Tế bào dendritic là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa và vai trò trung tâm của tế bào dendritic

Tế bào dendritic (DCs – Dendritic Cells) là một loại tế bào miễn dịch chuyên biệt, thuộc dòng mono‑đa nhân (mononuclear phagocyte), có khả năng nhận diện và kích hoạt mạnh tế bào T qua trình diện kháng nguyên. Chúng được xem như “người gác cổng” khởi đầu của đáp ứng miễn dịch thích ứng, đóng vai trò then chốt trong việc kích hoạt hoặc điều tiết phản ứng miễn dịch tùy ngữ cảnh.

DC tồn tại tại mô ngoại vi (da, niêm mạc, hạch lympho) để đánh giá liên tục các tín hiệu từ môi trường. Khi nhận thấy dấu hiệu nhiễm trùng hay tổn thương, DC chuyển sang trạng thái trưởng thành, di chuyển đến hạch lympho và tương tác chặt chẽ với tế bào T, khởi động đáp ứng miễn dịch đặc hiệu.

Phân loại tế bào dendritic

Tế bào dendritic có thể được phân loại thành các nhóm chính dựa trên nguồn gốc tế bào, đặc điểm phân tử và chức năng chuyên biệt:

• DC quy ước (cDCs): gồm cDC1 và cDC2, chịu trách nhiệm chính trong trình diện kháng nguyên ngoại sinh và nội sinh, kích hoạt mạnh tế bào T CD8⁺ và CD4⁺.
• DC huyết tương (pDCs): chuyên tiết interferon loại I (IFN‑I) khi nhận diện virus, đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch kháng virus và điều tiết miễn dịch.
• Mo-DCs: biệt hóa từ tế bào mono trong điều kiện viêm và nhiễm trùng, mang đặc điểm hỗ trợ cDC nhưng tập trung vào khu vực tổn thương.

Mỗi loại DC có biểu hiện đặc trưng trên bề mặt (ví dụ CD11c, CD141, CD303, CD1c) và con đường trình diện kháng nguyên riêng, giúp hệ miễn dịch phản ứng linh hoạt theo từng tình huống sinh lý hoặc bệnh lý.

Cấu trúc và đặc điểm phân tử của tế bào dendritic

Tế bào dendritic có dạng hình bất định với nhiều tua gai dài – nơi tăng cường diện tích tiếp xúc với kháng nguyên và tế bào T. Nhân to, bầu dục, lưới nội chất phát triển, thể Golgi và ti thể nhiều thể hiện khả năng tổng hợp protein và hoạt hóa mạnh sau khi tiếp xúc kháng nguyên.

Bề mặt DC biểu hiện đồng thời các phân tử:

• MHC lớp I & II: trình diện peptide kháng nguyên đến CD8⁺ và CD4⁺.
• Costimulatory molecules: CD80, CD86, CD40 hỗ trợ kích hoạt tế bào T.
• Receptor glycoproteins: ICAM‑1/2, CCR7 hỗ trợ kết dính và di chuyển đến hạch lympho.

Sự biểu hiện phối hợp của các phân tử này cho phép DC chi phối cả việc thu nhận kháng nguyên, di chuyển, và kích hoạt đáp ứng T‑cell hiệu quả.

Chức năng trình diện kháng nguyên chuyên nghiệp

DC là tế bào trình diện kháng nguyên chuyên biệt (professional APC). Khi nhận kháng nguyên ngoại sinh hoặc nội sinh, DC thực hiện xử lý qua các con đường khác nhau:

• Con đường nội sinh: kháng nguyên nội bào được xử lý qua proteasome, gắn vào MHC‑I để kích hoạt tế bào T CD8⁺.
• Con đường ngoại sinh: kháng nguyên ngoại lai được nội hóa qua endosome, xử lý và gắn vào MHC‑II để kích hoạt tế bào T CD4⁺.

DC trưởng thành tăng biểu hiện MHC và phân tử đồng kích hoạt; di chuyển đến vùng T‑cell zone của hạch lympho để bắt diện và kích hoạt tế bào T naïve. Chính nhờ khả năng trình diện phối hợp với tín hiệu giám sát mô ngoại vi, DC góp phần xác định kiểu (Th1, Th2, Th17, Treg) và cường độ đáp ứng miễn dịch thích ứng.

Cơ chế xử lý kháng nguyên và kích hoạt tế bào T

Tế bào dendritic nhận diện kháng nguyên thông qua các thụ thể nhận dạng mẫu (PRRs – Pattern Recognition Receptors), điển hình là họ Toll-like receptors (TLRs). Sự nhận diện các yếu tố gây hại như lipopolysaccharides (LPS), RNA virus hoặc DNA ngoại sinh dẫn đến hoạt hóa tín hiệu nội bào, kích thích quá trình xử lý và trình diện kháng nguyên.

Kháng nguyên được nội hóa qua quá trình endocytosis hoặc phagocytosis, xử lý trong các thể nội bào thành các peptide nhỏ. Sau đó, các peptide này gắn vào phân tử MHC (Major Histocompatibility Complex) và được vận chuyển đến màng tế bào. Cơ chế này được chia làm hai con đường:

• Cross-presentation: đặc biệt ở DC, cho phép kháng nguyên ngoại sinh được trình diện qua MHC lớp I để kích hoạt T CD8⁺.
• MHC-II pathway: gắn peptide ngoại sinh vào MHC-II để kích hoạt T CD4⁺.

DC cũng biểu hiện các phân tử đồng kích hoạt như CD80/86, CD40 – cần thiết để tạo tín hiệu thứ hai cho hoạt hóa T-cell. Ngoài ra, DC tiết các cytokine định hướng biệt hóa tế bào T thành Th1, Th2, Th17 hoặc Treg, tùy vào tín hiệu nhận diện và môi trường vi mô.

DC trong điều hòa miễn dịch và dung nạp

Bên cạnh khả năng khởi phát miễn dịch, DC còn đóng vai trò trung gian dung nạp miễn dịch – đặc biệt là DC ở trạng thái chưa trưởng thành hoặc trong điều kiện chống viêm. DC dung nạp không biểu hiện phân tử đồng kích hoạt đầy đủ và có thể dẫn đến bất hoạt hoặc cảm ứng Treg (regulatory T-cells).

Các mô như ruột, da, và niêm mạc duy trì môi trường dung nạp nhờ các yếu tố như TGF-β, retinoic acid, và IL-10. DC trong các mô này giúp duy trì cân bằng miễn dịch và ngăn chặn tự miễn hoặc phản ứng quá mức với vi sinh vật có lợi.

Một số DC chuyên biệt (tolerogenic DCs) có thể được ứng dụng để điều trị bệnh tự miễn hoặc bệnh lý viêm mạn tính bằng cách điều hướng hệ miễn dịch về trạng thái không phản ứng (anergy) hoặc cảm ứng Treg đặc hiệu kháng nguyên.

Vai trò trong vắc xin và liệu pháp ung thư

Do khả năng trình diện kháng nguyên mạnh và định hướng đáp ứng T-cell, DC được ứng dụng trong nhiều chiến lược vắc xin hiện đại, đặc biệt là vắc xin peptide, RNA và tế bào. Vắc xin RNA như mRNA-1273 (Moderna) và BNT162b2 (Pfizer-BioNTech) được DC thu nhận và trình diện kháng nguyên virus SARS-CoV-2 hiệu quả.

Trong liệu pháp miễn dịch ung thư, DC có thể được nạp kháng nguyên khối u ex vivo, sau đó tiêm trở lại bệnh nhân để tạo đáp ứng T-cell đặc hiệu kháng khối u. Một ví dụ điển hình là vắc xin dendritic Provenge (sipuleucel-T), được FDA phê duyệt để điều trị ung thư tuyến tiền liệt.

DC cũng đang được nghiên cứu kết hợp với checkpoint inhibitors (như anti-PD-1, anti-CTLA-4) để tăng hiệu quả diệt khối u bằng cách phục hồi chức năng tế bào T kiệt sức (exhausted T cells).

Ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị miễn dịch

Tế bào dendritic và dấu ấn bề mặt của chúng (CD83, CD86, CCR7...) được sử dụng như chỉ thị để đánh giá tình trạng miễn dịch của bệnh nhân, đặc biệt trong ung thư, HIV, hoặc ghép tạng. Sự thiếu hụt hoặc rối loạn chức năng của DC liên quan đến giảm khả năng tạo trí nhớ miễn dịch, nhiễm trùng kéo dài hoặc tự miễn.

Các thử nghiệm lâm sàng đang phát triển các thế hệ DC dung nạp nhân tạo để điều trị các bệnh như lupus ban đỏ hệ thống (SLE), đa xơ cứng (MS) và viêm khớp dạng thấp (RA). Việc kiểm soát tín hiệu đồng kích hoạt và môi trường biệt hóa sẽ là chìa khóa để cá thể hóa liệu pháp DC.

Hướng nghiên cứu tương lai

Nghiên cứu hiện tại tập trung vào các chủ đề: lập bản đồ biểu hiện gene đơn bào (scRNA-seq) để hiểu sự đa dạng DC, tạo dòng DC từ tế bào gốc cảm ứng (iPSCs), kết hợp DC với vật liệu nano để tạo hệ dẫn truyền vắc xin nhắm đích cao.

Một số dự án cũng khai thác trí tuệ nhân tạo và học sâu (deep learning) để tối ưu hóa thiết kế peptide kháng nguyên và dự đoán kết quả đáp ứng miễn dịch do DC trung gian.

Tài liệu tham khảo

1. Banchereau, J., & Steinman, R. M. (1998). Dendritic cells and the control of immunity. Nature, 392(6673), 245–252.
2. Guermonprez, P., Valladeau, J., Zitvogel, L., Théry, C., & Amigorena, S. (2002). Antigen presentation and T cell stimulation by dendritic cells. Annu Rev Immunol, 20, 621–667.
3. Palucka, K., & Banchereau, J. (2013). Dendritic-cell-based therapeutic cancer vaccines. Immunity, 39(1), 38–48.
4. NIAID – Dendritic Cells. niaid.nih.gov
5. Cell Signaling Technology – Dendritic Cell Markers. cellsignal.com