Dendritske ćelije (DCs) su antigen-prezentirajuće ćelije (poznate i kao "pomoćne ćelije") imunskog sistema sisara. Njihova glavna funkcija je obrađivanje antigenih materijala i prisustvo na spovršini ćelija imunskog sistema. Oni djeluju kao glasnici između urođenog i adaptacijskog imunskog sistema. Imenovane su po drvoliko razgranatim citoplazmatskim nastavcima (starogrč. δενδρίτης, - dendritos = drvo). Stvaraju su u koštanoj srži, uglavnom od mijeloblasta a manjim delom od limfoblasta. Nalaze se u svim tkivima i organima, izuzev mozga i rožnjače, a čine razgranatu mrežu kojom se hvataju različiti antigeni.
Pregled U epidermi kože nalaze se kao Langerhansove ćelije, tj. nezrele ili neaktivirane ćelije. Kada nezrele dendritske ćelije prihvate neki antigen, gube svoje razgranate citoplazmatske produžetke i sa limfom dolaze do sekundarnih limfoidnih organa gde okružuju limfocite međusobno se dodirujući citopalzmatskim produžetcima – interdigitalne ćelije.
U odbrani organizma od infekcija, dendritske ćelije patroliraju tijelom tražeći strane antigene, bez obzira da li su bakterije, virusi ili opasni otrovi. Nakon evidentiranja stranih bjelančevina, koje se češće zovu antigeni, dendritske ćelije ih razlažu u manje komade, prikupljajući antigenske fragmente na svojoj mobilnoj površini. Zatim putuju do limfnih čvorova ili slezene gdje podstiču druge ćelije imunskog sistema da adekvatno odgovore, osobito B-ćelije koje prave antitijela za neutralizaciji napadače i pokretanje posebnog tipa ćelija, zvanih „T-ubice“ da krenu u napad i unište ih. Nova istraživanja pokazuju da su dendritske ćelije podjednako odgovorne i za naizgled suprotnu ulogu u zdravlju, pod nazivom imunotolerancija, koja usporava ćelije-ubice imunskog sistema, sprječavajući ih da napadnu bezopasne tvari ili sopstvena tjelesna tkiva.
Zbog ovakvih funkcija dendritskih ćelija, postale su objekat i problem mnogih istraživanja u medicini i fiziologiji uopće.
Historija Dendritske ćelije prvi je put opisao Paul Langerhans (otuda "Langerhansove ćelije") krajem devetnaestog stoljeća. Termin "dendritske ćelije" skovali su 1973. godine Ralph M. Steinman i Zanvil A. Cohn. Za otkrivanje središnje uloge dendritskih ćelija u adaptivnom imunološkom odgovoru Steinman je dobio Nagradu Alberta Laskera za osnovna medicinska istraživanja u 2007. i Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu, 2011.
Morfologija i podjela Histološka svojstva dendritskih ćelija su njidova obilježavajuća oznaka, jer su po drvolikim nastavcima i sobile današnje ime. Porijeklo dendritskih ćelija je iz kostne srži Uloga dendritskih ćelija je da hvataju, prerađuju i prezentirajuju antigene, bakterija, virusa i toksine. Prije obavljanja glavnu funkcije, i pokretanja imunskog odgovora, odvijaju njuhova migracija i sazrijevanje. Dendritske ćelije se nalaze u limfnim organima, u kožnom epitelu i gastrointestinalnom, respiratornom sistemu i u većini parenhimskih organa.
Najčešća podjela dendritičnih ćelija jena mijeloidne i plazmacitoidna dendritska ćelije" (limfoidne): Naziv Opis Secrecija Naplatni receptori Konvencijska dendritska ćelija (prethodni naziv: mijeloidna dendritska ćelija: cDC ili mDC) Najsličnija monocitima. mDC čine najmanje dva podskupa: (1) češći mDC, koji je glavni stimulator T-ćelija(2) ekstremno rijetki mDC-2, čija je funkcija u borbi protiv infekcije rana Interleukin 12 (IL-12), Interleukin 6 (IL-6), TNF, hemokini TLR 2, TLR 4Plazmacitoidna dendritska ćelija (pDC) Izgleda kao plazma-ćelije, ali ima izvjesna svojstva slična mijeloidnim dendritskim ćelijama. Može proizvoditi velike količine interferona-α and were previously called interferon-producing cells. TLR 7, TLR 9 Razlikovanje ovih tipova može se izvesti upotrbom markera BDCA-2, BDCA-3 i BDCA-4.
Limfoidni i mijeloidni DC razvijaju se iz limfoidnih i mijeloidnih prekursora, pa su stoga porijeklom hematopoetski. Suprotno tome, folikulske dendritske ćelije (FDC) su vjerojatno mezenhimske], a ne hematopoetskog porijekla i ne izražavaju MHC, klasa II, ali su tako nazvane jer su smještene u limfoidne folikuli i imaju duge "dendritske" nastavke.
Krvne Krvne DC-e istosmjerne vrijednosti obično se identificiraju i prebrojavaju u protočnoj citometriji. U ljudskoj krvi su definirane tri vrste DC-a: CD1c + mijeloidni istosmjerni DC, CD141 + mijeloidni istosmjerni DC i CD303 + plazmacitoidni istosmjerni DC. Ovo je nomenklatura koju je predložio Odbor za nomenklaturu Međunarodne unije imunoloških društava. Dendritske ćelije koje cirkuliraju u krvi nemaju sva tipska svojstva onih u tkivu, tj. manje su zrele i nemaju dendrite. Ipak, one mogu obavljati složene funkcije, uključujući proizvodnju hemokina (u CD1c + mijeloidnim istosmjernim krugovima), unakrsnu prezentaciju (u CD141 + mijeloidni DC) i proizvodnju IFN-alfa (u CD303 + plazmacitoidni DC).
In vitro U nekim aspektima, uzgajane dendritske ćelije in vitro ne pokazuju isto ponašanje ili sposobnost kao ćelije izolirane ex vivo . Unatoč tome, često se koriste u istraživanjima jer su još uvijek mnogo dostupnije od originalnih DC-a. . Mo-DC ili MDDC odnosi se na ćelije sazrele iz monocitima. HP-DC su ćelije koje su izvedene iz prekursorskih hematopoetskih ćelija.
Životni ciklus Formiranje nezrelih ćelija i njihovo sazrijevanje Dendritske ćelije potiču iz hematopoetskih ćelija potomaka koštane srži. Ovi će se prvobitno transformirati u nezrele dendritske ćelije. Za ove ćelije je karakteristična visoka endocitna aktivnost i nizak potencijal aktiviranja T-ćelija. Nezrele dendritske ćelije stalno nadgledaju okolno okruženje zbog patogena kao što su virus i bakterije. To se postiže putem receptora za prepoznavanje obrazaca (PRR) kao što su receptor koji liči naplatnom (TLR). TLR prepoznaju specifične hemijske tragove koji se nalaze na podskupovima patogena. Nezrele dendritske ćelije mogu također fagocitozirati male količine membrane iz živih vlastitih ćelija, u procesu zvanom glodanje. Jednom kada dođu u kontakt s prezentiranim antigenom, one se aktiviraju u zrele dendritske ćelije i počinju migrirati u limfni čvor. Patogeni se fagocitozom nezrelih dendritskih ćelija razgrađuju proteine na male komade i nakon sazrevanja predstavljaju te fragmente na njihovoj ćelijskoj površini, koristeći molecule glavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC). Istovremeno, oni reguliraju receptore ćelijske površine koji djeluju kao kreceptori u aktivaciji T-ćelija, kao što su CD80 (B7.1), CD86 (B7.2) i CD40 uveliko poboljšavajući njihovu sposobnost aktiviranja T-ćelija. Oni također poništavaju CCR7, hemotaktski receptor koji podstiče dendritičke ćelije da putuju kroz krvitok do slezene ili kroz limfni sistem do limfnih čvorova. Ovdje oni djeluju kao antigen-prezentirajuća ćelija: aktiviraju pomoćne ćelije i ćelije-ubice kao i B-ćelije predstavljajući ih antigenima dobijenim iz patogena, zajedno s neantigenskim specifičnim kostimulacijskim signalima. Dendritske ćelije mogu također inducirati toleranciju T-ćelija (nereagiranje). Određeni lektinski receptori tipa C (CLR-ovi) na površini dendritskih ćelija, koji funkcioniraju kao PRR, pomažu u upućivanju dendritskih ćelija kada je prikladno izazvati imunsku toleranciju umjesto aktiviranja limfocita.
Svaka pomoćna T-ćelija specifična je za jedan određeni antigen. Samo profesionalne antigen-prezentirajuće ćelije (makrofagi, B-limfociti i dendritske ćelije) su u stanju aktivirati pomoćnu T-ćeliju iz odmaranje, kada je predstavljen odgovarajući antigen. Međutim, u nelimfoidnim organima makrofagi i B-ćelije mogu aktivirati samo memorijske T-ćelije, dok dendritske ćelije mogu aktivirati i memorijske i neaktivirane T-ćelije i najsnažnije su od svih ćelija koje predstavljaju antigen. U limfnom čvoru i sekundarnim limfoidnim organima, sve tri tipa ćelija mogu aktivirati nekorištene T-ćelije. Dok su zrele, dendritske ćelije sposobne su aktivirati antigen specifične CD8+ T-ćelije, stvaranje T8+ memorijskih T-ćelija zahtijeva interakciju dendritskih ćelija sa CD4 + T-pomoćnih ćelija. Ova pomoć CD4+ T-ćelija dodatno aktivira zrele dendritske ćelije i licencira ih da efikasno induciraju CD8+memorijske T-ćelije, koje se također mogu ekspandirati i drugi puta. Za ovu aktivaciju dendritskih ćelija, izgleda da je potrebna istodobna interakcija sva tri tipa ćelija, naime CD4+ T-pomoćnih ćelija, CD8+ T- i dendritskih ćelija.
Kao što je gore pomenuto, mDC vjerojatno nastaju iz monocita, bijelih krvnih zrnaca koja cirkuliraju u tijelu i, ovisno o pravom signalu, mogu se pretvoriti u dendritske ćelije ili makrofage. Monociti se zauzvrat formiraju iz matičnih ćelija u koštanoj srži. Dendritske ćelije izvedene iz monocita mogu se generirati in vitro iz mononuklearnih ćelija periferne krvi (PBMC). Stavljanje PBMC-a u tikvicu za kulturu tkiva omogućava prijanjanje monocita. Tretman ovih monocita interleukinom 4 (IL-4) i faktorom stimuliranja kolonije granulociti-makrofagi (GM-CSF) dovodi do diferencijacije u nezrele dendritske ćelije (iDC) u otprilike sedmicu dana. Naknadno liječenje faktorom nekroze tumora (TNF) dalje diferencira iDC u zrele dendritske ćelije. Monociti se mogu inducirati da se diferenciraju u dendritske ćelije autopeptidom Ep1.B, dobijenim iz apopiproteina E. To su prvenstveno tolerogene plazmacitoidne dendritske ćelije.
Životni vijek Aktivirani makrofagi imaju vijek trajanja od samo nekoliko dana, iako novi dokazi govore da bi se mogao produžiti na sedmice, a ne na dane. U miševa je procenjeno da će se dendritske ćelije nadopunjavati iz krvi brzinom od 4.000 ćelija na sat i podvrgnuti ograničenom broju dijeljenja tokom boravka u slezeni u periodu od 10 do 14 dana.
Istraživački izazovi Tačna geneza i razvoj različitih tipova i podtipova dendritskih ćelija i njihova međusobna povezanost trenutno je tek marginalno shvaćena, jer su ove ćelije toliko rijetke i teško ih je izolirati da su tek posljednjih godina postale predmetom fokusiranog istraživanja. Različiti površinski antigeni koji karakteriziraju dendritske ćelije postali su poznati tek od 2000. godine; prije toga, istraživači su morali raditi s 'koktelom' nekoliko antigena koji, u kombinaciji, rezultiraju izolacijom ćelija s karakteristikama koje su jedinstvene za DC.
Citokini Dendritske ćelije su stalno u komunikaciji sa drugim ćelijama u tijelu. Ova komunikacija može biti u obliku izravnog kontakta ćelija-ćelija, na osnovu interakcije proteina ćelija i površina. Primjer za to uključuje interakciju membranskih proteina iz porodice B7 dendritske ćelijs s CD28, prisutnim u limfocitima. Međutim, interakcija ćelija-ćelija se takođe može odvijati na daljinu putem citokina.
Naprimjer, stimuliranje dendritskih ćelija, mikrobnim ekstraktima in vivo, uzrokuje da dendritske ćelije da brzo počnu proizvoditi IL-12. IL-12 je signal koji pomaže slati naivne CD4 T-ćelije prema fenotipu Th1. Krajnja posljedica je priprema i aktiviranje imunskog sistema za napad na antigene koje dendritska ćelija predstavlja na svojoj površini. Međutim, postoje razlike u proizvedenim citokinima, ovisno o vrsti dendritske ćelije. Plazmacitoidni DC ima sposobnost stvaranja ogromnih količina tipa-1 IFN, koji regrutuje više aktiviranih makrofaga, kako bi se omogućila fagocitoza.
Bolesti Blastna plazmacitoidna dendritska neoplazma