PROFILPELAJAR.COM

Sitokin adalah kategori luas dari protein kecil (~ 5-20 kDa ) yang penting dalam pensinyalan sel. Pelepasan sitokin memengaruhi perilaku sel di sekitarnya. Sitokin terlibat dalam pensinyalan autokrin, pensinyalan parakrin, dan pensinyalan endokrin sebagai agen imunomodulasi. Perbedaan lebih jelas antara sitokin dari hormon masih terus diteliti lebih lanjut. Istilah sitokin bisa mencakup kemokin, interferon, interleukin, limfokin, dan faktor nekrosis tumor, tetapi umumnya bukan hormon atau faktor pertumbuhan (meskipun beberapa tumpang tindih dalam terminologi). Sitokin diproduksi oleh berbagai sel, termasuk sel imun seperti makrofag, limfosit B, limfosit T, dan sel mast, serta sel endotel, fibroblast, dan berbagai sel stroma.^[1]^[2]^[3]

Sitokin beraksi melalui pengikatan dengan reseptornya, dan sangat penting dalam sistem imun; sitokin memodulasi keseimbangan antara respons imun humoral dan respons imun seluler, dan sitokin mengatur pematangan, pertumbuhan, dan responsivitas populasi sel tertentu. Beberapa sitokin meningkatkan atau menghambat aksi sitokin lain dengan cara yang kompleks.

Sitokin berbeda dari hormon, yang juga merupakan molekul pensinyalan sel yang penting. Perbedaannya yaitu hormon bersirkulasi dalam konsentrasi yang lebih tinggi dan cenderung dibuat oleh jenis sel tertentu. Sitokin terlibat penting dalam kesehatan dan penyakit, khususnya dalam respon inang terhadap infeksi, respons imun, peradangan, trauma, sepsis, kanker, dan reproduksi. Kata sitokin berasal dari bahasa Yunani: cyto, dari bahasa Yunani "κύτος" kytos "lubang, sel" + kines, dari bahasa Yunani "κίνησις" kinēsis "pergerakan".

Penemuan sitokin

Interferon-alfa, suatu interferon tipe I, diidentifikasi pada 1957 sebagai protein yang mengganggu replikasi virus.^[4] Aktivitas interferon-gamma (satu-satunya anggota kelas interferon tipe II) dijelaskan pada 1965, merupakan mediator yang berasal dari limfosit yang diidentifikasi pertama kali.^[5] Faktor penghambat migrasi makrofag (MIF) diidentifikasi secara bersamaan 1966 oleh John David dan Barry Bloom.^[6]^[7]

Pada 1969, Dudley Dumonde mengusulkan istilah "limfokin" untuk mendeskripsikan protein yang disekresikan dari limfosit, dan selanjutnya protein yang berasal dari makrofag dan monosit dalam kultur disebut "monokin".^[8]

Pada 1974, Stanley Cohen menerbitkan sebuah artikel yang mendeskripsikan produksi MIF pada selaput allantois yang terinfeksi virus dan sel-sel ginjal, menunjukkan bahwa produksinya tidak terbatas pada sel-sel imun. Hal ini mengarah pada usulannya tentang istilah sitokin.^[9]

Tata nama

Sitokin telah diklasifikasikan sebagai limfokin, interleukin, dan kemokin, berdasarkan fungsi yang diduga, sel sekresi, atau target aksi. Namun, klasifikasi pembedaan seperti itu sudah usang karena sitokin dicirikan oleh redundansi dan pleiotropisme yang cukup besar, yang membuat pembedaan seperti itu memungkinkan banyak pengecualian.

Istilah interleukin pada awalnya digunakan oleh para peneliti untuk sitokin-sitokin yang diduga target utamanya adalah leukosit. Sekarang ini istilah interleukin digunakan sebagian besar untuk molekul sitokin yang lebih baru dan tidak banyak berhubungan dengan fungsi yang diduga. Sebagian besar diproduksi oleh sel T pembantu.
Limfokin: diproduksi oleh limfosit
Monokin: diproduksi secara eksklusif oleh monosit
Interferon: terlibat dalam respons antivirus
Faktor stimulasi koloni: mendukung pertumbuhan sel dalam media semipadat
Kemokin: memediasi kemoatraktan (kemotaksis) antar sel.

Efek seluler

Setiap sitokin memiliki reseptor permukaan sel yang sesuai. Kaskade pensinyalan intraseluler selanjutnya mengubah fungsi sel. Hal ini bisa berupa regulasi dan/atau penurunan beberapa gen dan faktor transkripsinya, menghasilkan produksi sitokin lain, peningkatan jumlah reseptor permukaan untuk molekul lain, atau penekanan efeknya sendiri oleh penghambatan umpan balik.

Efek sitokin tertentu pada sel tergantung pada sitokin, kelimpahan ekstraselulernya, keberadaan dan kelimpahan reseptornya pada permukaan sel, dan sinyal hilir yang diaktifkan oleh ikatan reseptor; dua faktor terakhir ini dapat bervariasi berdasarkan jenis sel. Sitokin dicirikan oleh redundansi yang cukup besar, dalam banyak sitokin tampaknya memiliki fungsi yang sama.

Sitokin inflamasi menyebabkan penghambatan ekspansi dan fungsi sel T tergantung pada IL-10 dengan mengatur level PD-1 pada monosit yang mengarah ke produksi IL-10 oleh monosit setelah pengikatan PD-1 oleh PD-1L.^[10]

Efek samping sitokin ditandai oleh peradangan lokal dan/atau ulserasi di tempat suntikan. Kadang-kadang reaksi seperti itu terlihat dengan erupsi papular yang lebih luas.^[11]

Peran sitokin endogen dalam kesehatan dan penyakit

Sitokin sering terlibat dalam beberapa proses perkembangan selama embriogenesis.^[12] Sitokin sangat penting untuk melawan infeksi dan respons imun lainnya.^[13] Namun, sitokin dapat menjadi tidak terarah dan menimbulkan penyakit pada peradangan, trauma, dan sepsis.^[13]

Efek merugikan sitokin telah dikaitkan dengan berbagai penyakit seperti skizofrenia, depresi berat,^[14] penyakit Alzheimer,^[15] dan kanker.^[16] Integritas jaringan normal dipertahankan oleh interaksi umpan balik antara berbagai jenis sel yang dimediasi oleh molekul adhesi dan sitokin yang disekresikan; gangguan mekanisme umpan balik normal pada kanker mengancam integritas jaringan.^[17] Sekresi sitokin yang berlebihan dapat memicu sindrom berbahaya yang dikenal sebagai badai sitokin; hal ini mungkin menjadi penyebab efek samping yang parah selama uji klinis calon obat TGN1412.

Badai sitokin diduga menjadi penyebab utama kematian pada pandemi "Flu Spanyol" 1918 dan Covid-19. Kematian dapat lebih sering terjadi pada orang-orang dengan sistem imun tubuh yang sehat, karena kemampuannya untuk menghasilkan respons imun yang lebih kuat, kemungkinan meningkatkan kadar sitokin. Contoh penting lain dari badai sitokin terlihat pada pankreatitis akut. Sitokin bersifat integral dan terlibat dalam semua sudut kaskade yang mengakibatkan sindrom respons inflamasi sistemik dan kegagalan multi organ.^[18]

Penggunaan medis sebagai obat

Beberapa sitokin telah dikembangkan menjadi terapi protein menggunakan teknologi DNA rekombinan.^[19] Sitokin rekombinan yang digunakan sebagai obat pada 2014 meliputi: ^[20]

Bone morphogenetic protein (BMP), digunakan untuk mengobati kondisi terkait tulang
Erythropoietin (EPO), digunakan untuk mengobati anemia
Faktor stimulasi koloni granulosit (G-CSF), digunakan untuk mengobati neutropenia pada pasien kanker
Granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), digunakan untuk mengobati neutropenia dan infeksi jamur pada pasien kanker
Interferon alfa, digunakan untuk mengobati hepatitis C dan sklerosis multipel
Interferon beta, digunakan untuk mengobati sklerosis multipel
Interleukin 2 (IL-2), digunakan untuk mengobati kanker
Interleukin 11 (IL-11), digunakan untuk mengobati trombositopenia pada pasien kanker
Interferon gamma digunakan untuk mengobati penyakit granulomatosa kronis ^[21] dan osteopetrosis ^[22]

Catatan

Referensi

^ "Cytokines: Introduction | British Society for Immunology". www.immunology.org. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-05-27. Diakses tanggal 2022-04-23.
^ Lacy, Paige; Stow, Jennifer L. (2011-07-07). "Cytokine release from innate immune cells: association with diverse membrane trafficking pathways". Blood (dalam bahasa Inggris). 118 (1): 9–18. doi:10.1182/blood-2010-08-265892. ISSN 0006-4971.
^ Zhang, Jun-Ming; An, Jianxiong (2007). "Cytokines, inflammation, and pain". International Anesthesiology Clinics. 45 (2): 27–37. doi:10.1097/AIA.0b013e318034194e. ISSN 0020-5907. PMC 2785020 . PMID 17426506.
^ "Virus interference. I. The interferon". Proc. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 147 (927): 258–67. September 1957. PMID 13465720.
^ "Interferon-Like Virus-Inhibitor Induced in Human Leukocytes by Phytohemagglutinin". Science. 149 (3681): 310–1. July 1965. doi:10.1126/science.149.3681.310. PMID 17838106.
^ "Mechanism of a reaction in vitro associated with delayed-type hypersensitivity". Science. 153 (3731): 80–2. July 1966. PMID 5938421.
^ "Delayed hypersensitivity in vitro: its mediation by cell-free substances formed by lymphoid cell-antigen interaction". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 56 (1): 72–7. July 1966. PMC 285677 . PMID 5229858.
^ ""Lymphokines": non-antibody mediators of cellular immunity generated by lymphocyte activation". Nature. 224 (5214): 38–42. October 1969. PMID 5822903.
^ "Commentary. Similarities of T cell function in cell-mediated immunity and antibody production". Cell. Immunol. 12 (1): 150–9. April 1974. PMID 4156495.
^ "Programmed death-1-induced interleukin-10 production by monocytes impairs CD4+ T cell activation during HIV infection". Nat. Med. 16 (4): 452–9. April 2010. doi:10.1038/nm.2106. PMC 4229134 . PMID 20208540.
^ James, William; Berger, Timothy; Elston, Dirk (2005). Andrews' Diseases of the Skin: Clinical Dermatology. (10th ed.). Saunders. ISBN 0-7216-2921-0.^{[halaman dibutuhkan]}
^ "Cytokine cross-talk between mother and the embryo/placenta". J. Reprod. Immunol. 52 (1-2): 15–33. 2001. doi:10.1016/S0165-0378(01)00112-7. PMID 11600175.
^ ^a ^b "Proinflammatory cytokines". Chest. 118 (2): 503–8. August 2000. doi:10.1378/chest.118.2.503. PMID 10936147.
^ "A meta-analysis of cytokines in major depression". Biol. Psychiatry. 67 (5): 446–57. March 2010. doi:10.1016/j.biopsych.2009.09.033. PMID 20015486.
^ "A meta-analysis of cytokines in Alzheimer's disease". Biol. Psychiatry. 68 (10): 930–41. November 2010. doi:10.1016/j.biopsych.2010.06.012. PMID 20692646.
^ "The TNF and TNF receptor superfamilies: integrating mammalian biology". Cell. 104 (4): 487–501. February 2001. doi:10.1016/S0092-8674(01)00237-9. PMID 11239407.
^ "Dynamic aberrant NF-κB spurs tumorigenesis: a new model encompassing the microenvironment". Cytokine Growth Factor Rev. 26 (4): 389–403. August 2015. doi:10.1016/j.cytogfr.2015.06.001. PMC 4526340 . PMID 26119834.
^ "Cytokine storm in acute pancreatitis". J Hepatobiliary Pancreat Surg. 9 (4): 401–10. 2002. doi:10.1007/s005340200049. PMID 12483260.
^ Zdravkovic, Nemanja; Rosic, Mirko; Lutovac, Mitar; Zdravkovic, Vladimir (2017-12-20). Rezaei, Nima, ed. Physiology and Pathology of Cytokine: Commercial Production and Medical Use (dalam bahasa Inggris). InTech. doi:10.5772/intechopen.72200. ISBN 978-953-51-3691-0.
^ Dimiter S. Dimitrov. Therapeutic Proteins.Chapter 1 in Therapeutic Proteins: Methods and Protocols, Editors: Vladimir Voynov, Justin A. Caravella. Volume 899 of Methods in Molecular Biology. Springer Science+Business Media, LLC 2012. ISBN 978-1-61779-920-4 (Print) 978-1-61779-921-1 (Online)
^ "Prolonged recombinant interferon-gamma therapy in chronic granulomatous disease: evidence against enhanced neutrophil oxidase activity". Blood. 79 (6): 1558–62. March 1992. PMID 1312372.
^ "Long-term treatment of osteopetrosis with recombinant human interferon gamma". N. Engl. J. Med. 332 (24): 1594–9. June 1995. doi:10.1056/NEJM199506153322402. PMID 7753137.