Dendritická buňka
Obsah boxu
Dendritická buňka (zkratka DC z anglického Dendritic Cell) je specializovaný typ leukocytu a nejvýkonnější antigen prezentující buňka (APC) v imunitním systému. Její hlavní funkcí je zpracovávat antigenní materiál a prezentovat ho na svém povrchu ostatním buňkám imunitního systému, především T-lymfocytům. Dendritické buňky tak tvoří klíčový most mezi přirozenou (nespecifickou) a získanou (adaptivní) imunitou.
Svůj název získaly díky svému vzhledu, který připomíná neurony – vytvářejí dlouhé výběžky zvané dendrity, které jim umožňují efektivně prohledávat okolí a interagovat s velkým počtem jiných buněk. Nacházejí se především v tkáních, které jsou v kontaktu s vnějším prostředím, jako je kůže (kde se nazývají Langerhansovy buňky), sliznice dýchacího a trávicího traktu, a také v lymfoidních orgánech.
📜 Historie a objev
Dendritické buňky byly poprvé popsány v roce 1973 kanadským imunologem Ralphem M. Steinmanem a jeho mentorem Zanvilem A. Cohnem na Rockefellerově univerzitě. Zpočátku byla jejich existence a jedinečná role v imunitě přijímána s jistou skepsí, protože se morfologicky podobaly makrofágům. Steinman však svými výzkumy v následujících desetiletích přesvědčivě prokázal, že se jedná o odlišnou buněčnou populaci s unikátní schopností aktivovat naivní T-lymfocyty, a tím spouštět primární imunitní odpověď.
Za svůj objev a výzkum role dendritických buněk v adaptivní imunitě byl Ralph M. Steinman v roce 2011 oceněn Nobelovou cenou za fyziologii a lékařství. Cenu obdržel společně s Brucem Beutlerem a Julesem Hoffmannem, kteří byli oceněni za objevy v oblasti aktivace přirozené imunity. Nobelův výbor udělil cenu Steinmanovi, aniž by věděl, že zemřel pouhé tři dny před vyhlášením, což představuje výjimečnou situaci v historii udílení těchto cen.
🔬 Morfologie a lokalizace
Charakteristickým znakem dendritických buněk jsou jejich dlouhé, větvící se cytoplazmatické výběžky, které jim propůjčují hvězdicovitý tvar a masivně zvětšují jejich povrch. Tato struktura je klíčová pro jejich funkci – umožňuje jim efektivně "osahávat" okolní prostředí a maximalizovat kontakt s patogeny a jinými buňkami.
Dendritické buňky se vyskytují ve dvou hlavních funkčních stavech:
- Nezralé dendritické buňky: Nacházejí se v periferních tkáních (kůže, sliznice). Jejich hlavní úlohou je pohlcování a zpracování antigenů z okolí. Mají vysokou schopnost fagocytózy a makropinocytózy. Na svém povrchu exprimují nízké množství MHC molekul a kostimulačních molekul.
- Zralé dendritické buňky: Po setkání s patogenem nebo zánětlivým signálem nezralá DC maturuje (zraje). Během tohoto procesu ztrácí schopnost pohlcovat antigeny, ale naopak masivně zvyšuje expresi MHC molekul a kostimulačních molekul (např. CD80 a CD86) na svém povrchu. Následně migruje z tkání do sekundárních lymfoidních orgánů, jako jsou lymfatické uzliny nebo slezina, kde prezentuje antigen T-lymfocytům.
⚙️ Funkce v imunitním systému
Dendritické buňky jsou profesionálními "dirigenty" imunitní odpovědi. Jejich funkce je komplexní a zahrnuje několik klíčových kroků.
🕵️ Zachycení a zpracování antigenu
Nezralé DC v tkáních neustále monitorují své okolí. Pomocí receptorů pro rozpoznávání vzorů (PRRs), jako jsou například Toll-like receptory (TLRs), rozpoznávají molekulární struktury typické pro patogeny (PAMPs, např. lipopolysacharid bakterií nebo virovou RNA). Po rozpoznání patogenu jej pohltí jedním z několika mechanismů:
- Fagocytóza: Pohlcování větších částic, jako jsou celé bakterie nebo apoptotické buňky.
- Makropinocytóza: Pohlcování velkých objemů extracelulární tekutiny s rozpuštěnými antigeny.
- Receptorem zprostředkovaná endocytóza: Cílené pohlcení specifických molekul.
Uvnitř buňky je pohlcený materiál rozložen v lysozomech na malé fragmenty – peptidy. Tyto peptidové fragmenty jsou následně navázány na MHC molekuly.
🚚 Migrace a maturace
Kontakt s patogenem spouští proces maturace. Buňka mění svůj fenotyp a začne produkovat chemokiny, které ji navádějí do nejbližších lymfatických uzlin. Během cesty lymfatickými cévami dokončuje zpracování antigenu a připravuje se na setkání s T-lymfocyty. Zralá DC je již plně vybavena k efektivní aktivaci imunitní odpovědi.
👨🏫 Prezentace antigenu a aktivace T-lymfocytů
V lymfatické uzlině zralá DC vyhledává naivní T-lymfocyty, které mají T-buněčný receptor (TCR) specifický pro antigen, který DC nese na svých MHC molekulách. K plné aktivaci T-lymfocytu jsou zapotřebí tři signály, které dendritická buňka poskytuje:
1. Signál 1 (Specifita): Vazba komplexu MHC-peptid na dendritické buňce na specifický TCR na T-lymfocytu.
* Antigeny z extracelulárních patogenů (např. bakterie) jsou prezentovány na MHC molekulách II. třídy a rozpoznávány pomocnými T-lymfocyty (CD4+). * Antigeny z intracelulárních patogenů (např. viry) jsou prezentovány na MHC molekulách I. třídy a rozpoznávány cytotoxickými T-lymfocyty (CD8+).
2. Signál 2 (Potvrzení): Interakce kostimulačních molekul. Nejvýznamnější je vazba molekul CD80 a CD86 na DC s molekulou CD28 na T-lymfocytu. Tento signál je nezbytný; bez něj by T-lymfocyt přešel do stavu anergie (nečinnosti). 3. Signál 3 (Specializace): Produkce cytokinů dendritickou buňkou (např. IL-12, IL-4, IL-6). Tyto cytokiny určují, jakým typem efektorové buňky se T-lymfocyt stane (např. Th1, Th2, Th17), a tím formují charakter celé imunitní odpovědi.
🌉 Křížová prezentace (Cross-presentation)
Dendritické buňky mají unikátní schopnost zvanou křížová prezentace. Dokáží pohlcené extracelulární antigeny (např. z virem infikovaných buněk, které odumřely) prezentovat nejen na MHC II. třídy, ale i na MHC I. třídy. Tímto mechanismem mohou aktivovat cytotoxické T-lymfocyty (CD8+), které jsou klíčové pro zabíjení virem napadených nebo nádorových buněk, i když virus samotnou dendritickou buňku neinfikoval.
📋 Typy dendritických buněk
Existuje několik subtypů dendritických buněk, které se liší svým původem, lokalizací a specializovanou funkcí:
- Konvenční (klasické) DC (cDC): Nejběžnější typ, který se dále dělí na:
* cDC1: Specializují se na křížovou prezentaci a jsou klíčové pro spuštění protinádorové a protivirové imunity (aktivace CD8+ T-lymfocytů). * cDC2: Jsou efektivnější v aktivaci pomocných CD4+ T-lymfocytů a hrají roli v obraně proti bakteriím a plísním.
- Plazmacytoidní DC (pDC): Vyskytují se v krvi a lymfoidních orgánech. Jejich hlavní funkcí je rychlá a masivní produkce interferonů I. typu v reakci na virovou infekci, čímž vytvářejí silný protivirový stav v organismu.
- Langerhansovy buňky: Specializované DC nacházející se v epidermis kůže.
- Folikulární DC (FDC): Nacházejí se v B-buněčných folikulech lymfatických uzlin. Na rozdíl od ostatních DC nepocházejí z kostní dřeně a neprezentují antigeny T-lymfocytům. Jejich rolí je prezentovat nativní antigeny B-lymfocytům a podílet se na jejich aktivaci a afinitní maturaci.
⚕️ Klinický význam
Díky své ústřední roli v imunitě jsou dendritické buňky v centru zájmu moderní medicíny, zejména v oblasti imunoterapie a vakcinologie.
💉 Vakcinace
Účinnost většiny vakcín závisí na jejich schopnosti aktivovat dendritické buňky. Moderní vakcíny často obsahují adjuvans, látky, které stimulují DC a zvyšují tak sílu a kvalitu imunitní odpovědi proti antigenu obsaženému ve vakcíně.
♋ Imunoterapie nádorů
Dendritické buňky lze využít k vytvoření terapeutických protinádorových vakcín. Princip spočívá v odebrání monocytů (prekurzorů DC) z krve pacienta, jejich kultivaci v laboratoři a jejich "nabití" nádorovými antigeny. Takto připravené a aktivované DC jsou poté vráceny do těla pacienta, kde aktivují T-lymfocyty k útoku na nádorové buňky. Příkladem je Sipuleucel-T, první schválená buněčná imunoterapie pro léčbu pokročilého karcinomu prostaty.
🦠 Autoimunitní onemocnění
Porucha funkce dendritických buněk může vést k prolomení imunologické tolerance a rozvoji autoimunitních onemocnění, jako je systémový lupus erythematodes, revmatoidní artritida nebo roztroušená skleróza. V těchto případech mohou DC mylně prezentovat tělu vlastní antigeny jako cizí, což vede k útoku imunitního systému na vlastní tkáně.
💡 Pro laiky
Představte si imunitní systém jako armádu, která chrání vaši zemi (tělo). Dendritická buňka v tomto přirovnání funguje jako elitní průzkumník nebo polní zpravodajský důstojník.
- Hlídkování na hranicích: Nezralé dendritické buňky neustále hlídkují na "hranicích" těla, jako je kůže a sliznice.
- Nalezení nepřítele: Když narazí na vetřelce (např. bakterii nebo virus), okamžitě ho zanalyzují. "Vyfotí si ho" a seberou důkazy (antigeny).
- Cesta na velitelství: S těmito informacemi se dendritická buňka přesune z "pole" do nejbližšího "vojenského velitelství" (lymfatické uzliny).
- Předání informací: Na velitelství ukáže "fotky" a důkazy speciálním jednotkám – T-lymfocytům. Přesně jim popíše, jak nepřítel vypadá a jaký typ útoku je nejlepší zvolit.
- Spuštění útoku: Na základě těchto přesných informací se T-lymfocyty aktivují, namnoží a vyrazí do celého těla, aby cíleně zničily všechny vetřelce, kteří odpovídají popisu.
Dendritická buňka tedy neničí nepřátele sama, ale je naprosto klíčová pro to, aby se o hrozbě dozvěděly ty správné bojové složky a mohly zahájit účinný a cílený protiútok.