Dendritische cellen: antigeen-presentatie, functies en rol in het immuunsysteem
Leer hoe dendritische cellen antigeen presenteren, schakelen tussen aangeboren en adaptieve immuniteit en huid/slijmvliezen beschermen — essentiële spelers in het immuunsysteem.
Dendritische cellen (DC's) zijn witte bloedcellen die deel uitmaken van het immuunsysteem van zoogdieren. Ze verwerken antigeen materiaal van ziekteverwekkers en leggen het op hun oppervlak. Daar komt het in contact met andere cellen van het immuunsysteem. Dendritische cellen zijn dus antigeen-presenterende cellen. Zij fungeren als boodschappers tussen het aangeboren en het adaptieve immuunsysteem.
Dendritische cellen zijn aanwezig in weefsels die in contact staan met de externe omgeving. Deze weefsels zijn de huid, en de binnenbekleding van de neus, longen, maag en darmen. Zij kunnen ook in onrijpe toestand in het bloed worden aangetroffen.
Ontstaan en typen
Dendritische cellen ontstaan uit voorlopercellen in het beenmerg en differentiëren onder invloed van groeifactoren zoals GM-CSF en Flt3L. Er bestaan meerdere soorten DC's, elk met eigen eigenschappen en functies:
- Conventionele of klassieke dendritische cellen (cDC's) – efficiënte antigeen-presentatoren die T-celreacties opwekken.
- Plasmacytoïde dendritische cellen (pDC's) – gespecialiseerde cellen die veel type I interferonen (zoals IFN-α) produceren bij virale infecties.
- Langerhanscellen – DC-achtige cellen in de huid met unieke kenmerken (zoals het eiwit langerine) die lokaal antigeen opnemen en naar lymfeklieren migreren.
- Monocyt-afgeleide DC's – ontstaan uit monocyten tijdens ontsteking en kunnen sterk immuunactiverend zijn.
Mechanismen van antigeenverwerking en -presentatie
Dendritische cellen nemen antigeen op via verschillende mechanismen: fagocytose, macropinocytose en receptor-gemedieerde endocytose. Na opname worden eiwitten verwerkt tot korte peptiden die worden gepresenteerd op het celoppervlak gebonden aan MHC (HLA)-moleculen.
- MHC klasse II: presenteert peptiden aan CD4+ T-helpercellen.
- MHC klasse I: presenteert peptiden aan CD8+ cytotoxische T-cellen. DC's kunnen via een proces genaamd cross-presentatie exogene antigenen op MHC I laden, wat essentieel is voor antivirale en antitumorresponsen.
Bij activering verhogen DC's de expressie van co-stimulatorische moleculen zoals CD80, CD86 en CD40, en migreren ze naar lymfeklieren door CCR7-expressie te verhogen, waar ze T-cellen treffen en activeren.
Interacties met T-cellen en cytokinen
Gematigde en volwassen DC's geven signalen door drie belangrijke mechanismen om T-cellen te instrueren:
- Signaal 1: antigeenpresentatie via MHC aan de T-celreceptor (TCR).
- Signaal 2: co-stimulatie via moleculen zoals CD80/CD86; zonder dit signaal kan tolerantie optreden in plaats van activatie.
- Signaal 3: cytokinen die de differentiatie van T-cellen sturen (bijv. IL-12 bevordert Th1-responsen; bepaalde DC-subtypen stimuleren Treg- of Th17-differentiatie).
pDC's zijn bijzonder belangrijk bij virale infecties door snelle productie van type I interferonen, die antivirale toestanden in andere cellen induceren en de adaptieve respons moduleren.
Rol in tolerantie en ziekte
Dendritische cellen zijn niet alleen activatoren van immuniteit; ze spelen ook een sleutelrol bij het handhaven van immunologische tolerantie. In afwezigheid van infectieuze prikkels kunnen DC's tolerogene signalen afgeven die leiden tot anergie van T-cellen of inductie van regulatorische T-cellen (Tregs). Dit is belangrijk om auto-immuniteit te voorkomen en om tolerantie voor voedsel- en microbiële antigenen in de darmen te behouden.
Verstoringen in DC-functie worden in verband gebracht met verschillende aandoeningen, zoals auto-immuunziekten, allergieën, chronische infecties en kanker. Tumoren kunnen DC's onderdrukken of de vorming van tolerogene DC's bevorderen om immuunontsnapping mogelijk te maken.
Klinische toepassingen en onderzoek
Dendritische cellen zijn belangrijke objecten van onderzoek en therapeutische ontwikkeling:
- DC-vaccins: DC's kunnen in het laboratorium worden geladen met tumorantigenen en teruggegeven aan patiënten om een gerichte antitumor-T-celrespons te stimuleren. Enkele klinische trials tonen veelbelovende resultaten, vooral in combinatie met andere immuuntherapieën.
- Immunotherapie: modulatie van DC-activiteit (bijv. gebruik van adjuvantia of TLR-agonisten) wordt gebruikt om vaccinantwoorden te versterken.
- Tolerogene DC's: onderzoek richt zich op het induceren van tolerogene DC's voor behandeling van auto-immuunziekten en transplantatie, om de immuunreactie te dempen zonder brede immunosuppressie.
Belangrijke markers en detectie
In onderzoek en kliniek worden DC's geïdentificeerd met oppervlakte-eiwitten zoals CD11c, hoge expressie van MHC II en subtypespecifieke markers (bijv. CD123 bij pDC's, langerine/CD207 bij Langerhanscellen). Onrijpe DC's circuleren vaak in het bloed; rijpe DC's bevinden zich in lymfeklieren en spleen.
Samenvatting
Dendritische cellen vormen een cruciale schakel tussen het aangeboren en adaptieve immuunsysteem. Door antigeenopname, verwerking en presentatie sturen ze de richting van immuunreacties—van actieve verdediging tot tolerantie. Hun veelzijdigheid maakt ze belangrijk in de bescherming tegen infecties en tumoren, maar ook tot doelwit voor therapieën die immuniteit willen versterken of juist onderdrukken.
Een dendritische cel
Jonge dentritica
Dedritische cellen ontwikkelen zich uit monocyten, witte bloedcellen die in het lichaam circuleren. Afhankelijk van het signaal veranderen monocyten in dendritische cellen of macrofagen. De monocyten worden gevormd uit stamcellen in het beenmerg.
Onrijpe dendritische cellen onderzoeken voortdurend hun omgeving op ziekteverwekkers zoals virussen en bacteriën. Dit gebeurt via patroonherkenningsreceptoren (PRR's) zoals de toll-like receptoren (TLR's).
Zij eten ziekteverwekkers en breken hun eiwitten af in kleine stukjes en plaatsen deze fragmenten op hun celoppervlak met behulp van MHC-moleculen. Eenmaal geactiveerd, verplaatsen deze cellen zich naar de lymfeklieren en worden daar volwassen. Ze schakelen receptoren op het celoppervlak in die T-cellen en B-cellen activeren om de adaptieve immuunrespons te starten en vorm te geven.
Geschiedenis
Dendritische cellen werden voor het eerst beschreven door Paul Langerhans (Langerhanscellen) aan het eind van de negentiende eeuw. Maar pas in 1973 gaven Ralph Steinman en Zanvil Cohn hen de naam "dendritische cellen". Voor zijn ontdekking van de centrale rol van dendritische cellen in de adaptieve immuunrespons werd Steinman in 2007 onderscheiden met de Albert Lasker Award en in 2011 met de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn dendritische cellen?
A: Dendritische cellen zijn witte bloedcellen die deel uitmaken van het immuunsysteem van zoogdieren.
V: Wat is de rol van dendritische cellen?
A: Dendritische cellen verwerken antigenmateriaal van ziekteverwekkers en brengen dit op hun oppervlak aan, waarbij zij optreden als antigenpresenterende cellen, en zij fungeren als boodschappers tussen het aangeboren en het adaptieve immuunsysteem.
V: Waar worden dendritische cellen in het lichaam aangetroffen?
A: Dendritische cellen zijn aanwezig in weefsels die in contact staan met de externe omgeving, zoals de huid, en de binnenkant van de neus, longen, maag en darmen.
V: Komen dendritische cellen voor in het bloed?
A: Ja, dendritische cellen kunnen in onrijpe toestand in het bloed worden aangetroffen.
V: Wat doen dendritische cellen met het antigeen dat zij verwerken?
A: Dendritische cellen plaatsen het verwerkte antigeen op hun oppervlak, waar het in contact komt met andere cellen van het immuunsysteem.
V: Wat is de functie van dendritische cellen in het immuunsysteem?
A: Dendritische cellen fungeren als boodschappers tussen het aangeboren en het adaptieve immuunsysteem en presenteren antigeen materiaal aan andere cellen van het immuunsysteem.
V: Hoe dragen dendritische cellen bij tot de immuunrespons?
A: Door antigenmateriaal te presenteren aan andere cellen van het immuunsysteem, vergemakkelijken dendritische cellen de activering van immuuncellen en helpen zij de immuunrespons te coördineren.
Zoek in de encyclopedie