Tế bào t cd8 là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa và vai trò của tế bào T CD8⁺

Tế bào T CD8⁺, hay còn gọi là tế bào lympho T gây độc (cytotoxic T lymphocyte – CTL), là một phân nhóm của tế bào T trong hệ miễn dịch thích ứng. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu diệt các tế bào nhiễm virus và tế bào ung thư bằng cách nhận diện các peptide kháng nguyên được trình diện trên phân tử MHC lớp I.

Các tế bào T CD8⁺ sau khi được hoạt hóa sẽ phân biệt và tiêu diệt tế bào đích thông qua việc giải phóng các phân tử gây độc như perforin và granzymes, hoặc thông qua con đường Fas/FasL, dẫn đến quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Điều này giúp loại bỏ hiệu quả các tế bào bị nhiễm bệnh hoặc biến đổi ác tính.

Phân biệt tế bào T CD8⁺ với các dòng lympho khác

Tế bào T CD8⁺ khác biệt với tế bào T CD4⁺ (tế bào T hỗ trợ) ở chức năng và loại MHC mà chúng nhận diện. Trong khi tế bào T CD8⁺ nhận diện kháng nguyên trên MHC lớp I và trực tiếp tiêu diệt tế bào đích, thì tế bào T CD4⁺ nhận diện kháng nguyên trên MHC lớp II và hỗ trợ các tế bào miễn dịch khác thông qua việc tiết cytokine.

So với tế bào B, tế bào T CD8⁺ không sản xuất kháng thể mà thực hiện chức năng tiêu diệt tế bào nhiễm bệnh hoặc tế bào ung thư. Điều này làm cho chúng trở thành thành phần chủ chốt trong phản ứng miễn dịch tế bào chống lại các mối đe dọa nội bào.

Cơ chế hoạt hóa tế bào T CD8⁺

Quá trình hoạt hóa tế bào T CD8⁺ bắt đầu khi tế bào trình diện kháng nguyên (APC), như tế bào tua (dendritic cell), trình diện peptide kháng nguyên trên MHC lớp I. Tế bào T CD8⁺ nhận diện phức hợp này thông qua thụ thể TCR, tạo ra tín hiệu đầu tiên cho quá trình hoạt hóa.

Tín hiệu thứ hai đến từ các tương tác đồng kích thích, chẳng hạn như giữa CD28 trên tế bào T và B7 trên APC. Sự kết hợp của hai tín hiệu này dẫn đến sự biệt hóa và tăng sinh của tế bào T CD8⁺, tạo ra các tế bào hiệu lực có khả năng tiêu diệt tế bào đích.

Cơ chế tiêu diệt tế bào đích

Tế bào T CD8⁺ tiêu diệt tế bào đích thông qua hai con đường chính:

• Con đường perforin–granzyme: Tế bào T CD8⁺ giải phóng perforin tạo lỗ trên màng tế bào đích, cho phép granzymes xâm nhập và kích hoạt quá trình apoptosis.
• Con đường Fas–FasL: Tế bào T CD8⁺ biểu hiện Fas ligand (FasL) liên kết với thụ thể Fas trên tế bào đích, kích hoạt tín hiệu dẫn đến apoptosis.

Cả hai cơ chế này đảm bảo việc loại bỏ chính xác các tế bào nhiễm bệnh hoặc tế bào ung thư, đồng thời hạn chế tổn thương đến các tế bào lành mạnh xung quanh.

Vai trò trong miễn dịch chống virus và ung thư

Tế bào T CD8⁺ là tuyến phòng thủ chủ lực của hệ miễn dịch trong việc chống lại các virus nội bào và tế bào ung thư. Khi virus xâm nhập và nhân lên bên trong tế bào vật chủ, các phân đoạn peptide virus được trình diện trên bề mặt tế bào thông qua phân tử MHC-I. Tế bào T CD8⁺ nhận diện các peptide lạ này thông qua TCR và tiêu diệt tế bào nhiễm nhằm ngăn chặn sự nhân lên và lây lan của virus.

Các bệnh do virus như cúm, HIV, viêm gan B (HBV), viêm gan C (HCV), và gần đây là SARS-CoV-2 đều cho thấy vai trò sống còn của tế bào T CD8⁺ trong kiểm soát và loại bỏ mầm bệnh. Mức độ hoạt hóa và tồn tại lâu dài của tế bào T CD8⁺ trong các ca nhiễm COVID-19 nặng có liên quan trực tiếp đến khả năng phục hồi và giảm tử vong.

Trong lĩnh vực ung thư, tế bào T CD8⁺ là lực lượng chính nhận diện các protein đột biến (neoantigen) được sinh ra từ đột biến gen trong tế bào ung thư. Khi các peptide đặc hiệu ung thư được trình diện trên MHC-I, CD8⁺ T cell có thể tiêu diệt các tế bào ác tính. Tuy nhiên, tế bào ung thư có thể phát triển cơ chế “trốn tránh miễn dịch” bằng cách:

• Giảm biểu hiện MHC-I trên bề mặt
• Tiết cytokine ức chế miễn dịch (TGF-β, IL-10)
• Biểu hiện PD-L1 để làm suy giảm chức năng tế bào T

Điều này tạo ra nhu cầu phát triển các liệu pháp miễn dịch để “tái lập” hoặc “tái kích hoạt” tế bào T CD8⁺ trong ung thư.

Tế bào T nhớ CD8⁺ và miễn dịch lâu dài

Sau khi phản ứng miễn dịch cấp tính kết thúc, phần lớn tế bào T CD8⁺ chết theo con đường apoptosis, nhưng một phần nhỏ biệt hóa thành tế bào T nhớ CD8⁺, giúp cơ thể ghi nhớ kháng nguyên và phản ứng nhanh chóng khi tái nhiễm. Đây là nền tảng của trí nhớ miễn dịch – yếu tố cốt lõi trong hiệu quả của vaccine.

Tế bào T nhớ CD8⁺ tồn tại lâu dài trong cơ thể và được chia thành ba nhóm:

• Central memory (T_CM): lưu trú trong hạch lympho, khả năng tăng sinh mạnh khi tái kích hoạt
• Effector memory (T_EM): tuần hoàn ở máu và mô ngoại vi, đáp ứng nhanh nhưng ít tăng sinh
• Resident memory (T_RM): cư trú cố định trong mô như phổi, da, ruột, bảo vệ tuyến đầu

Việc phát hiện và định hướng biệt hóa các loại tế bào T nhớ là hướng nghiên cứu quan trọng nhằm tối ưu hóa vaccine và liệu pháp miễn dịch lâu dài.

Rối loạn liên quan đến CD8⁺ T cells

Khi hoạt động của tế bào T CD8⁺ bị rối loạn, có thể xuất hiện hai tình huống đối lập: quá mức và suy giảm. Trong trường hợp hoạt động quá mức, CD8⁺ T cell có thể gây ra tổn thương mô và bệnh tự miễn, ví dụ:

• Viêm gan tự miễn (Autoimmune hepatitis)
• Bệnh tiểu đường type 1 (Tấn công tế bào beta tuyến tụy)
• Bệnh viêm cơ và viêm ruột

Ngược lại, trong các tình trạng nhiễm trùng mạn tính hoặc ung thư, CD8⁺ T cell dễ rơi vào trạng thái kiệt sức miễn dịch (T cell exhaustion), mất dần khả năng tiết cytokine và tiêu diệt tế bào đích. Biểu hiện đặc trưng gồm sự tăng biểu hiện các thụ thể ức chế như PD-1, TIM-3, LAG-3 và giảm IFN-γ, TNF-α.

Việc phục hồi chức năng CD8⁺ T cell bằng cách ức chế các trạm kiểm soát miễn dịch là một chiến lược điều trị quan trọng, đặc biệt trong ung thư và nhiễm HIV, HCV mạn tính. Nghiên cứu các yếu tố điều tiết sự kiệt sức và hồi phục của tế bào T đang là trọng tâm của miễn dịch học hiện đại.

Vai trò trong liệu pháp miễn dịch ung thư

Tế bào T CD8⁺ là nền tảng cho nhiều liệu pháp miễn dịch ung thư tiên tiến. Các chiến lược phổ biến bao gồm:

• Checkpoint inhibitors: kháng thể kháng PD-1, CTLA-4 để tái hoạt hóa CD8⁺ T cell
• Liệu pháp tế bào T: CAR-T cells được thiết kế để nhận diện kháng nguyên khối u
• Vaccine ung thư cá thể hóa: dựa trên trình tự gen khối u để thiết kế epitope cho CD8⁺ T cell

Tế bào CD8⁺ hoạt hóa hiệu quả có khả năng thâm nhập khối u, phân biệt tế bào ung thư với tế bào lành, và tiêu diệt một cách chọn lọc. Tuy nhiên, vi môi trường khối u (tumor microenvironment – TME) thường rất ức chế miễn dịch, đòi hỏi kết hợp nhiều liệu pháp để tăng hiệu quả điều trị.

Các chiến lược hiện đại đang khai thác trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích bộ dữ liệu biểu hiện gen, tiên đoán epitope tốt nhất để kích hoạt CD8⁺ T cell, và xây dựng mô hình dự báo đáp ứng điều trị miễn dịch.

Kết luận và triển vọng nghiên cứu

Tế bào T CD8⁺ là vũ khí chủ lực của hệ miễn dịch chống lại nhiễm trùng nội bào và ung thư. Với khả năng nhận diện đặc hiệu và tiêu diệt tế bào đích một cách chọn lọc, chúng giữ vai trò cốt lõi trong phòng vệ tự nhiên và liệu pháp miễn dịch hiện đại.

Tương lai của nghiên cứu CD8⁺ T cell hướng đến cải tiến khả năng ghi nhớ miễn dịch, duy trì hoạt tính dài hạn, phòng tránh kiệt sức tế bào T và tích hợp công nghệ học máy để cá thể hóa trị liệu. Những tiến bộ này hứa hẹn mở ra kỷ nguyên mới cho điều trị ung thư, bệnh mạn tính và phát triển vaccine thế hệ mới.