TINJAUAN PUSTAKA
B. PERAN HLA-G PADA KEHAMILAN
Sistem imun merupakan suatu organisasi yang terdiri dari sel – sel dan molekul – molekul yang memiliki peranan khusus dalam menciptakan suatu sistem pertahanan tubuh terhadap infeksi maupun benda asing. Kehamilan adalah suatu hasil proses yang komplek dari koordinasi sistem imun fetus dan
commit to user 18
sistem imun ibu. Meskipun plasenta merupakan suatu barier antara sirkulasi maternal dan fetal, tetapi fetal alloantigen tetap dapat mencapai sirkulasi maternal. Keberhasilan sistem toleransi imunologi ini akan dapat mempertahankan kelangsungan proses embryogenesis sampai mencapai kehamilan aterm yang normal. Embrio sendiri merupakan benda asing bagi tubuh maternal, sehingga uterus sebagai organ tempat kehamilan berlangsung tentu memiliki peranan penting dalam penerimaan embrio (Sumapraja K, 2008). Lapisan endometrium uterus dapat dianggap sebagai jaringan limfoid tersier. Hal ini dikarenakan leukosit ditemukan dalam jumlah cukup banyak baik pada stroma maupun epitel endometrium. Sel leukosit ditemukan menyebar maupun berkelompok bersebelahan dengan kelenjar endometrium pada stratum basalis, dan pola ini tidak akan berubah sepanjang siklus haid. Namun, jumlah sel leukosit pada stratum fungsional akan berbeda pada setiap fase dari siklus haid. Yang paling menonjol adalah perubahan pada jumlah sel Natural Killer (NK). Jumlah sel NK akan meningkat secara bermakna pascaovulasi dan jumlahnya akan tetap banyak pada lapisan desidua saat usia kehamilan dini (Loke dan King, 2002).
Janin mewarisi setengah genom dari ayahnya maka mau tidak mau sel janin mengekspresikan peptida yang mirip dengan ayahnya. Hal ini tentu memicu reaksi penolakan oleh sistem imun meternal. Namun, terdapat suatu mekanisme toleransi sistem imun maternal terhadap antigen paternal janin, sehingga muncul teori mengenai peranan plasenta sebagai barier imun bagi antigen paternal janin, sehingga tidak terjadi penolakan oleh sistem imun
commit to user 19
maternal. Selain itu terjadi perubahan pada sistem imun maternal selama kehamilan sehingga memicu reaksi toleransi terhadap jaringan janin (Huppertz dan John, 2008).
Dalam kehamilan jaringan plasentalah yang akan langsung mengadakan kontak dengan sistem imun maternal. Ini disebabkan sel – sel trofoblas akan menginvasi hingga ke pembuluh darah maternal. Namun, satu dari fungsi yang paling menarik dari plasenta adalah regulasi respon imun maternal, yakni fetal sebagai semi allograf mengalami toleransi selama masa kehamilan. Trofoblas merupakan faktor yang penting terhadap fenomena ini karena trofoblas terbentang pada maternal fetal interface, tempat terjadi kontak langsung dengan sistem imun maternal.
Terjadinya toleransi sistem imun maternal ini memunculkan beberapa hipotesis, antara lain hipotesis mengenai Ekspresi HLA-G di sel – sel trofoblas. Sel – sel sinsisiotrofoblas tersebut mengekspresikan salah satu HLA nonklasik, yaitu HLA-G. HLA-G berinteraksi dengan Killing Inhibitory Receptor (KIR) dan akan menekan aktivitas sitotoksisitas dari sel NK, sehingga memicu toleransi sistem imun maternal (Billington, 2003).
Gambar 2.2. Mekanisme yang mendasari toleransi sistem imun maternal (Hunt et al., 2005)
commit to user 20
Selama kehamilan di dalam uterus terjadi perubahan yang dramatis pada subpopulasi leukosit endomertrium, hal ini sebagai konsekuensi dari implantasi janin di uterus maternal. Setelah terjadi reaksi inflamasi singkat yang disebabkan oleh penerobosan blastokis pada epitel uterus, mengubah endometrium (desidua) yang ditempati menjadi sebuah pola proteksi lokal yang disediakan oleh sistem imun bawaan. Hal ini memacu pemeran utama pada sistem imun didapat, yaitu limfosit T dan limfosit B sebagian besar ditemukan pada distal miometrium sampai jaringan janin. Sedangkan sistem imun bawaan, sel NK dan makrofag lebih dominan di desidua. Pengecualian pada Treg subset dari sel CD4+/CD5+, yang memproduksi interleukin 10 (IL-10) dan mengubah growth factor-β1 (TGF-β1), dan dipercaya memelihara toleransi tersebut. Proliferasi dari sel – sel tersebut distimulasi oleh estrogen terdiri dari 14% dari sel CD4+ pada awal desidua. Koneksi dari sitokin – sitokin di uterus diduga juga menjadi salah satu faktor yang ikut membantu sistem toleransi maternal ini. CD4+ (Th) dibagi menjadi 2 yaitu Th1 dan Th2. Sitokin Th2, khususnya yang imunosupresif IL-10, diregulasikan secara negatif oleh Th1 melalui efek umpan balik. Sitokin Th1, IFNg, TNFα dan beberapa IL-2 merupakan sitokin penyebab abortus. Selain itu pada penelitian yang dilakukan Wegmann et al (1993) pada allopregnancy didominasi oleh sitokin Th2 (IL-3, IL-4, dan IL-10) dan respon sel T ini selama kehamilan disebut fenomena Th2 (Hunt et al.,2005).
commit to user 21
Gambar 2.3. Skema janin, plasenta dan membran ekstraplasenta dan modifikasi endometrium (desidua) (Hunt et al., 2005)
Kontribusi janin dalam toleransi sistem imun maternal ini sangatlah khas.Pada gambar 2.3 menunjukkan bahwa bagian janin yang berasal dari inner cell mass dari blastokis, dipisahkan dalam sebuah kulit pelindung yang tersusun dari sel – sel trofoblas yang terbuat dari lapisan trofektoderm dari blastokis. Oleh karena itu trofoblas bertanggung jawab dalam interaksi dengan lingkungan maternal dan melindungi fetus dari serangan sistem imun maternal seperti yang diilustrasikan pada gambar 2.2, sel – sel trofoblas mengelakkan kerusakan yang dimediasi antibodi yang diperlihatkan peningkatan level protein komplemen regulasi dan menurunkan sel yang dimediasi sistem imun melalui ekspresi penghambatan dari famili sel B7 dan famili TNF. Seperti sel di desidua, sel di janin memproduksi sitokin imunosupresif, kemokin, dan prostaglandin yang memperkesil proliferasi sel limfosit T dan meningkatkan level dari hormon yang dapat menekan sistem imun, seperti progesteron. Paling penting, sel trofoblas meregulasi ekspresi dari gen HLA dan memproduksi protein HLA tersebut. Selain itu, ekspresi
commit to user 22
antigen di sel trofoblas memprogram leukosit maternal menjadi jalur yang konsisten dengan toleransi imun ini (Hunt et al.,2005; Petroff et al.,2003).
Kehamilan dikatakan sukses, bila janin nyaman berada di uterus maternal selama sembilan bulan, dengan konsep imunologi bahwa janin semialogenik tapi mampu bertahan hidup di dalam uterus maternal. Salah satu penjelasan paling awal didasarkan pada teori imaturitas antigenik mudigah-janin. Hal ini ditolak oleh Billingham (1964) yang memperlihatkan bahwa berbagai antigen tranplantasi (HLA) sudah ditemukan pada masa mudigah paling dini. Sedangkan Sir Peter Medawar pada tahun 1953 menyatakan bahwa solusi terhadap teka-teki alograf janin mungkin dapat dijelaskan oleh adanya suatu netralitas imunologis, kemudian banyak peneliti memfokuskan diri pada penentuan ekspresi antigen kompleks histo-kompatibilitas mayor (major histocompatibility complex, MHC) di trofoblas. Antigen leukosit manusia (human leukocyte antigen, HLA), berdasarkan kesepakatan internasional, merupakan analog kompleks histokompatibilitas mayor pada manusia. HLA ini memegang peranan penting dalam hal aktivasi respon imun baik yang bersifat innate maupun adaptif (Townson dan Lu, 2000).
Gen HLA adalah produk dari berbagai lokus genetik MHC yang terletak pada kromosom 6p21 pada telomeric end dari region HLA, yang regio tersebut terdapat ± 20 – 25 gen HLA kelas I. HLA berdasarkan struktur dan fungsinya terdiri atas 2 kelas yaitu kelas I ( Ia/ klasik, Ib / non klasik) dan kelas II . HLA Ia/klasik yaitu : HLA –A, HLA-B, HLA –C mempunyai
commit to user 23
fungsi mempresentasikan fragmen peptide ( antigen) kepada sel Limfosit T sitotoksik ( CD8+). Untuk kelompok kelas Ib (non klasik) yaitu : HLA-E, HLA-F, dan HLA-G. HLA-G telah diketahui perannya dalam menentukan keberhasilan kehamilan. HLA kelas II yang sering dikenal adalah HLA – DP,HLA-DQ dan HLA-DR yang berfungsi untuk mempresentasikan fragmen peptide ( antigen) kepada sel limfosit T helper ( CD4++). (Hunt et al.,2005)
Salah satu perbedaan antara gen HLA kelas Ia dan Ib bahwa pada HLA kelas Ia merupakan polimorfik yang tinggi dengan banyak alel, sedangkan HLA kelas Ib mempunyai sedikit varian. Perbedaan utama terlihat pada glikoprotein yang dihubungkan dengan dua subset dari kelas I. Secara umum antigen kelas Ia merupakan membrane bound. Sedangkan, salah satu antigen kelas Ib, HLA-G merupakan spliced alternatif, tujuh spliced alternatif transkripsi sudah diidentifikasi, empat diprediksikan mengkode membrane bound dan tiga diprediksikan mengkode soluble protein. Perbedaan terakhir adalah bahwa ekspresi dari antigen kelas Ia terdapat dimana – mana, sedangkan antigen kelas Ib hanya pada jaringan atau organ spesifik dan atau kondisional.
Sel trofoblas mengekspresikan satu molekul kelas Ia yaitu HLA-C dan tiga molekul kelas Ib. Gen HLA-C merupakan polimorfik yang sedang dan dapat menstimulasi maternal anti-fetus imunitas didapat jika alel paternal berbeda dengan maternal. perbedaan alel pada lokus gen HLA-C tidak terbukti menjadi penyebab infetilitas atau terminasi kehamilan. Antigen HLA kelas I lainnya yang diekspresikan trofoblas adalah HLA-E, -F and –G.
commit to user 24
Antigen kelas Ib dibedakan oleh rendahnya jumlah alel yang berbeda pada level protein. Sebagai contoh HLA-E mempunyai dua alel dan HLA-G mempunyai lima alel. Selain itu, kebanyakan polimorfisme pada gen HLA-G tidak merubah sekuen asam amino dan dibanding dengan antigen kelas I yang lain, HLA-G lebih sedikit terjadi polimorfisme pada regio kodingnya, sehingga melindungi trofoblas terhadap serangan sel NK uterus. Pada HLA-G, polimorfisme terdapat pada regio pengatur pada ujung 5’ (5’ URR) dan regio 3’ yang tidak mengalami transkripsi (3’ UTR). Komite nomenklatur WHO menetapkan lima belas alel untuk berbagai faktor yang terdapat pada sistem HLA. Namun demikian, hanya lima protein HLA-G dengan substitusi asam amino sederhana yang dijelaskan dalam literatur. Dua di antaranya adalah produk substitusi pada exon 2 (yaitu alel G*0101 dan G*0103), satu pada exon 3 (alel G*1040X), satu pada exon 4 (alel G*0106) dan satu lagi delesi pada codon 5 (G*0105). HLA-G memiliki kode protein yang hampir monomorfik, yang berlawanan dengan HLA kelas Ia dan II yang sangat polimorfik. Oleh karena itu antigen ini dianggap sebagai bagian tubuh maternal itu sendiri sehingga tidak memicu respon imun maternal terhadap trofoblas janin yang mengekspresikan HLA-G (Mor, 2006; Kitburn dan Wang, 2000; Weetman, 2003)
Untuk menjelaskan ekspresi HLA-G, perlu dipahami sifat populasi limfosit pada desidua manusia. Limfosit granular besar uterus adalah sel khusus yang diperkirakan sel limfoid, berasal dari sumsum tulang dan merupakan turunan sel natural killer (NK). Sel ini terdapat dalam jumlah
commit to user 25
besar hanya pada fase midluteal siklus – pada waktu diharapkan terjadinya implantasi. LGL ini memiliki fenotipe CD56 atau neural cell adhesion molecule di permukaannya. Saat terjadi implantasi blastokista, sel ini akan menetap di desidua selama minggu-minggu pertama kehamilan. Diperkirakan bahwa LGL terlibat dalam pengendalian invasi trofoblas. Peningkatan aktifitas sel NK menyebabkan kegagalan invasi trofoblas (Martina,2006). Sel ini mensekresi sejumlah besar granulocyte/macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF), yang mengisyaratkan bahwa LGL pada desidua trimester I berada dalam keadaan aktif. Hal ini mendorong Jokhi (1994) berasumsi bahwa GM-CSF mungkin berfungsi terutama bukan untuk mendorong replikasi trofoblas tetapi lebih untuk mencegah apoptosis trofoblas. Menurut teori ini, LGL dan bukan limfosit T-lah yang terutama bertanggung jawab atas ketahanan imunologik pada desidua (Norma dan Serrano, 2006).
HLA-G diekspresikan hanya pada manusia. Bahkan, antigen HLA-G hanya ditemui pada sitotrofoblas ekstravilus di desidua basalis dan corion laeve. Selama kehamilan, terjadi peningkatan HLA-G (Hunt et al., 2000). Dihipotesiskan bahwa HLA-G secara imunologis bersifat permisif terhadap ketidakcocokan antigen antara ibu dan janinnya. HLA-G dapat melindungi trofoblas dari intoleransi imun maternal-fetal dan memungkinkan sel ini menginvasi uterus. Rendahnya bahkan tidak adanya ekspresi HLA-G mencegah trofoblas menginvasi jaringan maternal dan sistim vaskular dengan benar. Kegagalan invasi ini dapat mengakibatkan defek plasenta yang berakibat adanya penurunan aliran darah utero plasenta (Martina, 2006).
commit to user 26
Selama kehamilan, sistem imun ibu kontak langsung dengan sel dan jaringan janin yang bersifat semi alogenik. Sehingga, harus terdapat berbagai mekanisme untuk memodulasi dan mengurangi respon sistem imun maternal tersebut. HLA-G dalam menghambat aktivasi sinyal pada leukosit desidua memerlukan reseptor HLA-G yang tepat. Reseptor immunoglobulin-like transcript (ILT) merupakan reseptor HLA-G utama yang diekspresikan oleh sel limfosit T, sel limfosit B, sel NK dan sel fagosit mononuklear, sehingga membatalkan aktivasi sinyal yang diterima oleh sel – sel tersebut. Beberapa penelitian melaporkan bahwa ILT4 merupakan reseptor untuk HLA-G. ILT4 ini dominan terdapat pada monosit, makrofag, sel dendritik dan sel- sel sejenis, yang merupakan populasi leukosit kedua terbanyak pada desidua manusia. Selain ILT4, reseptor HLA-G yang lain, yaitu ILT2. ILT2 banyak terdapat pada sel T dan sel B, namun sedikit pada sel fagosit mononuklear. Meskipun ILT2 hanya sedikit terdapat pada sel fagosit mononuklear, ILT2 tidak dapat diekslusikan, karena penelitian akhir – akhir ini pada sel makrofag dilaporkan bahwa kedua reseptor baik ILT4 maupun ILT2 memperlihatkan ikatan isoform spesifik. HLA-G mengaktifkan jalur, melalui ILT2/ILT4 termasuk tirosin fosforilasi, asosiasi SHP-1 dan regulasi kalsium, yang diterjemahkan dengan ekspresi dari gen spesifik pada leukosit desidua, yang diperlukan untuk memprogram sel dalam kehamilan yang tepat. Reseptor lain HLA-G adalah killer Ig-like receptor 2 DL4 (KIR2DL4) yang terdapat pada endosom dan pada membran sel. KIR2DL4 merupakan reseptor aktivasi yang
commit to user 27
menstimulasi sel NK memproduksi sitokin inflamasi. (Hviid, 2006; Hunt, 2005; Yan dan Fan, 2005)
Gambar 2.4. Reseptor HLA-G (Hunt et al., 2005)