2.3.3.1 Đáp ứng miễn dịch dịch thể
Vi khuẩn lao M. tuberculosis, là một tác nhân gây bệnh nội bào, nên các thành phần kháng thể huyết thanh không thể tiếp cận đƣợc và không có vai trò bảo vệ vật chủ. Mặc dù rất nhiều nhà nghiên cứu đã loại trừ vai trò của tế bào B (CD19) hay kháng thể trong bảo vệ chống lao, nhƣng một số nghiên cứu gần đây gợi ý rằng, chúng cũng có góp phần ít nhiều vào đáp ứng chống lao.
Các kháng nguyên lao tạo đáp ứng miễn dịch dịch thể ở ngƣời đƣợc nghiên cứu, chủ yếu với quan điểm xác định các kháng nguyên có liên quan về
mặt chẩn đoán bệnh lao (Raja, 2004), (Nules-Alves et al, 2014).
2.3.3.2 Đáp ứng miễn dịch tế bào
Vi khuẩn lao là một minh họa cổ điển cho tác nhân gây bệnh mà khả năng
bảo vệ của vật chủ dựa vào đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào (Comas et al,
2010). Trong thập niên 1980, các nghiên cứu đã xác định đƣợc các tế bào lympho
T CD4+ sản xuất IFN-γ (cũng là các tế bào Th1), là quần thể tế bào lympho T chủ
yếu tham gia đáp ứng miễn dịch chống vi khuẩn lao. Đến thập niên 1990, vai trò
của các tế bào T CD8+, iNKT và γδ T cũng thấy khá quan trọng trong kiểm soát
bệnh lao (Nules-Alves et al, 2014) (xem Hình 2.17).
Trên mô hình chuột, trong vòng 1 tuần bị nhiễm vi khuẩn lao cực độc, số
lƣợng các tế bào T CD4+ và T CD8+ hoạt hóa trong các hạch lympho dẫn lƣu ở
phổi gia tăng lên, trong khoảng 2-4 tuần sau nhiễm trùng, cả T CD4+ và T CD8+
di chuyển đến phổi, điều này cho thấy các tế bào lympho T hoạt hóa di chuyển đến vị trí nhiễm trùng và tƣơng tác với các tế bào trình diện kháng nguyên (Chackerian et al, 2002).
a) Các tế bào T CD4+
Vi khuẩn lao cƣ trú trong không bào bên trong các đại thực bào, nên sự trình diện các kháng nguyên vi khuẩn lao trong khuôn MHC lớp II trên màng đại
thực bào là có liên quan đến các tế bào lympho T CD4+. Đây là các tế bào quan
trọng nhất trong đáp ứng miễn dịch chống vi khuẩn lao, với vai trò kiểm soát nhiễm trùng. Ở ngƣời, cơ chế bệnh sinh của nhiễm HIV cho thấy việc mất các tế
bào T CD4+ làm gia tăng tính nhạy cảm rất lớn đối với nhiễm lao cấp tính và cả
25
ứng chính của tế bào T CD4+
là sản xuất IFN-γ và những cytokine khác để hoạt hóa các đại thực bào, chất IFN-γ làm hoạt hóa đại thực bào để giết chết vi khuẩn lao bằng cách hoạt hóa nhiều cách thức hiệu ứng chống lao, gồm tổng hợp nitric oxid cảm ứng (iNOS), GTPase cảm ứng do IFN-γ, sự chín mùi và acid hóa của túi thực bào, sự tự tiêu (autophagy) và con đƣờng tín hiệu thông qua thụ thể vitamin D (Nules-Alves et al, 2014). Nhƣ vậy, việc khám phá ra IFN-γ do các tế bào lympho T tạo ra, đã trở thành một yếu tố đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất trong vấn đề theo dõi đáp ứng miễn dịch sau khi nhiễm trùng hay tiêm vacxin.
Ở những con chuột CD4-/- hay MHC lớp II-/- thì nồng độ IFN-γ giảm trầm trọng và rất sớm trong nhiễm trùng. Sự biểu lộ NOS2 của đại thực bào cũng bị trì hoãn ở những con chuột thiếu tế bào T CD4+, ngƣợc lại, với loài chuột hoang dại xuất hiện các nồng độ NOS2 tƣơng xứng với sự biểu lộ IFN-γ. Trong
mô hình nhiễm lao mạn tính ở chuột, sự kiệt quệ tế bào T CD4+ gây ra sự tái hoạt
động nhiễm lao rất nhanh. Tuy nhiên, nồng độ IFN-γ lại giống nhau ở các con
chuột bị mất tế bào T CD4+
và ở các con chuột chứng, bởi vì, sự sản xuất IFN-γ
còn đƣợc tạo ra bởi các tế bào T CD8+. Hơn nữa, không có thay đổi khác biệt nào
ở sự sản xuất NOS2 hay hoạt động của đại thực bào ở những con chuột bị cạn kiệt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tế bào T CD4+. Điều này cho thấy, cơ chế kiểm soát lao phụ thuộc-T CD4+ độc
lập với việc tạo NOS2 và IFN-γ (Raja, 2004). Quá trình chết lập trình hay ly giải
tế bào bị nhiễm lao của tế bào T CD8+
cũng góp phần kiểm soát quá trình nhiễm
lao. Vì thế, các chức năng khác của T CD4+ trong đáp ứng bảo vệ, đƣợc cho là có
những liên quan chặt chẽ trong đáp ứng miễn dịch với mục tiêu để thiết kế
vaccine (Nules-Alves et al, 2014).
b) Các tế bào T CD8+
Các tế bào CD8+
cũng có khả năng bài tiết các cytokine nhƣ IFN-γ và IL- 4, vì thế cũng có vai trò điều hòa cân bằng các tế bào Th1 và Th2 ở phổi của những bệnh nhân mắc lao phổi. Cơ chế mà các protein của vi khuẩn lao đƣợc tế
bào T CD8+ tiếp cận thông qua phân tử MHC lớp I thì chƣa đƣợc biết rõ. Các vi
khuẩn lao hiện diện trong túi thực bào của đại thực bào, nhƣng cũng đƣợc thấy hiện diện bên ngoài túi thực bào sau 4-5 ngày nhiễm trùng. Việc trình diện kháng
nguyên lao của đại thực bào bị nhiễm lao cho tế bào T CD8+ có thể xảy ra sớm
sau 12 giờ nhiễm trùng. Các kết quả nghiên cứu cung cấp bằng chứng rằng vi khuẩn lao có khả năng phá vỡ màng của không bào bao quanh vi khuẩn lao, giúp kháng nguyên lao hiện diện trong bào tƣơng của tế bào bị nhiễm.
Một nghiên cứu về các quần thể tế bào T CD4+
và CD8+ ở các bệnh nhân
26
rằng, những bệnh nhân có sự thoái lui bệnh chậm có liên quan đến tình trạng tăng
số tế bào T CD8+
trong dịch rửa phế quản phổi. Một nghiên cứu khác cũng đã
phát hiện, tế bào T CD8+ tăng lên trong dịch rửa phế quản phổi của bệnh nhân có
tình trạng lao đang hoạt động. Nhƣ vậy, các nghiên cứu này đã chỉ ra vai trò to
lớn của tế bào T CD8+
trong đáp ứng miễn dịch chống vi khuẩn lao. Đó là tế bào
T CD8+ (giới hạn MHC I và CD1-) đặc hiệu cho kháng nguyên của vi khuẩn lao,
gây ly giải các tế bào tua và đại thực bào bị nhiễm vi khuẩn lao, làm giảm đi số lƣợng vi khuẩn nội bào. Sự giết vi khuẩn nội bào này phụ thuộc vào chất perforin/granulysis, granzymes, yếu tố chết Fas/FasL và TNF (Raja, 2004),
(Nules-Alves et al, 2014) (xem Hình 2.17)
Một số nghiên cứu xác định, những kháng nguyên đƣợc nhận diện bằng tế bào T CD8+ từ vật chủ bị nhiễm lao mà không có tình trạng lao hoạt động, đã cung cấp những nguồn vaccine hấp dẫn và ủng hộ cho ý tƣởng về đáp ứng tế bào
T CD8+ cũng nhƣ T CD4+ bắt buộc phải đƣợc kích thích để tạo miễn dịch bảo vệ
cơ thể chống lao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.17 Vai trò của CD4 và CD8 của miễn dịch thích nghi trong nhiễm vi khuẩn lao Nguồn: http://ajrccm.atsjournals.org/content/166/8/1116/F1.large.jpg
Đáp ứng viêm của vật chủ đối với vi sinh vật xâm nhập, đòi hỏi sự phối hợp chính xác của vô số các yếu tố miễn dịch. Bƣớc đầu tiên quan trọng là chiêu mộ các tế bào miễn dịch trong máu đến gần ổ nhiễm trùng qua hiện tƣợng bạch cầu xuất khỏi mạch, giai đoạn này đƣợc các phân tử dính và các chất hóa hƣớng động
27
kiểm soát, các chất hóa hƣớng động góp phần cho sự di cƣ và định vị của tế bào, cũng nhƣ có tác động châm mồi và biệt hóa cho các đáp ứng của tế bào T.
Hình 2.18 Quá trình nhiễm lao và các đáp ứng miễn dịch trong nhiễm lao Nguồn: www.nature.com/ Review/immunol
- U hạt: các tế bào T CD4+ chiếm ƣu thế trong lớp tế bào lympho xung
quanh u hạt cùng với T CD8+
, các u hạt trƣởng thành ở ngƣời, các tế bào tua có nhiều chân giả dài có mặt rải rác trong số các tế bào dạng biểu mô, sự chết lập trình có ở đa số các tế bào dạng biểu mô. Sự tăng trƣởng của vi khuẩn lao ở tại nơi nhiễm xảy ra trong các tế bào xuất phát nhƣ tế bào lympho và đại thực bào hiện diện trong u hạt. Sự dính các tế bào có tính cùng kiểu và khác kiểu trong u hạt do phân tử dính nội bào (ICAM-1), đây là một phân tử bề mặt đƣợc điều hòa tăng lên bởi vi khuẩn lao hay bởi yếu tố LAM của vách tế bào vi khuẩn lao (Puig-
Kroger et al, 2004). Các tế bào dạng biểu mô đƣợc biệt hóa, tạo các protein đệm
ngoại bào (nhƣ osteopontin, fibronectin) tạo nên một chổ bám chắc của tế bào, thông qua các phân tử thụ thể dính tế bào (integrin).
28
Đáp ứng bảo vệ và bệnh học của vật chủ chống vi khuẩn lao rất phức tạp và đa diện, liên quan nhiều thành phần của hệ thống miễn dịch. Bởi vì tính phức tạp này mà nó trở nên cực kỳ khó khăn để xác định các cơ chế có liên quan đến
sự bảo vệ và thiết kế các dấu ấn đại diện để đo lƣờng các yếu tố liên quan in vitro
đối với đáp ứng miễn dịch bảo vệ của vật chủ. Một bức tranh rõ nét về mạng lƣới đáp ứng miễn dịch chống bệnh lao (xem Hình 2.18), cũng nhƣ, hiểu đƣợc các chức năng hiệu ứng của các thành phần này là điều cần thiết cho việc sản xuất vaccine có hiệu quả và cho điều trị bệnh lao. Sự kết hợp các nghiên cứu trên động vật và ngƣời, cũng nhƣ các kỹ thuật cao trong thao tác gen của vi sinh vật, sẽ là điều kiện nâng cao hiểu biết của chúng ta về tác nhân gây bệnh, là một thành công hết sức to lớn trong tƣơng lai.