Клітини Лангерганса (КЛ) є резидентними макрофагами шкіри, які функціонують як дендритні клітини, відіграючи ключову роль у шкірному імунітеті. Вони були відкриті в 1868 році Полем Лангергансом, німецьким лікарем, який спочатку вважав їх частиною нервової системи через дендритоподібну форму. КЛ становлять близько 3-5% ядерних клітин епідермісу і є першим бар’єром імунної системи проти патогенів, що проникають через шкіру. Як професійні антигенпрезентуючі клітини (АПК), вони захоплюють, оброблюють і презентують антигени T-лімфоцитам, ініціюючи адаптивну імунну відповідь.

Походження та диференціація клітин Лангерганса

Клітини Лангерганса походять з примітивних еритро-мієлоїдних попередників у жовтковому мішку в першому триместрі вагітності. У дорослих вони підтримуються шляхом локальної проліферації, але під час запалення або інфекції поповнюються з моноцитів крові та мієлоїдних попередників. Диференціація КЛ регулюється факторами, такими як IL-1, GM-CSF, TNF-α та IL-34, що продукуються кератиноцитами. У стійкому стані поновлення відбувається через місцеву проліферацію резидентних КЛ, тоді як під час запалення залучаються дві хвилі клітин з крові: спочатку моноцити (через CCR2 та CCR6), а потім мієлоїдні попередники. Онтогенетично КЛ є тканинними резидентними макрофагами, подібними до дендритних клітин.

Структура клітин Лангерганса

Клітини Лангерганса розташовані в усіх шарах епідермісу, переважно в колючому шарі (stratum spinosum), а також у папілярній дермі, слизових оболонках рота, передньої шкірки та вагінального епітелію. Вони характеризуються наявністю органел під назвою гранули Бірбека, які є унікальними для КЛ. КЛ експресують маркери, такі як лангерин (CD207), MHC класу II, E-кадгерин, EpCAM/TROP1, інтегрин альфа X/CD11c, CD1a (у людини), а в мишей — CD11b+, CD205+ та F4/80+. Дослідження за допомогою single-cell RNA-seq виявили два основних підтипи: LC1 (спеціалізовані на захопленні антигенів та секреції цитокінів вродженого імунітету) та LC2 (задіяні в адаптивних та толерогенних відповідях). Під час активації КЛ набувають фенотипу, подібного до дендритних клітин, і мігрують до лімфатичних вузлів.

Функції клітин Лангерганса

Основна функція КЛ — це захоплення антигенів у шкірі, їх обробка та презентація на MHC-молекулах T-клітинам у лімфатичних вузлах. Вони ініціюють різні імунні відповіді, включаючи Th1, Th2, Th17 та імуносупресію через розширення регуляторних T-клітин (Treg). КЛ також беруть участь у гомеостазі шкіри, захопленні апоптотичних тіл та загоєнні ран, мігруючи з епідермісу та репопулюючи його. Матрична металопротеїназа необхідна для проходження КЛ через базальний шар. Вони експресують велику кількість каннабіноїдного рецептора типу 2 (CB2), активація якого може зменшувати запалення в хронічному контактному дерматиті. У запаленні КЛ постійно мігрують до лімфатичних вузлів, а їх виснаження компенсується моноцитами з крові.

Гетерогенність клітин Лангерганса

Клітини Лангерганса демонструють функціональну гетерогенність, з двома основними підтипами: LC1 та LC2, які відрізняються за ролями в імунних відповідях. У людини виділено різні субпопуляції, що оркеструють реципрокні функції та долі T-клітин. Ця гетерогенність впливає на їх роль у толерантності та активації імунітету. Під час старіння здатність КЛ до міграції знижується, що компрометує імунітет шкіри.

Роль клітин Лангерганса в імунних відповідях та захворюваннях

КЛ є ключовими в ініціації адаптивних імунних відповідей проти патогенів, що проникають через епітелій. У шкірних інфекціях вони оброблюють мікробні антигени та мігрують до лімфатичних вузлів для взаємодії з наївними T-клітинами. У захворюваннях, таких як псоріаз, КЛ продукують IL-23, сприяючи IL-17-секреції та загостренню. В атопічному дерматиті активовані КЛ примують Th2-клітини та експресують рецептори IgE. У ВІЛ КЛ можуть бути первинними цілями для передачі вірусу. У HPV-інфекціях високоризикові штами, як HPV16, пригнічують активацію КЛ, сприяючи імунній ескапації. У денге КЛ є початковими цілями вірусу. У раках шкіри, як меланома, КЛ впливають на мікросередовище пухлини, з високою щільністю асоційованою з кращим прогнозом. У гістіоцитозі клітин Лангерганса (LCH) відбувається неопластична трансформація, часто з мутаціями BRAF V600E.

Клінічне значення та терапевтичні перспективи

КЛ є перспективними цілями для імунотерапії. У вакцинах проти меланоми їх імуногенні властивості використовуються для розвитку вакцин. Анти-CD1a антитіла можуть зменшувати запалення в псоріазі. У LCH терапії, як вемурафеніб, таргетують RAF/MEK/ERK шлях. Модуляція КЛ може покращити імунну толерантність та протиракову відповідь.

Висновок

Клітини Лангерганса — фундаментальні елементи шкірної імунної системи, які балансують між активацією та толерантністю. Їх вивчення розкриває нові аспекти дерматології та імунології, відкриваючи шляхи для інноваційних терапій. Подальші дослідження КЛ революціонізують лікування шкірних та імунних захворювань.