Imunologi Dasar: Antigen Presenting

Cell (APC)

Antigen-presenting Cel  (APC) atau sel aksesori adalah sel asing yang menampilkan antigen

kompleks dengan major histocompatibility complex (MHC) pada permukaannya. T-sel dapat

mengenali kompleks mereka menggunakan T-sel reseptor (TCRs). Sel ini memproses antigen

dan menyajikan untuk T-sel.

Fungsi utama sel sebagai sel penampil antigen (antigen-presenting cell) terdapat pada sifat

fagositik yang mengikat antigen yang terlepas dari mekanisme pertahanan awal dan

menampilkan fragmen protein dari antigen tersebut pada kompleks MHC bagi sel T dan sel

B.Antigen yang diikat oleh sel dendritik akan ditelan ke dalam sitosol dan dipotong menjadi

peptida untuk kemudian diekspresikan menuju ke permukaan sel sebagai antigen MHC.

Antigen protein dari mikroba yang memasuki tubuh akan ditangkap oleh APC, kemudian

terkumpul di organ limfoid perifer dan dimulailah respons imun (lihat Tabel 7-1). Mikroba

masuk ke dalam tubuh terutama melalui kulit, saluran gastrointestinal, dan saluran napas. Epitel

merupakan pertahanan fisik terhadap infeksi. Epitel mengandung sekumpulan APC yang

tergolong dalam sel dendrit. Di kulit, sel dendrit epidermal disebut sebagai sel Langerhans. Sel

dendrit di epitel ini masih imatur karena tidak efisien untuk menstimulasi sel T.

Antigen mikroba yang memasuki epitel akan ditangkap oleh sel dendrit dengan cara fagositosis

(untuk antigen partikel) atau pinositosis (untuk antigen terlarut). Sel dendrit memiliki reseptor

untuk berikatan dengan mikroba. Reseptor tersebut mengenali residu manosa terminal (terminal

mannose residue) yang terdapat pada glikoprotein mikroba namun tidak ada pada glikoprotein

mamalia. Ketika makrofag dan sel epitel bertemu dengan mikroba, sel tersebut mengeluarkan

sitokin tumor necrosis factor (TNF) dan interleukin-1 (IL-1). Sitokin tersebut bekerja pada sel

dendrit yang telah menangkap antigen dan menyebabkan sel dendrit terlepas dari epitel.

Sel dendrit mempunyai reseptor terhadap kemokin yang diproduksi di kelenjar getah bening

yang penuh dengan sel T. Kemokin tersebut akan mengarahkan sel dendrit untuk masuk ke

pembuluh limfe dan menuju ke kelenjar getah bening regional. Selama proses migrasi, sel

dendrit bermaturasi dari sel yang berfungsi menangkap antigen menjadi APC yang dapat

menstimulasi limfosit T. Bentuk dari maturasi ini yaitu molekul MHC dan ko-stimulatornya

disintesis dan diekspresikan di permukaan APC.

Jika suatu mikroba berhasil menembus epitel dan memasuki jaringan ikat/parenkim, mikroba

tersebut akan ditangkap oleh sel dendrit imatur dan dibawa ke kelenjar getah bening. Antigen

terlarut di saluran limfe diambil oleh sel dendrit yang berada di kelenjar getah bening, sedangkan

antigen di dalam darah diambil oleh sel dendrit yang berada di limpa. Antigen protein dari

mikroba yang masuk ke dalam tubuh akan dikumpulkan di kelenjar getah bening sehingga dapat

bertemu dengan limfosit T. Sel T naif bersirkulasi terus-menerus dan melewati kelenjar getah

bening paling tidak satu kali sehari. Proses pertemuan APC dan sel T naif di kelenjar getah

bening sangat efisien. Jika suatu antigen mikroba masuk ke dalam tubuh, respons sel T terhadap

antigen ini akan dimulai di kelenjar getah bening regional dalam 12-18 jam.

Berbagai jenis APC mempunyai fungsi yang berbeda dalam respons imun tergantung sel T (T

cell-dependent immune response). Interdigitating dendritic cells merupakan APC yang paling

poten dalam mengaktivasi limfosit T naif. Sel dendrit tidak hanya menyebabkan dimulainya

respons sel T namun juga mempengaruhi sifat respons tersebut. Misalnya, terdapat beberapa

jenis sel dendrit yang dapat mengarahkan diferensiasi sel T CD4 naif menjadi suatu populasi

yang berfungsi melawan suatu jenis mikroba. Sel APC yang lain yaitu makrofag yang tersebar di

semua jaringan. Pada respons imun selular, makrofag memfagosit mikroba dan

mempresentasikannya ke sel T efektor, yang kemudian mengaktivasi makrofag untuk membunuh

mikroba. Limfosit B yang teraktivasi akan mencerna antigen protein dan mempresentasikannya

ke sel T helper; proses ini berperan penting dalam perkembangan respons imun humoral. Selain

itu, semua sel yang berinti dapat mempresentasikan antigen dari mikroba di dalam sitoplasma

kepada sel T sitotoksik.

Sel APC berperan penting dalam memulai respons sel T CD8 terhadap antigen mikroba

intraselular. Sebagian mikroba (misalnya virus) dapat menginfeksi sel pejamu dengan cepat dan

hanya dapat diatasi dengan cara penghancuran sel tersebut oleh sel T sitotoksik. Virus dapat

menginfeksi semua jenis sel pejamu (tidak hanya APC saja), dan sel-sel ini tidak dapat

memproduksi sinyal yang diperlukan untuk mengaktivasi sel T. Mekanisme yang terjadi pada

keadaan ini adalah sel APC memakan sel yang terinfeksi dan mempresentasikan antigen ke

limfosit T CD8. Hal ini disebut sebagai cross-presentation, artinya suatu jenis sel (yaitu APC)

mempresentasikan antigen dari sel lain (yaitu sel yang terinfeksi) kemudian mengaktivasi

limfosit T naif sehingga menjadi spesifik untuk antigen tersebut. Sel APC yang memakan sel

terinfeksi juga dapat mempresentasikan antigen ke limfosit T CD4.

Jenis APC

Professional APCs

Terdapat 3 tipe utama  professional antigen-presenting cell:

Dendritic cells (DCs),  Sel dendritik (dendritic cell, DC) adalah monosit yang

terdiferensiasi oleh stimulasi GM-CSF dan IL-4,dan menjadi bagian sistem kekebalan

mamalia. Bentuk sel dendritik menyerupai bagian dendrita pada neuron, namun sel

dendritik tidak bekerja pada sistem saraf, melainkan berperan sebagai perantara sistem

kekebalan turunan menuju sistem kekebalan tiruan.

Macrophages,

B-cells,

Certain activated epithelial cells

Non-professional

A non-professional APC

Fibroblasts (kulit)

Thymic epithelial cells

Thyroid epithelial cells

Glial cells (otak)

Pancreatic beta cells

Vascular endothelial cells

Jenis-jenis antigen presenting cell (APC)

No Jenis APC Lokasi Mobilitas Reseptor

Fc/C3

MHC

kelas II

Presentasi

kepada

1.2.3. Interdigitating

dendritic   cellsSel

LangerhansVeiled

cells

Parakorteks

KGBKulitSaluran

limfe

AktifAktifAktif +++ ++++++ Sel TSel

TSel T

4. Follicular   dendritic

cells

Folikel KGB Statik + - Sel B

5. Makrofag Medula KGBHati

(sel Kupffer)Otak

(astrosit)

AktifStatikStatik +++ ++++++ Sel T dan B

6. Sel B (khususnya

bila teraktivasi)

Jaringan limfoid Aktif Ig

permukaan

+ Sel T

Keterangan: KGB = kelenjar getah bening, Ig = imunoglobulin.

(sumber Chapel H, Haeney M, Misbah S, Snowden N, 2001)

Sel APC mensintesis molekul MHC kelas II secara terus-menerus di retikulum endoplasma.

Selama berada di dalam retikulum endoplasma, molekul MHC kelas II dicegah untuk berikatan

dengan peptida di dalam lumen oleh suatu protein yang dinamakan MHC class II-associated

invariant chain. Invariant chain ini mengandung suatu sekuens yaitu class II invariant chain

peptide (CLIP) yang berikatan erat dengan peptide-binding cleft pada MHC kelas II.

Invariant chain tersebut juga mengantarkan MHC kelas II ke endosom untuk berikatan dengan

peptida antigen eksogen yang telah diproses. Endosom mengandung protein yang dinamakan

DM, fungsinya untuk melepaskan CLIP dari molekul MHC kelas II, sehingga peptide-binding

cleft akan terbuka untuk menerima peptida antigen. Jika MHC kelas II dapat berikatan dengan

peptida, akan terbentuk kompleks yang stabil dan menuju ke permukaan sel. Namun jika

molekul MHC tidak dapat berikatan dengan peptida tersebut, molekul ini menjadi tidak stabil

dan dihancurkan oleh protease di dalam endosom. Suatu antigen protein akan dipecah menjadi

banyak peptida, tetapi hanya sedikit (satu atau dua) peptida yang dapat berikatan dengan molekul

MHC individu tersebut. Oleh sebab itu, hanya peptida ini yang dapat menimbulkan respons imun

pada individu tersebut sehingga disebut immunodominant epitopes.

Antigen endogen (termasuk antigen virus) akan diproses di retikulum endoplasma dan

dipresentasikan oleh molekul MHC kelas I kepada sel T CD8+, sedangkan antigen eksogen

diproses di lisosom (endosom) dan dipresentasikan oleh molekul MHC kelas II kepada sel T

CD4+

Sel APC tidak hanya mempresentasikan peptida antigen kepada sel T, tetapi juga berfungsi

sebagai ”sinyal kedua” untuk aktivasi sel T. Antigen merupakan sinyal pertama, sedangkan

sinyal kedua adalah mikroba atau APC yang berespons terhadap mikroba. Peran penting dari

sinyal kedua ini adalah untuk menjaga agar respons imun spesifik hanya timbul terhadap

mikroba dan tidak terhadap bahan-bahan non infeksius yang tidak berbahaya. Berbagai produk

dari mikroba dan respons imun non spesifik dapat mengaktifkan APC untuk mengekspresikan

sinyal kedua bagi aktivasi limfosit.

Sebagai contoh, berbagai bakteri menghasilkan lipopolisakarida (LPS). Pada saat bakteri

ditangkap oleh APC, LPS akan menstimulasi APC tersebut. Sebagai respons, APC

mengekspresikan protein permukaan yang disebut ko-stimulator. Ko-stimulator ini akan dikenali

oleh reseptornya di sel T. Sel APC juga mensekresi sitokin yang akan dikenali oleh reseptor

sitokin di sel T. Ko-stimulator dan sitokin bekerja bersama dengan pengenalan antigen oleh T

cell receptor (TCR) untuk merangsang proliferasi dan diferensiasi sel T. Dalam hal ini, antigen

adalah sinyal pertama, sedangkan kostimulator dan sitokin merupakan sinyal kedua.