Celulele Langerhans sunt celule care joacă un rol cheie în mecanismele imune ale pielii. Celulele Langerhans ne colonizează epiderma și recunosc antigenele care apar în ea. În ciuda multor ani de cercetare, celulele Langerhans sunt încă considerate oarecum misterioase în lumea științifică - multe întrebări privind originea lor și mecanismele exacte de acțiune rămân neclare. Aflați ce sunt celulele Langerhans, cum funcționează acestea în sistemul imunitar și ce afecțiuni pot fi legate de disfuncția celulelor Langerhans.
Celulele Langerhans sunt celule care joacă un rol cheie în mecanismele imune ale pielii. Celulele Langerhans ne colonizează epiderma și recunosc antigenele care apar în ea. Pe lângă piele, celulele Langerhans se găsesc și în epiteliul gurii, căile respiratorii și sistemul genito-urinar.
Rolul principal al celulelor Langerhans este de a recunoaște agenții patogeni care intră în corpul nostru prin bariere naturale. În astfel de situații, datorită celulelor Langerhans, sistemul imunitar este imediat stimulat. Celulele Langerhans joacă, de asemenea, un rol important în mecanismele toleranței imune.
Cuprins:
- Celulele Langerhans - ce sunt și unde apar?
- Structura celulelor Langerhans
- Celulele Langerhans - funcții în organism
- Celulele Langerhans și sistemele SALT și MALT
- Rolul celulelor Langerhans în patogeneza bolilor
- Celulele Langerhans - aplicare clinică
Celulele Langerhans - ce sunt și unde apar?
Celulele Langerhans aparțin populației de celule albe din sânge care îndeplinesc o funcție imună. Locul formării lor este măduva osoasă. De acolo, celulele Langerhans ajung în sânge, care le transportă către țesuturile corespunzătoare.
Celulele Langerhans locuiesc atât pielea noastră, cât și epiteliul membranelor mucoase din cavitatea bucală, nazofaringe, tractul respirator, tractul digestiv și tractul urogenital.
Celulele Langerhans aparțin familiei de celule dendritice. Numele lor provine din proiecțiile caracteristice asemănătoare dendritelor celulelor nervoase (acestea sunt proiecții care se ramifică în forma unei coroane de copac).
Celulele Langerhans se instalează permanent în locuri de contact constant al țesuturilor corpului nostru cu mediul extern. Localizarea lor nu este întâmplătoare - sunt celule specializate în îndeplinirea funcțiilor imune.
La contactul cu o substanță străină sau un agent patogen, celulele Langerhans „iau o decizie” dacă este necesar să se stimuleze sistemul imunitar într-o situație dată.
Dacă da, începe procesul de răspuns imun și neutralizare al „intrusului”. Dacă nu, așa-numitul toleranță imună - sistemul imunitar nu răspunde la antigenul în cauză.
Structura celulelor Langerhans
După părăsirea măduvei osoase, celulele Langerhans iau o formă mică, rotundă. Forma lor se schimbă drastic numai atunci când țesuturile țintă sunt colonizate. Apoi sunt mărite semnificativ și creează proeminențe caracteristice.
De mulți ani, datorită similitudinii lor cu celulele nervoase, celulele Langerhans au fost văzute ca părți ale terminațiilor nervoase situate în piele. Abia în anii 1970 au fost descoperite legăturile dintre celulele Langerhans și sistemul imunitar, care au revoluționat opiniile asupra lor până acum.
Celulele Langerhans sunt cel mai probabil să fie localizate în stratul spinos al epidermei.
Epiderma noastră este formată din cinci straturi de celule. Acestea sunt, la rândul lor (din interior) stratul bazal, stratul spinos, stratul granular, stratul ușor și stratul excitat.
Prin urmare, celulele Langerhans locuiesc straturi relativ adânci ale epidermei. Cu toate acestea, pot exercita un control precis asupra întregii sale grosimi. Cum?
Acest lucru este posibil datorită proeminențelor menționate anterior care se extind până la stratul exterior - stratul cornos. Aceste proeminențe se combină într-o rețea extinsă care vă permite să creați o barieră imunitară eficientă.
Când privim celulele Langerhans la microscopul electronic, putem vedea structuri foarte caracteristice în formă de rachete de tenis. Acestea sunt așa-numitele Granulele Birbeck, care sunt un marker specific al celulelor Langerhans.
Aceste „rachete” sunt probabil responsabile pentru procesele de procesare a antigenului în care se specializează celulele Langerhans. Aceste celule au o gamă largă de mecanisme care le permit să absoarbă antigeni, să le analizeze și să stimuleze sau să suprime un răspuns imun.
Citește și: Piele - structura și funcțiile pielii
Celulele Langerhans - funcții în organism
Celulele Langerhans creează o barieră imunitară extrem de interesantă în pielea și membranele mucoase. Să aruncăm o privire mai atentă asupra funcțiilor lor. Celulele Langerhans sunt responsabile pentru următoarele procese:
- Celulele Langerhans - prezentarea antigenului
Cea mai importantă sarcină a celulelor Langerhans este așa-numita prezentare a antigenului. Despre ce este acest fenomen? Este procesul de preluare, procesare și demonstrare a antigenelor pentru alte celule ale sistemului imunitar. Datorită acestui fapt, este posibil să le stimulați la un răspuns imunitar coordonat.
Antigenele sunt „etichete” specifice de molecule și celule, recunoscute de celulele care patrulează mediul țesutului. Antigenii fac posibilă recunoașterea unui anumit obiect și luarea unei decizii dacă acest element este sau nu patogen.
Merită să ne amintim că antigenii nu sunt prezenți doar pe suprafața „intrușilor”. Fiecare celulă din corpul nostru are propriile sale antigene, recunoscute de sistemul imunitar în așa fel încât să nu declanșeze un răspuns inflamator împotriva lor.
Prezentarea antigenului este crucială pentru o apărare eficientă împotriva agenților patogeni. Cum funcționează acest proces în celulele Langerhans?
Primul pas este să recunoaștem elementul străin. Celulele Langerhans sunt echipate cu o multitudine de instrumente pentru a „prinde” particule și microbi potențial periculoși din mediu.
Unul dintre astfel de instrumente sunt așa-numitele receptori de recunoaștere a agenților patogeni (PRR). Datorită lor, celulele Langerhans „știu” că au de-a face cu o celulă străină cu proprietăți patogene.
Când celulele Langerhans recunosc un agent patogen, vor să alerteze imediat celulele sistemului imunitar asupra acestuia. Pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să devoreze obiectul.
Celulele Langerhans sunt echipate cu o serie de mecanisme care permit endocitoza, adică absorbția substanțelor din mediul extern. În funcție de nevoile lor, utilizează:
- fagocitoză („consumul” de particule solide)
- pinocitoză (absorbția substanțelor lichide)
- endocitoza cu participarea unor receptori speciali
Pe parcursul acestor procese, celulele Langerhans au posibilitatea de a analiza temeinic și de a se familiariza cu „intrusul”. Apoi, antigenii microorganismului sunt expuși la suprafața celulei Langerhans. Începe prezentarea antigenului.
Am ajuns la stadiul în care celula Langerhans a înghițit agentul patogen și și-a expus antigenii pe suprafața sa.Așa că este timpul să le prezentăm altor celule ale sistemului imunitar. Unde poți găsi astfel de celule?
Există relativ puține dintre ele în piele. Aici ajungem la o altă abilitate extraordinară a celulelor Langerhans.
Ei bine, pentru a prezenta antigenul, aceștia pot părăsi pielea și pot călători în locuri în care roiesc celulele sistemului imunitar. Ganglionii limfatici sunt astfel de locuri.
Celulele Langerhans se deplasează de la piele la ganglionii limfatici prin căile limfatice, utilizând semnalizarea adecvată. Acolo întâlnesc o multitudine de limfocite - celule specializate în distrugerea microbilor.
Celulele Langerhans prezintă antigeni la limfocite, care în acest fel învață să recunoască un anumit agent patogen și să pregătească un răspuns imun împotriva acestuia.
Pe lângă stimularea așa-numitelor limfocite citotoxice, capabile să inactiveze microorganismele, acest proces creează și celule de memorie imună. Datorită acestora, următorul contact cu același agent patogen va declanșa un răspuns imun mai rapid și mai bine adaptat.
- Celulele Langerhans - proprietăți tolerogene
Paragraful anterior s-a axat pe proprietățile imunogene ale celulelor Langerhans. Esența lor a fost stimularea sistemului imunitar pentru combaterea agenților patogeni. Relativ recent, s-a descoperit că celulele Langerhans sunt, de asemenea, capabile să îndeplinească funcții extrem de diferite.
În condiții strict definite, ele dobândesc proprietăți tolerogene. Esența lor este de a suprima răspunsul imun al organismului și de a crea toleranță față de anumite antigene.
S-a dovedit că celulele Langerhans absorb elemente ale propriului corp (proteine, fragmente de celule moarte) la fel de des ca elementele patogene. Apoi călătoresc cu ei la ganglionii limfatici și îi prezintă limfocitelor.
Interesant este că acest comportament nu duce la dezvoltarea autoimunității (distrugerea propriilor celule ale corpului de către sistemul imunitar). Dimpotrivă - așa-numitul limfocite reglatoare, a căror sarcină este suprimarea răspunsului imun. Acesta este modul în care sistemul nostru imunitar învață să-și recunoască propriile antigene.
La fel se întâmplă și cu alte obiecte străine care nu sunt patogene. În viața de zi cu zi, pielea noastră intră în contact cu o mulțime de substanțe (produse cosmetice, haine, bijuterii) care nu ar trebui să declanșeze un răspuns inflamator. Datorită celulelor Langerhans este posibil să se dezvolte toleranță la acest tip de antigeni.
După cum se poate observa, celulele Langerhans se echilibrează constant între activitățile imunogene și tolerogene.
Menținerea echilibrului imunitar al pielii este extrem de importantă. Celulele Langerhans care funcționează corect generează un răspuns inflamator atunci când este cu adevărat necesar.
Pe de altă parte, stingerea unui răspuns imun excesiv sau inutil face posibilă prevenirea reacțiilor de hipersensibilitate.
- Celulele Langerhans - vindecarea rănilor
Orice deteriorare a continuității pielii este asociată cu posibilitatea unei pătrunderi mai ușoare a microorganismelor în corp. Vindecarea rănilor are ca scop nu numai restabilirea structurii normale a țesuturilor, ci și restabilirea continuității barierei imune.
Celulele Langerhans joacă un rol important în acest proces. Deteriorarea celulelor epidermice duce la un mediu inflamator care permite afluxul local de celule ale sistemului imunitar. Acest proces, coordonat, printre altele, de de către celulele Langerhans, aceasta este prima etapă de vindecare a rănilor.
În acest moment, merită citat un studiu științific al cărui scop a fost de a examina relația dintre numărul de celule Langerhans și eficiența procesului de vindecare.
Oamenii de știință au efectuat o observație de 4 săptămâni a procesului de vindecare a rănilor la pacienții tratați pentru piciorul diabetic. Rezultatele studiului au arătat că mai multe celule Langerhans din vecinătatea plăgii s-au corelat cu rezultate mai bune de vindecare.
Sunt necesare mai multe cercetări în această direcție pentru a înțelege mecanismele exacte prin care celulele Langerhans funcționează în zonele cu leziuni ale pielii. Poate datorită lor va fi posibil să se găsească modalități de utilizare a celulelor Langerhans, de exemplu în tratamentul rănilor dificil de vindecat.
Celulele Langerhans și sistemele SALT și MALT
Pielea umană și membranele mucoase constituie o barieră mecanică împotriva pătrunderii microorganismelor în organism. Funcția lor, totuși, nu este numai de a crea un shell pasiv. Aceste țesuturi posedă o serie de mecanisme imune foarte dezvoltate care le permit să îndeplinească funcții imune.
Rolul pielii și membranelor mucoase în apărarea organismului împotriva agenților patogeni este subliniat de faptul că în imunologia modernă au subunități „proprii” în organizarea sistemului imunitar.
Aceste subunități sunt abreviate ca SĂR și MALT. Acestea sunt sistemul imunitar asociat pielii (țesutul limfoid asociat pielii) și țesutul limfoid asociat mucoasei (țesutul limfoid asociat mucoasei).
După cum puteți ghici cu ușurință, celulele Langerhans sunt o verigă importantă în ambele de mai sus. sisteme.
Funcționarea sistemelor SALT și MALT se bazează pe cooperarea celulelor care construiesc epiteliul, celulele care prezintă antigen (inclusiv celulele Langerhans) și celulele capabile să neutralizeze agenții patogeni (în principal limfocitele). Acțiunea lor comună permite recunoașterea și prelucrarea antigenelor direct la punctul de intrare în organism.
O astfel de supraveghere imunologică eficientă previne pătrunderea microorganismelor din mediul extern în țesuturi și organe mai profunde.
Rolul celulelor Langerhans în patogeneza bolilor
Funcționarea corectă a celulelor Langerhans permite echilibrul dintre răspunsul inflamator și toleranța antigenilor selectați din piele și mucoase.
Disfuncția celulelor Langerhans poate sta la baza anumitor boli dermatologice, imunologice și chiar a cancerului. Iată exemplele lor:
- Histiocitoza celulelor Langerhans
Histiocitoza celulelor Langerhans este o boală oncologică asociată cu multiplicarea excesivă a celulelor Langerhans. Aceste celule se pot acumula în diferite organe - piele, oase, ganglioni limfatici și organe interne.
Histiocitoza celulelor Langerhans este diagnosticată de obicei la copii, deși este observată și la adulți.
Celulele Langerhans se pot înmulți într-un anumit loc (atunci vorbim despre forma localizată) sau pot ocupa numeroase locații (aceasta este așa-numita formă multifocală).
Forma localizată este de obicei asociată cu un prognostic bun și, în cazuri rare, poate chiar să se vindece singură.
Forma multifocală necesită tratament agresiv, în principal cu chimioterapie. Această variantă a bolii este, de asemenea, asociată cu un prognostic mai prost.
- Celulele Langerhans și eczeme de contact
Eczema de contact este cauzată de faptul că pielea este hipersensibilă la anumiți factori externi. Substanțele care cauzează cel mai frecvent eczeme de contact includ nichelul, cromul, unii coloranți și conservanți și ingredientele cosmetice.
Particulele acestor substanțe, datorită dimensiunilor mici, sunt capabile să pătrundă în straturile ulterioare ale epidermei. La un moment dat, se „întâlnesc” cu celulele Langerhans.
Celulele Langerhans absorb aceste molecule (într-o formă legată de proteine) și apoi le prezintă pe suprafața lor. În acest fel, limfocitele „învață” să recunoască aceste substanțe.
În momentul contactului repetat cu aceștia (de exemplu, purtarea regulată a unei bijuterii date), se declanșează un răspuns imun. Se dezvoltă inflamație locală, manifestată prin formarea de papule și vezicule mâncărime, înroșite.
În acest moment, merită subliniat faptul că, în ciuda contactului frecvent al pielii umane cu substanțele descrise mai sus, simptomele eczemei de contact apar relativ rar.
Toleranța antigenilor de mai sus la majoritatea oamenilor se datorează probabil proprietăților tolerogene ale celulelor Langerhans.
- Celulele Langerhans și bolile dermatologice
Celulele Langerhans par să joace un rol important în patogeneza anumitor boli de piele, cum ar fi dermatită atopică și psoriazis. Tulburările de reglare imună cauzate de celulele Langerhans contribuie la dezvoltarea bolilor dermatologice inflamatorii.
Se pare că activitatea celulelor Langerhans în cele menționate mai sus bolile se deplasează spre activitate pro-inflamatorie; cu toate acestea, activitatea lor tolerogenă este slăbită.
Confirmarea acestor relații poate fi faptul că fotochimioterapia este utilizată cu succes atât în tratamentul psoriazisului, cât și al dermatitei atopice. Este tratamentul prin iradiere cu ajutorul radiațiilor ultraviolete. O astfel de iradiere calmează modificările pielii.
Se suspectează că unul dintre mecanismele de acțiune ale fotochimioterapiei este reducerea numărului și slăbirea funcției celulelor Langerhans, ceea ce contribuie la suprimarea răspunsului imun excesiv.
- Celulele Langerhans și grefa versus gazdă (GvHD)
Boala grefă versus gazdă este una dintre posibilele complicații ale transplantului de măduvă osoasă și al transfuziei de sânge. Esența sa constă în respingerea organelor destinatarului de către leucocitele donatoare transplantate în el.
Unul dintre cele mai frecvent organe respinse în cursul bolii este pielea. Rolul exact al celulelor Langerhans în patogeneza grefei versus gazdă este încă necunoscut.
Cu toate acestea, studiile științifice efectuate până acum la animale arată că reducerea numărului de celule Langerhans la primitorul de transplant reduce riscul de a dezvolta o reacție grefă contra gazdă.
- Celulele Langerhans și infecția cu HIV
Timp de mulți ani în lumea științifică, celulele Langerhans au fost considerate a fi prima țintă a atacului HIV. A existat, de asemenea, o ipoteză conform căreia celulele Langerhans infectate cu HIV l-au transportat la ganglionii limfatici, contribuind la răspândirea infecției către alte celule ale sistemului imunitar.
Cu toate acestea, ultimele rapoarte științifice resping teoria de mai sus. Celulele Langerhans sunt acum considerate a fi o barieră imunitară: absorb particulele HIV, dar blochează transmiterea ulterioară a acesteia.
De asemenea, se pare că celulele Langerhans activate de virus induc un răspuns favorabil al sistemului imunitar în faza inițială a infecției.
- Celulele Langerhans și cancerul de piele
Celulele Langerhans exercită supraveghere imunologică asupra microorganismelor care apar în pielea noastră. În plus, ele sunt, de asemenea, capabile să recunoască celulele canceroase și să declanșeze un răspuns imun împotriva lor.
Studiile privind cancerul de piele au arătat că numărul celulelor Langerhans în vecinătatea tumorii este semnificativ redus. În timpul procesului neoplazic, prezentarea antigenelor de către celulele Langerhans este, de asemenea, afectată.
Înțelegerea rolului celulelor Langerhans în apărarea anticanceroasă a inițiat o serie de studii științifice menite să găsească utilizarea acestor celule în terapia cancerului.
Celulele Langerhans - aplicare clinică
Celulele Langerhans fac obiectul cercetărilor științifice care vizează utilizarea lor în terapia anti-cancer.
Un exemplu de metodă care folosește celulele Langerhans este imunizarea percutanată, adică - pentru a o spune simplu - un vaccin anti-cancer.
Ideea este de a administra antigene subcutanate ale celulelor canceroase (de exemplu, proteine caracteristice celulelor melanomului). Aceste antigene ar fi procesate de celulele Langerhans și apoi prezentate altor celule ale sistemului imunitar. În acest fel, sistemul imunitar ar fi stimulat să lupte împotriva cancerului.
Cercetările privind imunizarea percutanată în terapia cancerului sunt încă în curs - sperăm că speranțele asociate cu această metodă vor fi confirmate în experimentele clinice.
Bibliografie:
- „Boli de piele și boli cu transmitere sexuală” S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
- "Langerhans Cells: Sensing the Environment in Health and Disease" J.Decker et. al. Front Immunol. 2018; 9:93 - acces on-line
- „Echilibrul dintre imunitate și toleranță: rolul celulelor Langerhans” K. Mutyambizi et. al. Cell Mol Life Sci. 2009 mar; 66 (5): 831-840. - acces on-line
- „Celulele Langerhans - celule dendritice ale epidermei” N.Romani et.al. Revista APMIS de patologie, microbiologie și imunologie, volumul 111, numărul 7-8, iulie 2003
- Imunoterapia tumorala prin imunizare epicutana necesita celule langerhans. P. Stoitzner et.al. Journal of Immunology 01 Feb 2008, 180 (3) - acces online
- Epuizarea celulelor gazdei Langerhans inainte de transplantul de celule T alorreactive ale donatorului previne boala grefei de piele contra gazdei. Merad M. et.al. Nat Med. 2004 mai; 10 (5): 510-7 - Acces on-line
- Funcția imunologică a celulelor Langerhans în infecția cu HIV. Matsuzawa T.et. al. J Dermatol Sci. 2017 aug; 87 (2): 159-167
- "Numărul crescut de celule Langerhans în epiderma de ulcerele piciorului diabetic se corelează cu rezultatul vindecării" O. Stojadinovic, Immunol Res. 2013 Dec; 57 (0): 222–228 - Acces on-line
Citiți mai multe articole ale acestui autor
