Гігантські клітини Лангханса (ГКЛ), також відомі як клітини Пирогова-Лангханса, є багатоядерними гігантськими клітинами, які є характерною ознакою гранулематозних запалень. Вони були описані в 1868 році швейцарським патологом Теодором Лангхансом у контексті туберкульозних гранулем, а пізніше російський хірург Микола Пирогов також вніс вклад у їх вивчення. Ці клітини формуються в результаті злиття макрофагів і відіграють ключову роль у хронічних запальних процесах, ізолюючи патогени та регулюючи імунну відповідь. ГКЛ є маркером для діагностики низки захворювань, таких як туберкульоз, саркоїдоз та інші гранулематозні стани.

Походження та диференціація гігантських клітин Лангханса

Гігантські клітини Лангханса походять від макрофагів, зокрема епітеліоїдних клітин, які є активованими формами тканинних макрофагів. Їх формування відбувається шляхом злиття (фузії) кількох клітин під впливом хронічних стимулів, таких як персистуючі патогени (наприклад, Mycobacterium tuberculosis) або чужорідні частинки. Процес диференціації регулюється цитокінами, такими як інтерферон-гамма (IFN-γ), фактор некрозу пухлин (TNF-α) та інтерлейкін-4 (IL-4), які активують макрофаги та сприяють їх агрегації. У гранулемах ГКЛ з’являються на пізніх стадіях, коли звичайні макрофаги не можуть ефективно елімінувати патоген. Нещодавні дослідження підкреслюють роль молекулярних механізмів, таких як експресія CCR7, у формуванні цих клітин. На відміну від інших гігантських клітин, ГКЛ є специфічними для певних гранулематозних захворювань і не поповнюються з кісткового мозку безпосередньо, а формуються локально в тканинах.

Структура гігантських клітин Лангханса

Гігантські клітини Лангханса є великими клітинами діаметром до 100-200 мкм з численними ядрами (від 10 до 20, іноді більше), розташованими периферично у формі підкови або кільця навколо центральної цитоплазми. Центральна частина клітини містить Гольджі апарат, лізосоми та вакуолі, що свідчить про високу фагоцитарну активність. Цитоплазма багата на ендоплазматичний ретикулум та мітохондрії, що забезпечує енергетичні потреби для метаболізму. Імунофенотипічно ГКЛ експресують маркери макрофагів, такі як CD68, та можуть мати знижену імунну відповідь через ослаблений метаболізм. У мікроскопії вони відрізняються від інших гігантських клітин (наприклад, клітин чужорідних тіл з хаотичним розташуванням ядер) своєю характерною ядерною аранжировкою. Дослідження показують активну регуляцію форми клітини та посилення цитоскелетних компонентів.

Функції гігантських клітин Лангханса

Основна функція ГКЛ полягає в ізоляції та обмеженні поширення патогенів у гранулемах, де вони формують бар’єр проти інфекційних агентів, таких як мікобактерії. Вони володіють фагоцитарною активністю, захоплюючи та деградуючи антигени, але через великий розмір менш мобільні, ніж звичайні макрофаги. ГКЛ продукують цитокіни, такі як IL-1, IL-6 та TNF-α, які регулюють запалення та залучають інші імунні клітини. У хронічних процесах вони сприяють ремоделюванню тканини, але можуть також призводити до фіброзу. Молекулярні характеристики вказують на знижений рівень енергетичного метаболізму та ослаблену імунну відповідь, що робить їх ефективними в утриманні персистуючих патогенів. ГКЛ також беруть участь у презентації антигенів T-лімфоцитам, посилюючи адаптивну імунну відповідь.

Гетерогенність гігантських клітин Лангханса

Гігантські клітини Лангханса демонструють гетерогенність залежно від захворювання та мікросередовища. У туберкульозі вони часто мають класичну підковоподібну структуру, тоді як у саркоїдозі можуть бути менш організованими. Фенотипічно вони поділяються на про-запальні (з високою експресією TNF-α) та регуляторні (з IL-10). Дослідження з single-cell RNA-seq виділяють субпопуляції з різними рівнями цитоскелетної активності та метаболізму. Ця гетерогенність впливає на їх роль у толерантності до патогенів та прогресії захворювання.

Роль гігантських клітин Лангханса в імунних відповідях та захворюваннях

ГКЛ є ключовими в гранулематозних реакціях, де вони оркеструють хронічне запалення. У туберкульозі вони формуються в центрі гранулем з казеозним некрозом, обмежуючи поширення мікобактерій. У саркоїдозі, сифілісі, глибоких грибкових інфекціях та лепрі вони сприяють формуванню неказеозних гранулем. Вони також залучені в реакції на чужорідні тіла та аутоімунні стани. Дисфункція ГКЛ може призводити до дисемінації інфекції або хронічного фіброзу. У кандидозі та інших інфекціях вони беруть участь у проникненні патогенів через епітелій.

Клінічне значення та терапевтичні перспективи

ГКЛ є важливими для діагностики: їх наявність у біопсіях вказує на гранулематозні захворювання. У терапії модуляція їх формування (наприклад, інгібіторами TNF-α) може зменшити запалення в саркоїдозі. Нещодавні дослідження пропонують таргетовану терапію на молекулярні шляхи, такі як CCR7, для контролю гранулемогенезу. У онкології та інфекціях посилення функцій ГКЛ може покращити імунну відповідь.

Висновок

Гігантські клітини Лангханса — фундаментальні елементи гранулематозної імунної відповіді, які забезпечують баланс між захистом та хронічним запаленням. Їх вивчення розкриває нові аспекти патології, відкриваючи шляхи для інноваційних терапій.