Дендритні клітини (ДК) є спеціалізованими клітинами імунної системи, які відіграють центральну роль у зв’язуванні вродженої та адаптивної імунних відповідей. Вони були відкриті в 1973 році Ральфом Штайнманом, який за це відкриття отримав Нобелівську премію з фізіології або медицини в 2011 році. Як професійні антигенпрезентуючі клітини (АПК), ДК ефективно захоплюють, оброблюють і презентують антигени T-лімфоцитам, ініціюючи імунну відповідь проти патогенів, пухлинних клітин та інших чужорідних агентів.

Походження та диференціація дендритних клітин

Дендритні клітини походять з гемопоетичних стовбурових клітин кісткового мозку. Їх диференціація регулюється низкою факторів зростання, таких як FLT3-ліганд (FLT3L), гранулоцитарно-макрофагальний колонієстимулюючий фактор (GM-CSF) та інтерлейкін-4 (IL-4). У процесі розвитку ДК мігрують до периферичних тканин, де вони дозрівають під впливом запальних сигналів, таких як патоген-асоційовані молекулярні патерни (PAMP) або пошкодження-асоційовані молекулярні патерни (DAMP).

Існує два основних шляхи диференціації: класичні дендритні клітини (cDC), які розвиваються безпосередньо з прекурсорів у кістковому мозку, та моноцит-походні дендритні клітини (moDC), які формуються з моноцитів під час запалення. Нещодавні дослідження підкреслюють роль амінокислот та їх транспортерів у регуляції біології ДК, впливаючи на їх метаболізм та функції.

Структура дендритних клітин

Морфологічно ДК характеризуються наявністю численних дендритів — тонких відростків, які збільшують поверхню клітини для ефективного захоплення антигенів. У незрілому стані ДК мають високий рівень ендоцитозу та фагоцитозу, з вираженими рецепторами, такими як манозні рецептори, DEC-205 та DC-SIGN. Під час дозрівання відбувається експресія молекул головного комплексу гістосумісності (MHC) класу I та II, ко-стимулюючих молекул (CD80, CD86, CD40) та хемокінів, що приваблюють T-клітини.

На молекулярному рівні ДК експресують тол-подібні рецептори (TLR), які розпізнають патогени, та цитокінові рецептори, що регулюють їх активацію. Останні дослідження фокусуються на функціональній гетерогенності ДК, зокрема на молекулярному профілі та онтогенезі нових підтипів.

Функції дендритних клітин

Основна функція ДК — презентація антигенів. Вони захоплюють антигени в периферичних тканинах, мігрують до лімфатичних вузлів і презентують їх на MHC-молекулах T-клітинам. Для CD8+ T-клітин (цитотоксичних) використовується крос-презентація через MHC I, а для CD4+ T-клітин (хелперних) — через MHC II. ДК також продукують цитокіни, такі як IL-12, IL-23 та інтерферони, які направляють диференціацію T-клітин у Th1, Th2, Th17 або регуляторні T-клітини (Treg).

У контексті протипухлинної імунітету ДК формують долю CD8+ T-клітин, сприяючи їх активації проти ракових клітин. Крім того, мікробіота може посилювати антитуморну дію імунітету через активацію ДК, стимулюючи макрофаги та антигенну мімікрію. У типі 2 запаленні ДК мігрують за допомогою механізмів, що доповнюють CCR7, таких як хемокіни та адгезійні молекули.

Типи дендритних клітин

ДК поділяються на кілька підтипів з унікальними функціями:

• Класичні дендритні клітини типу 1 (cDC1): Експресують BATF3, спеціалізуються на крос-презентації антигенів CD8+ T-клітинам. Критичні для антивірусної та протипухлинної відповіді.
• Класичні дендритні клітини типу 2 (cDC2): Залежні від IRF4, презентують антигени CD4+ T-клітинам, залучені в Th2- та Th17-відповіді. Дослідження підкреслюють їх функціональну гетерогенність.
• Плазмацитоїдні дендритні клітини (pDC): Виробляють велику кількість типу I інтерферонів у відповідь на вірусні інфекції, але менш ефективні в презентації антигенів.
• Моноцит-походні дендритні клітини (moDC): Формуються під час запалення, гнучкі в функціях залежно від мікросередовища.

Огляд підтипів ДК підкреслює їх роль у імунних захворюваннях.

Роль дендритних клітин в імунних відповідях та захворюваннях

ДК є архітекторами імунітету, оркеструючи відповіді проти інфекцій, алергій та раку. У раку пухлини порушують дозрівання ДК, пригнічуючи їх функції, що призводить до імунної толерантності. ДК також інструктують T-клітини в антитуморній імунітет, діючи як міст між вродженою та адаптивною системами.

У аутоімунних захворюваннях, таких як ревматоїдний артрит або системний червоний вовчак, дисфункція ДК може призводити до надмірної активації T-клітин проти власних антигенів. У вірусних інфекціях pDC швидко виробляють інтерферони, обмежуючи реплікацію вірусів.

Клінічне значення та терапевтичні перспективи

ДК є перспективними цілями для імунотерапії. Вакцини на основі ДК, завантажені пухлинними антигенами, використовуються в лікуванні меланоми та інших раків. Нещодавні дослідження пропонують модуляцію станів ДК для подолання ракового пригнічення. Крім того, маніпуляція мікробіотою може посилювати антитуморну активність ДК.

У трансплантології ДК можуть індукувати толерантність, запобігаючи відторгненню. Майбутні терапії фокусуються на генетичній модифікації ДК для посилення їх функцій.

Висновок

Дендритні клітини — це фундаментальні елементи імунної системи, які забезпечують ефективну оборону організму. Їх вивчення продовжує розкривати нові аспекти імунології, відкриваючи шляхи для інноваційних терапій. Подальші дослідження ДК революціонізують лікування імунних та онкологічних захворювань.