Aktivitas sel NK yang dimediasi antibodi pada anak-anak: ( A ) Antibodi opsonisasi merozoit dari orang dewasa Junju ( n = 40) menginduksi proporsi degranulasi sel ab-NK yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan anak-anak Junju ( n = 293). Hyperimmune (PHIS) dan plasma naif malaria dimasukkan sebagai kontrol positif dan negatif, masing-masing. Bilah kesalahan mewakili interval kepercayaan 95% dari nilai median; Kruskal-Wallis dengan uji perbandingan berganda Dunn. (B) Degranulasi sel Ab-NK pada anak-anak Junju meningkat seiring bertambahnya usia; Kruskal-Wallis dengan uji perbandingan berganda Dunn (n=293). ( C ) Korelasi Spearman antara degranulasi sel ab-NK atau produksi IFN-γ dan respons IgG ELISA total terhadap antigen P falciparum AMA-1, MSP2 atau MSP3 rekombinan (n = 293). Kredit: Ilmu Kedokteran Terjemahan (2023). DOI: 10.1126/scitranslmed.abn5993
Para ilmuwan mengungkap misteri kompleks yang mendasari bagaimana sistem kekebalan meningkatkan pertahanan yang kuat terhadap salah satu pembunuh paling kejam di dunia—parasit mematikan yang menyebabkan bentuk malaria terburuk.
Dalam dua penelitian yang tidak terkait, keduanya diterbitkan di Science Translational Medicine, para ilmuwan sampai pada kesimpulan yang sama: sel pembunuh alami sistem kekebalan tubuh, di antara penanggap pertama yang kritis selama perkembangbiakan parasit, adalah kunci pengendalian infeksi yang ditularkan oleh nyamuk.
Sebagai bagian dari studi pertama, berjudul “Anti-merozoite antibodi menginduksi fungsi efektor sel pembunuh alami dan berhubungan dengan kekebalan terhadap malaria,” para ilmuwan di Kenya beralih ke relawan dewasa yang sengaja terinfeksi di bawah kondisi klinis yang ketat dengan spesies paling mematikan dari malaria. -organisme penyebab Penelitian, yang luas, menilai infeksi dan respons sel pembunuh alami pada para sukarelawan.
Dalam cabang penelitian terpisah, tim memeriksa sampel darah dari anak-anak yang tinggal di wilayah Kenya yang endemik malaria. Dan di bagian terakhir dari penyelidikan mereka, para ilmuwan menganalisis serangan parasit malaria oleh sel pembunuh alami di cawan laboratorium.
Para penyelidik ini, di Pusat Penelitian Pengobatan Geografis di Kalifi, Kenya, membuat argumen yang masuk akal untuk mendefinisikan peran sel pembunuh alami dengan lebih baik dan serangannya terhadap salah satu agen infeksius yang paling tangguh di dunia.
Dalam studi kedua, berjudul “Ekspansi yang digerakkan oleh malaria dari sel NK CD56-negatif fungsional seperti adaptif berkorelasi dengan kekebalan klinis terhadap malaria,” dan dipimpin oleh para ilmuwan di California, tim peneliti internasional menunjukkan populasi unik sel pembunuh alami yang muncul pada anak-anak yang telah terkena malaria di daerah endemik Uganda.
Afrika adalah benua yang terkena dampak paling parah di planet ini terkait dengan penyakit yang ditularkan oleh nyamuk, menurut Organisasi Kesehatan Dunia, yang juga menekankan bahwa penyebaran malaria didorong oleh pembawa yang sangat efisien, nyamuk Anopheles gambiae. Ini adalah selebaran malam hari yang menggigit antara jam 10 malam dan jam 4 pagi ketika orang biasanya tertidur dan tidak mungkin memukul dan menghancurkan mereka.
Anopheles gambiae sering disebut sebagai hewan paling mematikan di dunia.
Parahnya, nyamuk pembawa parasit malaria paling mematikan, Plasmodium falciparum. Di antara empat spesies parasit malaria yang menginfeksi manusia, P. falciparum dikaitkan dengan infeksi berat dan kematian yang tinggi. Kelompok yang paling terpengaruh adalah anak-anak di bawah usia 5 tahun.
Pada 2019, tahun terakhir untuk statistik lengkap, diperkirakan 386.000 orang meninggal karena malaria di Afrika dan 274.000 adalah anak-anak, menurut WHO.
Setelah bertahun-tahun upaya pengembangan vaksin yang gagal, beberapa imunisasi muncul dan satu yang dikembangkan di Inggris oleh Universitas Oxford dan raksasa farmasi GlaxoSmithKline, telah disetujui di Ghana dan Nigeria. Vaksin ini dirancang untuk anak-anak antara usia lima bulan dan tiga tahun. Empat belas vaksin investigasi dipelajari sebagai bagian dari penelitian baru di Kenya untuk menentukan peran mereka dalam mendorong respons sel pembunuh alami.
“Sel pembunuh alami adalah efektor kekebalan yang kuat,” tulis Dennis Odera, penulis utama penelitian Kenya, menggambarkan pembunuh alami, kelas konstituen sistem kekebalan yang menargetkan dan membunuh sel yang terinfeksi. Pembunuh alami dinamai demikian karena pembunuhan adalah spesialisasi utama mereka, pekerjaan yang dimediasi oleh molekul kuat yang terkandung di dalam lisosom pembunuh. Badan-badan ini adalah organel sekretori yang terselip di dalam pembunuh alami yang melepaskan senyawa keras. Bahan kimia ini dibebaskan saat pembunuh alami yang kasar menghadapi target mematikan mereka.
Odera dan rekan mencatat bahwa sel-sel pembunuh alami memediasi respons kekebalan terhadap Plasmodium falciparum menggunakan beberapa fungsi efektor: Memukul parasit dengan bahan kimia keras dan memberi sinyal serangan molekul inflamasi, yang secara harfiah meningkatkan suhu, membuat kondisi dalam tubuh sulit bagi organisme menular.
Memahami bagaimana sistem kekebalan merespons P. falciparum membantu menjelaskan biologi kompleks organisme dan aktivitasnya dalam aliran darah manusia dengan lebih baik. Mempelajari organisme aktif dan perjumpaannya dengan sistem kekebalan manusia menambah wawasan baru untuk mengembangkan vaksin generasi berikutnya.
“Sembilan dari 14 kandidat vaksin yang diuji menginduksi sel pembunuh alami yang bergantung pada antibodi,” tambah Odera, merujuk pada antibodi yang berkembang sebagai respons terhadap vaksinasi, dan yang pada gilirannya, menandakan aktivitas pembunuh alami.
Parasit malaria adalah protozoa yang harus tumbuh subur di dua inang yang berbeda—nyamuk betina dan manusia—selama siklus hidupnya yang kompleks, tiga tahap. Ketiga tahap tersebut adalah ookinet, yang terjadi di usus nyamuk; sporozoit bentuk yang lebih matang yang dilepaskan dalam air liur nyamuk saat menggigit, dan merozoit, tahap parasit yang berkembang di hati manusia.
Odera dan tim yang berbasis di Kenya tertarik pada tahap merozoit dari perkembangan parasit karena pada saat itulah kerusakan akibat malaria dimulai. Ketika nyamuk Anopheles betina menggigit manusia, parasit dalam tahap sporozoit masuk ke dalam darah dan selalu melakukan perjalanan ke hati tempat induk parasit tumbuh.
Mereka muncul dari hati dan memasuki eritrosit—sel darah merah—sebagai merozoit, yang melanjutkan siklus tanpa henti untuk menyerang semakin banyak sel darah merah. Saat merozoit meledak bebas dari eritrosit, mereka menghancurkan sel-sel pengangkut oksigen vital ini dalam prosesnya.
Studi di Kenya mencakup banyak basis dalam upaya untuk memahami aktivitas sel pembunuh alami dan merozoit dalam aliran darah manusia. Bersamaan dengan pengendalian infeksi malaria pada orang dewasa Kenya, penelitian ini juga menganalisis 293 sampel darah dari kohort longitudinal anak-anak yang tinggal di Junju, wilayah Kenya dengan penularan malaria yang tinggi.
Selain itu, ada komponen laboratorium dari penelitian tersebut, yang memungkinkan Odera dan rekannya mengamati sel pembunuh alami yang sedang beraksi—bagaimana mereka merespons merozoit dalam kultur. Apa yang dilihat tim adalah padanan biologis dari perang kimia.
Sel pembunuh alami melepaskan senyawa antimikroba melalui proses yang disebut degranulasi. Molekul inflamasi interferon-gamma meningkatkan panas. Memerangi malaria tidaklah mudah. Parasit itu besar — jauh lebih besar dari bakteri dan beberapa kali lipat lebih besar dari virus. Pertarungan itu ganas, membinasakan, dan jelek.
Dengan melepaskan senyawa antimikroba dan membanjirnya molekul peradangan, seperti interferon-gamma, Odera dan kolaboratornya melihat bagaimana parasit malaria dapat dihentikan agar tidak menyerang sel darah merah lebih lanjut.
Dalam bagian penelitian infeksi malaria manusia yang terkontrol, tim mengamati bahwa orang dewasa Kenya yang tidak mengalami demam memiliki jumlah sel pembunuh alami yang bergantung pada antibodi lebih tinggi daripada mereka yang membutuhkan pengobatan. Tim kemudian memeriksa 293 sampel dari anak-anak yang tinggal di Junju dan menemukan bahwa sel pembunuh alami yang bergantung pada antibodi meningkat seiring bertambahnya usia dan melonjak selama infeksi P. falciparum.
Jumlah yang lebih tinggi dari sel pembunuh alami yang bergantung pada antibodi berkorelasi dengan risiko dan gejala malaria klinis yang lebih rendah, menunjukkan bahwa sel pembunuh alami memainkan peran kunci dalam menopang kekebalan malaria.
“Dengan menggunakan sitometri aliran multiparameter, kami menemukan bahwa sel pembunuh alami mengalami degranulasi dan melepaskan interferon-gamma setelah stimulasi dengan merozoit Plasmodium falciparum yang diopsonisasi oleh antibodi,” kata Odera, mengacu pada antibodi yang menandai parasit untuk dihancurkan.
“Aktivitas sel pembunuh alami yang bergantung pada antibodi sebagian besar adalah transenden regangan dan peningkatan penghambatan invasi ke eritrosit,” Odera menambahkan, menggambarkan bagaimana kekuatan sistem kekebalan mencegah invasi ke sel darah merah tambahan.
“Sel pembunuh alami yang bergantung pada antibodi dikaitkan dengan keberhasilan pengendalian parasitemia setelah tantangan malaria eksperimental pada orang dewasa Afrika,” Odera melanjutkan, mencatat bahwa pada anak-anak, “sel pembunuh alami yang bergantung pada antibodi meningkat seiring bertambahnya usia, didorong oleh P. falciparum secara bersamaan. infeksi, dan dikaitkan dengan risiko yang lebih rendah dari episode klinis malaria.”
Dalam studi kedua, berfokus pada anak-anak dan malaria, tim ilmuwan internasional menggarisbawahi bahwa aktivitas sel pembunuh alami adalah kunci respons kekebalan pada malaria.
Dipimpin oleh para peneliti di Stanford University, makalah ilmiah tersebut menyoroti bagaimana populasi khusus sel pembunuh alami mendukung kemampuan sistem kekebalan untuk melindungi tubuh dari parasit malaria. “Sel-sel pembunuh alami mungkin memainkan peran penting dalam kekebalan terhadap malaria,” tegas Maureen Ty dari Stanford, penulis utama studi yang melibatkan para peneliti di Uganda dan Australia.
Linchpin dalam penelitian mereka adalah identifikasi subset atipikal dari sel pembunuh alami, sebuah kelompok yang dijuluki CD56neg. Sel-sel ini berkembang selama paparan parasit berulang.
Tim tersebut mempelajari sel pembunuh alami dalam kelompok yang terdiri dari 264 anak Uganda dan menggarisbawahi bahwa subset CD56neg, memberikan perlindungan terhadap gejala malaria. “Memahami faktor-faktor yang mendorong pemrograman unik ini [natural killer] subset sel akan membantu memandu terjemahan terapeutik, termasuk meningkatkan perlindungan yang ditimbulkan oleh vaksin,” Ty menyimpulkan.
Informasi lebih lanjut: Dennis O. Odera et al, Antibodi anti-merozoit menginduksi fungsi efektor sel pembunuh alami dan berhubungan dengan kekebalan terhadap malaria, Science Translational Medicine (2023). DOI: 10.1126/scitranslmed.abn5993
Maureen Ty et al, Ekspansi yang digerakkan oleh malaria dari sel NK CD56-negatif fungsional seperti adaptif berkorelasi dengan kekebalan klinis terhadap malaria, Science Translational Medicine (2023). DOI: 10.1126/scitranslmed.add9012
© 2023 Science X Network
Kutipan: Membunuh adalah pekerjaan mereka: Dua studi menganalisis sel pembunuh alami saat mereka mengatasi bentuk terburuk malaria (2023, 26 April) diambil 26 April 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-04-job-natural- killer-cells-tackle.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.