Các tế bào miễn dịch sử dụng nhiều chiến thuật khác nhau để bảo vệ cơ thể chống lại bệnh tật. Sau gần 10 năm nghiên cứu, các nhà khoa học Ôxtrâylia và Anh đã giải mã được cơ chế hoạt động của protein perforine: protein đóng vai trò chủ yếu trong cơ chế miễn dịch của cơ thể.

Perforine được chứa trong các viên tế bào chất gồm 2 loại tế bào miễn dịch đặc biệt: lymphocyte NK (tế bào bạch huyết - sát thủ tự nhiên) và lymphocyte Tcytotoxique. Khi các tế bào này tìm thấy một tế bào nguy hiểm (tế bào ung thư hoặc tế bào nhiễm khuẩn do virus), một “sợi liên bào miễn dịch” sẽ được hình thành, giúp kích hoạt cơ chế bảo vệ cơ thể đặc biệt.

Gây thủng màng

Đầu tiên, perforine được lymphocyte thả ra về hướng tế bào đích. Khi liên kết được với các protein khác, perforine sẽ tạo thành một dạng lỗ màng trên màng tế bào đích. Sau đó, các proteaza, hay còn gọi là granzym, cũng được giải phóng về phía tế bào đích và đi qua các lỗ màng do perforine tạo thành. Trong tế bào chất của tế bào đích, các granzym từ từ phân hủy các chất bên trong tế bào, kích hoạt hoặc khử hoạt nhiều hoạt động khác nhau, và cuối cùng dẫn đến tự hủy diệt tế bào.

Perforine rất cần thiết đối với cơ chế bảo vệ của các lymphocyte T cytotoxique, trong khi cơ chế hoạt động rườm rà của các granzym khác nhau lại cho phép thay thế enzym này bằng một enzym khác. Những thí nghiệm trên chuột đã chỉ ra rằng thiếu hụt perforine sẽ dẫn đến hiện tượng tích nhiều tụ tế bào ung thư, đặc biệt là tế bào bệnh bạch cầu. Ở người, phần lớn các trường hợp mắc hội chứng thực bào máu Hemophagocytic lymphohistiocytosis (HLH) - các bệnh về miễn dịch nghiêm trọng - thường có liên quan tới đột biến gen của perforine.

Khi sử dụng tia X, các nhà nghiên cứu đã xác định được cấu trúc của perforine ở chuột và thu được hình ảnh toàn diện một lỗ nhờ một kính hiển vi điện tử sau khi đã đóng băng mẫu thí nghiệm.

Những hình ảnh thu được cho thấy perforine là một protein chìa khóa, gồm nhiều miền và để bám được vào màng tế bào cần phải có sự hiện diện của ion canxi. Đáng ngạc nhiên hơn, quan sát trên kính hiển vi điện tử còn cho thấy trình tự các perforine gần giống với trình tự protein của các vi khuẩn độc hại đối với tế bào của người (virus bệnh than, listeria, liên cầu khuẩn...).

Khám phá mới này đã giúp kết thúc những gì mà nhà khoa học Jules Bordet - giải thưởng Nobel Y học và Sinh học năm 1919 - đã tìm ra cách đây 110 năm. Các nhà khoa học ngày nay hiện đang tiếp tục nỗ lực nghiên cứu thêm về loại protein này nhằm mục đích tinh chỉnh để chống lại các căn bệnh ung thư, sốt rét và tiểu đường.