Dendritická buňka

Dendritické buňky v kůži; infekce M. ulcerans; obarveno S100 imunoperoxidázou

Dendritické buňky (DC, z angl. Dendritic cells) tvoří spojnici mezi přirozenými a adaptivními mechanismy imunitního systému a jsou profesionálními antigen prezentujícími buňkami. Představují heterogenní množinu buněk navzájem se lišících svými fenotypovými a funkčními znaky.

Dendritické buňky tvoří malou část bílých krvinek v krvi a tkáních. Jsou schopné fagocytózy cizorodých částic, následně dozrávají, načež různým způsobem interagují (komunikují) s ostatními typy bílých krvinek (zejména s T-lymfocyty). Představují čekající „strážce těla“ v různých tkáních, ale když se aktivují, žijí již jen asi 3[1] dny. Patří mezi antigen-prezentující buňky imunitního systému a také mezi fagocyty. Dosahuje obvykle rozměrů kolem 7 mikrometrů.[2] Vznikají jako ostatní imunitní buňky z hematopoetické kmenové buňky, čímž se liší od folikulárních dendritických buněk.[3]

Za objev dendritických buněk a popis jejich role v rámci získané imunity získal americký imunolog Ralph M. Steinman Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství pro rok 2011.[4]

Funkce

Dendritické buňky rozpoznávají skrze své PRR receptory (z angl. Pattern recognition receptors) patogenní struktury (PAMPs, z angl. Pathogen-associated molecular patterns či „nebezpečné“ signály DAMPs, z angl. Damage-associated molecular patterns). Rozeznání antigenu dendritickou buňkou indukuje jeho fagocytózu a posléze jeho prezentaci na MHC naivním T lymfocytům, konkrétně jejich TCR receptorům. Souběžně se takto aktivovaná DC buňka vyznačuje zvýšenou expresí kostimulačních molekul (zejm. CD40, CD80, CD86), MHC II. třídy a produkcí příslušných cytokinů (zejm. IL-12, IL-1β, IL-6 atd.). [5]

Kromě stimulace adaptivní imunitní odpovědi hrají dendritické buňky důležitou roli v indukci centrální a periferní tolerance. Mohou indukovat apoptózu u autoreaktivních T lymfocytů, vznik T regulačních lymfocytů či inhibovat T buněčnou odpověď. [6][5]

Ontogeneze

DC se vyvíjejí v kostní dřeni z hematopoetických kmenových buněk (HSCs, z angl. Hematopoietic stem cells). CD34+ HSCs mohou vytvářet multipotentní progenitor, jež je schopný diferenciovat do dvou možných progenitorů – myeloidního a lymfoidního. [5]

Hlavním růstovým faktorem důležitým pro vývoj DC buněk je Flt3L. Z prekurzorů vznikají dvě základní podmnožiny DC buněk – konvenční dendritické buňky (cDC, z angl. Conventional dendritic cells) a plazmacytoidní dendritické buňky (pDC, z angl. Plasmacytoid dendritic cells). [7]

Klasifikace

Konvenční dendritické buňky

Konvennční dendritické buňky jsou nejvíce účinné v antigenní prezentaci a dělí se do mnoha dalších podtříd na základě své lokalizace v těle, povrchových a funkčních znaků. Základní skupiny cDC buněk jsou cDC1 a cDC2. Lidské cDC1 jsou lokalizovány ve slezině, v krčních mandlích, játrech, plicích, kůži a střevech. Výrazně exprimují TLR3 a TLR8, naopak oproti myším homologům exprimují málo TLR4 a TLR9. Dále cDC1 buňky exprimují TLR1, TLR6 a TLR10. Lidské cDC2 jsou taktéž lokalizovány v lymfatických uzlinách, mandlích, slezině, kůži, játrech, ledvinách, plicích a střevech. Krevní cDC2 buňky exprimují na vysoké úrovni TLR2, naopak málo TLR4.[7]

Plazmacytoidní dendritické buňky

Plazmacytoidní dendritické buňky produkují interferony (zejm. typ I) a hrají tak významnou roli při antivirové imunitní odpovědi. K produkci IFN typu I dochází při stimulaci TLR7 a TLR9. Zásadní transkripční faktor pro diferenciaci a proliferaci pDC buněk je E2-2. Po opuštění kostní dřeně cirkulují pDC v krvi a následně osidlují periferie a lymfoidní tkáně.[7]

Dále lze dendritické buňky dělit na nezralé a zralé:

Nezralé dendritické buňky

Nezralé dendritické buňky se vyskytují v tkáních (zejména v kůži a sliznicích dýchací a trávicí soustavy). Tvoří zde asi 1-2% z celkového počtu buněk. Fagocytují („požírají“) odpad z buněk, různé další molekuly a dále také cizorodé částice a patogenní organizmy. Při pohlcování cizorodých částí virů či bakterií se podílí zejména toll-like (TLR) receptory. Nezralé dendritické buňky nejsou schopné účinně aktivovat T-lymfocyty, naopak je spíše tlumí či vyvolávají vznik tzv. regulačních T-lymfocytů. To umožňuje oslabení imunitního systému a zamezuje vzniku smrtelně nebezpečných autoimunitních onemocnění.[1]

V pokožce se dendritické buňky označují jako Langerhansovy buňky. Mají ovšem obdobnou funkci jako nezralé dendritické buňky kdekoliv jinde v těle, tzn., hlídají tělo před choroboplodnými zárodky a podobně.

Zralé dendritické buňky

Zralé dendritické buňky se od těch nezralých radikálně liší. Vznikají dozráváním dendritických buněk, které přišly do kontaktu s nějakým patogenním organizmem (antigenem). Dozrálá dendritická buňka se přestane „krmit“, stěhuje se do lymfatických uzlin a začne na svém povrchu v tzv. hlavním histokompatibilním komplexu (MHC I a II) vystavovat úlomky z bakteriálních/virových proteinů, čímž aktivuje do té doby naivní pomocné T-lymfocyty nebo cytotoxické T-lymfocyty. Dělají to poměrně sofistikovaným způsobem a aktivně se podle daného druhu cizopasníka rozhodují, jaký druh imunitní obrany zvolí.[1] Zřejmě jsou schopné prezentovat některé molekuly speciálním způsobem i B-lymfocytům.[8]

Jindy se dendritické buňky dělí podle svého původu na myeloidní a lymfoidní.[8]

Autoimunitní onemocnění

Role DC se taktéž diskutuje v souvislosti s autoimunitními chorobami. Příklady těchto onemocnění mohou být např. systémový lupus erythematodes (SLE) či psoriáza (lupénka), dále revmatoidní artritida či chronické střevní záněty (IBD, z angl. inflammatory bowel disease), např. Crohnova choroba či ulcerózní kolitida.[5][7]

Klinické využití

Obdobně jako u cDC buněk, i o pCD buňkách existují hypotézy o možném vlivu na tolerogenitu Treg lymfocytů.[6] V souvislosti s DC buňkami se taktéž diskutuje jejich možné využití při vývoji nových vakcín[9] či při protinádorové imunoterapii, neboť by se speciálním způsobem aktivované dendritické buňky vložily do pacienta a spustily by zde boj proti nádorovým buňkám.[8]

Reference

  1. ↑ a b c RADEK ŠPÍŠEK, JIŘINA BARTŮŇKOVÁ. Dendritická buňka v imunitě; Její role při regulaci imunitní reakce. Vesmír. Duben 2003, roč. 82. Dostupné online. [nedostupný zdroj]
  2. ↑ Diameter of dendritic cell -Human Homo sapiens [online]. Bionumbers. Dostupné online. 
  3. ↑ http://www.nlm.nih.gov/cgi/mesh/2009/MB_cgi?mode=&term=Dendritic+Cells
  4. ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2011 [online]. Nobel Foundation [cit. 2011-10-03]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ a b c d QIAN, Cheng; CAO, Xuetao. Dendritic cells in the regulation of immunity and inflammation. Seminars in Immunology. 2017. Dostupné online [cit. 2018-02-14]. DOI 10.1016/j.smim.2017.12.002. 
  6. ↑ a b IBERG, Courtney A.; JONES, Andrew; HAWIGER, Daniel. Dendritic Cells As Inducers of Peripheral Tolerance. Trends in Immunology. 2017, roč. 38, čís. 11, s. 793–804. Dostupné online [cit. 2018-02-14]. DOI 10.1016/j.it.2017.07.007. 
  7. ↑ a b c d MACRI, Christophe; PANG, Ee Shan; PATTON, Timothy. Dendritic cell subsets. Seminars in Cell & Developmental Biology. Dostupné online [cit. 2018-02-14]. DOI 10.1016/j.semcdb.2017.12.009. 
  8. ↑ a b c RÉDEI, George P. Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics. 3rd Edition. vyd. [s.l.]: Springer, 2008. ISBN 978-1-4020-6753-2. 
  9. ↑ KREUTZ, Martin; TACKEN, Paul J.; FIGDOR, Carl G. Targeting dendritic cells—why bother?. Blood. 2013-04-11, roč. 121, čís. 15, s. 2836–2844. PMID: 23390195. Dostupné v archivu pořízeném dne 24-09-2016. ISSN 0006-4971. DOI 10.1182/blood-2012-09-452078. PMID 23390195. 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Dendritic cells.jpg
Section of skin showing large numbers of dendritic (Langerhans) cells in the epidermis. Mycobacterium ulcerans infection, S100 immunoperoxidase stain.