Дендритні клітини: опис, характеристика, функції та застосування

Дендритні клітини: опис, характеристика, функції та застосування

Останнє десятиліття імунологія розвивається активніше, що дозволяє здійснювати корисні для практичного застосування відкриття. І дендритні клітини (ДК), вивчення яких почалося відносно недавно, вже вважаються перспективними в лікуванні онкологічних захворювань. У ході деяких досліджень вченим вдалося отримати результати від праймованих ДК, здатних усувати розвиток антигенної толерантності пухлинних клітин. Це дозволяє розвивати такий напрямок як лікування раку дендритними клітинами.

Типи дендроцитів

Дендроцитами називаються клітини моноцитарного походження, які в тканинах на кордоні з навколишнім середовищем під дією цитокінів трансформувалися в особливі види макрофагів. Існує два види ДК, які виконують різні функції, хоча їх будова схожа. Перший тип ДК - мієлоїдні клітини, основним завданням яких є фагоцитоз антигена і його представлення імунокомпетентним клітинам, відповідальним за синтез імуноглобулінів. Плазмоцити отримують від мієлоїдних дендроцитів інформацію про антиген і синтезують антитіла.

Плазмоцитарні дендроцити

Другий тип ДК - плазмоцитарні клітини, які є регуляторами активності імунних процесів. Ці дендритні клітини синтезують інтерферони, передаючи інформацію про необхідність залучення імуноцитів до місця запалення. Інтерферони здатні долати величезні відстані і регулювати навіть проліферацію певних клонів лімфоцитів. При цьому мієлоїдні дендроцити мають мієлоїдне походження і диференціюються з моноцитів, тоді як плазмоцитарні беруть свій початок від лімфоцитарного паростка кроветворіння.

У зв 'язку з цим роль дендритних клітин особлива. По-перше, вони стоять на кордоні клітинного і гуморального імунітету. По-друге, ДК, особливо мієлоцитарні дендроцити, здатні "виховувати" імунні клітини на місці їх безпосереднього контакту з антигенами. А плазмоцитарні дендроцити можуть передавати інформацію набагато далі і досягати центральних і периферичних органів кроветворення.

Морфологія і гістологія дендроцитів

Плазмоцитарні та мієлоцитарні дендритні клітини забезпечують імунний захист організму. Для цього у них є ряд пристосувань, завдяки яким вона реалізується. З морфології імунні дендроцити більше нагадують моноцити і макрофаги. Це великі клітини в розмірі до 20 мкм з нерівними контурами і безліччю цитоплазматичних випинань. Вони мають добре розвинений клітинний центр, що підтримує їх структуру і забезпечує гнучкість клітини. При цьому вона здатна переміщатися до місця контакту з антигеном.

Ядро дендроцитів зміщено до цитоплазми, де є безліч травних вакуолів. Вони необхідні для здійснення імунного фагоцитозу. Він має величезне значення для визначення структури білкових молекул антигенів. Ця інформація пізніше буде презентована на експресованих мембранних МНС-рецепторах. Біосинтетичний апарат у дендроцитів представлений невеликою кількістю розрізнених рибосом на слабо розгалуженій ендоплазматичній мережі.

Рецептори дендритних клітин

Як і всі імунні клітини, дендроцити несуть на своїх мембранах безліч рецепторів, включаючи фактори гістосумісності, кластери диференціювання, множинні молекули міжклітинної адгезії, високоспецифічні маркери високодиференційованого дендроциту, LAMP-молекули, хемокції Фактором гістосумісності називається комплексний складний білково-полісахаридний рецептор МНС, на якому презентуються антигени для формування гуморального активного імунітету.

MHC і CD-рецептори

Кластери диференціювання - це маркери певної клітинної популяції, за якими їх розпізнають Т-кілери. Взагалі, кластерів диференціювання, тобто CD-рецепторів, величезна безліч. За існуючою в імунології версією, вони необхідні саме для розпізнавання клітин і перешкоди аутоагресії. Молекулами міжклітинної адгезії дендритні клітини оснащені для того, щоб прикріплюватися до інших клітин і розпізнавати експресовані на їх поверхні рецептори. Також це необхідно для безпосередньої передачі антигену, оскільки процес його захоплення з МНС-рецептора пов 'язаний зі зближенням клітин.

Молекули адгезії

Адгезійні молекули також необхідні для пересування в тканинах, дозволяючи "спиратися" на сусідні клітини. Високоспецифічні маркери високодиференційованого дендроциту - це кластери диференціювання 83 типу (CD83) які експресуються на мембранах зрілих дендроцитів. Їхня роль зводиться або до того, щоб стати сигналом для Т-кілера. Множинні LAMP-молекули - це найважливіші глікопротеїни для лізосомальних мембран. Вони відповідають за злиття фагосоми з травною вакуоллю, а тому беруть участь у реалізації імунного фагоцитозу.

Хемокінові рецептори та товл-подібні молекули

Вказані рецепторні молекули беруть участь у розпізнаванні мікробів. Наприклад, будь-яка хемокінова група на мембрані дендритної клітини сприяє розпізнаванню певних білків або полісахаридів, з якими контактує. Це означає, що якщо на мембрані мікроба є речовина, до якої у дендроциту є своя хемокінова група, то дендритна клітина розпізнає її і запустить імунну реакцію або просто фагоцитує.

Толл-подібні молекули також відповідають за розпізнавання антигенів і вроджений імунітет, як, наприклад, TLR-4. Він чутливий до ліпополісахариду клітинної стінки будь-якої грамотрицької бактерії. Передбачається, що синтез специфічних товл-подібних рецепторів у клітці дендроциту є основою для вироблення імунітету проти онкологічних клітин.

Однак поки впровадити гени, на підставі яких можливо було б синтезувати білкову молекулу, неможливо. Складність полягає в постсинтетичній модифікації, що поки неможливо в штучних умовах. Тому метод праймування ДК вважається перспективним, але маловивченим. Хоча саме цей підхід дозволив отримати деякі успіхи в боротьбі з пухлинами простати і меланомою.

Патоген-розпізнаючі молекули

Дані рецепторні комплекси мембран дендритних клітин допомагають у реалізації клітинного і гуморального імунітету. Патоген-розпізнаючі молекули працюють так само, як і толл-рецептори. Це означає, що вони здатні розпізнавати й інші патогенні фактори, наприклад, ембріональні антигени онкологічних клітин. При цьому товл-подібні рецептори - це приватний приклад саме патоген-розпізнаючих молекул. Вони різнорідні та експресовані на мембранах дендроцитів у великій кількості. При цьому їх експресія залежить і від конкретного виду імунного дендроциту.

Фактори коінгібування

Коінгібуючими факторами називаються складні білкові молекули, які є регуляторами інтенсивності імунної реакції. Це означає, що вони здатні блокувати фагоцитоз або деяку фазу імунної відповіді. Однак поки про них відомо небагато. Вони представлені у великій кількості на мембрані. Але функції дендритних клітин виконуються завдяки наявності і коінгібуючих факторів, і ПРМ.

Перші здатні блокувати і сигнал від ПРМ, якщо розцінюють, що імунна відповідь буде спрямована проти власних тканин. Частково саме збій коінгібуючих факторів може стати причиною розвитку антигенної толерантності імунітету до пухлинних клітин. Причому подальші популяції дендроцитів будуть успадковувати цю властивість.

Пацієнту з ослабленим імунітетом або з онкологічним ураженням може знадобитися додаткове введення агресивних дендроцитів без численних коінгібуючих факторів. Тому лікування дендритними клітинами має хороші шанси допомогти організму виробити активний протипухлинний імунітет. Це буде означати загибель пухлини, оскільки швидкість розмноження їх клітин не може і близько зрівнятися з такою у імунних клітин після аффінажу.

Перспективні напрямки в онкології

Дендритні клітини в імунології дуже важливі, адже вони ніби виховують активний імунітет. І вплив на них дозволить розвинути агресивну реакцію на будь-який антиген, навіть до якого розвинулася толерантність імунної системи. Тому боротьба з пухлинами за допомогою ДК може носити характер вакцинотерапії або імплантації праймованих клітин.

Перший тип, тобто вакцина на основі дендритних клітин передбачає застосування специфічних імунних антигенів, які будуть впроваджені в організм людини. ДК їх фагоцитує і розпізнає антиген, презентувавши його імунокомпетентним клітинам. Останні синтезують імуноглобуліни, забезпечивши цим розвиток активного гуморального імунітету. Тоді вже через 2 тижні організм буде здатний атакувати пухлинні клітини і знищувати їх, борючись з ними самим виборчим з усіх можливих способів.

Найважливішою гідністю є відсутність впливу на здорові клітини без антигенів, за якими навмисно атакує вакцина. Дендритні клітини (що це таке з точки онкоімунології описано вище), "виховані" антигенами з вакцини, будуть передавати інформацію на знищення клітин пухлини. Але аналогічного сигналу на ураження здорових клітин не буде.

Застосування праймованих ДК

Другий спосіб застосування дендритних клітин в онкології - це впровадження праймованих імунних дендроцитів, отриманих в лабораторних умовах або з моноцитів, або зі стовбурових клітин. Шляхом введення в середу деяких антигенів їм "виховується" властивість викликати імунну реакцію при повторному контакті з такими. Антигенами, які праймуються клітинам, є деякі специфічні ембріональні рецептори.

Перед безпосередньою підготовкою праймованих дендроцитів проводиться визначення їх у тілі людини. Якщо такий антиген є на пухлинних клітинах, то розвиток імунної відповіді дозволить запустити їх імунне знищення. Роль дендритних клітин у цьому процесі - активація імунних реакцій після потрапляння в людський організм. Отримавши інформацію про антигени, вже презентовані на МНС-рецептори, можна синтезувати імуноглобуліни.

Останні будуть приєднуватися до пухлинних клітин, на мембранах яких є рецептор, проти якого формувалася клітинна популяція імунних дендроцитів. "Позначена" імуноглобуліном пухлинна клітина миттєво атакується Т-кілером або макрофагом і знищується. Однак це не вакцинотерапія дендритними клітинами, вартість якої потенційно нижче застосування праймованих ДК. Вакцинотерапія дешевша і швидша, може охоплювати широкий спектр пацієнтів. А застосування праймованих дендроцитів не є доступним методом. Втім, будь-який із зазначених способів наочно демонструє функції дендритних клітин у боротьбі з онкологічними захворюваннями. Однак методики лікування поки носять експериментальний характер, вже маючи підтвердження своєї ефективності.