tế bào NK.