Sel T sitotoksik adalah jenis sel darah putih yang terlibat dalam reaksi sistem kekebalan terhadap infeksi dan cedera. Sel-sel ini dikenal dengan beberapa nama, termasuk sel CD8, sel T pembunuh, sel sitolitik, dan limfosit T sitotoksik. Peran utama sel T sitotoksik adalah untuk membunuh sel inang yang terinfeksi oleh virus dan parasit atau bakteri intraseluler, dan mereka juga mampu membunuh sel tumor.
Umumnya, sel sitotoksik berkembang di sumsum tulang dari sel punca hematopoietik. Ini adalah sel yang mampu berkembang menjadi semua jenis sel darah putih. Sel-sel sitotoksik yang belum matang bermigrasi ke organ kecil yang disebut timus, di mana mereka matang menjadi sel-sel yang fungsional, tetapi disebut “naif” karena mereka belum aktif secara imunologis. Permukaan setiap sel T sitotoksik ditutupi reseptor yang spesifik untuk sebagian kecil protein. Jenis reseptor setiap sel adalah unik, dan setiap sel individu akan menjadi aktif hanya dengan adanya bagian protein yang dikenali reseptornya.
Selama infeksi aktif, berbagai jenis sel imun menjadi aktif dan mulai menghancurkan patogen dan sel inang yang terinfeksi. Ini termasuk makrofag, sel pembunuh alami, dan sel T pembantu. Ketika infeksi adalah virus atau patogen intraseluler lainnya, jenis respons imun tertentu, yang disebut respons yang diperantarai sel, diaktifkan. Jenis respons imun ini mengaktifkan sel T sitotoksik, yang mampu menargetkan dan membunuh sel inang yang terinfeksi dengan tingkat spesifisitas yang tinggi.
Ketika sel T sitotoksik naif diaktifkan, ia mulai mengalami ekspansi klonal, yang berarti bahwa sel mulai membelah untuk menghasilkan lebih banyak sel persis seperti itu. Pada akhir fase ekspansi klon, sistem kekebalan kemudian dipersenjatai dengan jutaan sel baru yang aktif, yang semuanya memiliki reseptor yang spesifik untuk patogen yang menyerang tubuh. Spesifisitas ini penting karena tanpanya, sel T pembunuh akan menyerang sel sehat maupun sel yang terinfeksi.
Sel-sel yang baru aktif mulai berkeliaran di tubuh, bermigrasi ke tempat infeksi. Ketika bertemu dengan sel yang terinfeksi, sel T sitotoksik akan mengunci targetnya dan melepaskan bahan kimia perusak yang disebut perforin, granulysin, dan granzymes. Perforin merobek lubang kecil di membran sel target, memungkinkan bahan kimia lain masuk. Granzim dan granulisin adalah enzim yang, saat memasuki sel target, memulai serangkaian reaksi kimia yang akhirnya menyebabkan sel mati.
Sel T sitotoksik mampu membunuh sel tumor serta sel yang terinfeksi. Ini karena sel tumor sering dilapisi protein abnormal yang tidak diproduksi oleh sel sehat. Setiap sel T sitotoksik dengan reseptor yang secara khusus mengenali protein abnormal dapat diaktifkan untuk menghancurkan sel tumor, sehingga membantu mengurangi kemungkinan berkembangnya kanker. Oleh karena itu, beberapa pengobatan kanker eksperimental mencoba mengaktifkan respons kekebalan tubuh terhadap sel kankernya sendiri, tetapi tingkat keberhasilan jenis pengobatan ini sangat bervariasi.