Sel pembunuh alami (NK) adalah bagian dari sistem kekebalan tubuh dan terlibat dalam menghancurkan sel tumor atau sel yang terinfeksi virus. Sel NK dapat membunuh sel tubuh sendiri, sehingga aktivitas sel NK diatur secara hati-hati oleh sistem imun. Sel pembunuh alami dapat mengenali dan menargetkan sel yang terinfeksi dan kanker tetapi biasanya tidak menyerang sel sehat.
Sel NK adalah jenis limfosit, atau sel darah putih, yang diproduksi oleh sumsum tulang dan merupakan bagian dari sistem kekebalan bawaan daripada sistem kekebalan adaptif. Sistem imun adaptif menghasilkan respons khusus terhadap jenis atau galur tertentu organisme yang menginfeksi, dan sistem imun bawaan merespons ancaman non-spesifik dengan menyerang sel yang tidak dikenalinya sebagai sel manusia yang sehat; ini mungkin patogen, seperti bakteri berbahaya, atau mungkin sel manusia yang tidak berfungsi secara normal karena infeksi atau mutasi. Sistem kekebalan bawaan dapat dianggap sebagai garis pertahanan pertama tubuh, beraksi sementara pertahanan yang lebih spesifik diatur, dan sel NK memainkan peran penting.
Sel NK memiliki dua jenis reseptor, struktur yang dapat mengikat molekul yang ada di permukaan sel. Ada reseptor pengaktif yang mendorong sel NK untuk membunuh sel ketika mengikat salah satu dari berbagai molekul yang ada di permukaan sel itu dan reseptor penghambat yang mengesampingkan sinyal “membunuh” ketika mengikat molekul yang disebut kompleks histokompatibilitas utama I (MHC-I), yang akan hadir pada permukaan sel normal. Sel yang bersifat kanker atau yang terinfeksi virus biasanya gagal memproduksi MHC-I, sehingga sel NK yang bertemu dengan sel tersebut tidak akan menerima sinyal penghambat dan akan membunuh sel tersebut.
Sel pembunuh alami membunuh sel yang terinfeksi atau kanker dengan melepaskan dua jenis bahan kimia. Perforin membuat pori-pori kecil di permukaan sel, kemudian enzim yang dikenal sebagai granzim melewati pori-pori ke dalam sel, merangsang pelepasan enzim lebih lanjut yang membunuh sel dengan apoptosis, yang merupakan kematian sel terprogram. Selama apoptosis, sel menyusut dan terfragmentasi, dengan setiap fragmen sel terkandung di dalam membran. Ini mencegah pelepasan virus atau zat berbahaya ketika sel mati. Fragmen sel dibersihkan oleh sel sistem kekebalan lain yang dikenal sebagai fagosit.
Dua jenis bahan kimia lain juga dilepaskan oleh sel NK. Ini disebut sitokin dan kemokin. Mereka terlibat dalam aktivasi respon imun adaptif terhadap infeksi dan ancaman lainnya.
Sangat jarang, leukemia sel NK akibat proliferasi yang tidak terkendali pada sel pembunuh alami dapat terjadi. Diperkirakan terkait dengan infeksi oleh virus Epstein-Barr. Peran sel NK dalam gangguan autoimun telah menjadi subjek penelitian di awal abad ke-21.