Dendriitrakud: immuunsüsteemi antigeeni esitavad sõnumitoojad
Dendriitrakud: immuunsüsteemi antigeeni esitavad sõnumitoojad — kuidas nad töötlevad patogeene, käivitavad adaptiivse vastuse ja kaitsevad nahka ning limaskesti.
Dendriitrakud (DC) on imetajate immuunsüsteemi kuuluvad valged verelibled. Need rakud töötlevad patogeenide ja kahjustunud kudede antigeenimaterjali, muutes selle peptiidideks ning paigutades need koos MHC-molekulidega oma pinnale. Seal puutub antigeen kokku teiste immuunsüsteemi rakkudega, eriti T-lümfotsüütidega, mistõttu nimetatakse dendriitrakke antigeeni esitavate rakkude (APC) hulka. Dendriitrakud toimivad oluliste sõnumitoojatena kaasasündinud ja adaptiivse immuunsüsteemi vahel, koordineerides vastuseid infektsioonidele, vaktsineerimisele ja ka immuuntalumatuse tekkimisele.
Dendriitrakud on tavaliselt lokaliseerunud uuritavatesse pindmisteks barjäärideks olevatesse kudedesse, mis puutuvad kokku väliskeskkonnaga: neid leidub naha ning limaskestade kudedes. Näiteks esinevad nad nahas ja limaskestadel nagu nina, kopsude, mao ja soolestiku sisekestad. Ebaküpsed dendriitrakud võivad ringelda ka veres, kust nad liiguvad ülesannetele kohale ja seejärel lümfisõlmedesse.
Funktsioonid ja tööpõhimõte
- Patogeenide äratundmine: dendriitrakud tunnevad ära mikroobimustreid läbi pattern recognition receptors (nt toll-like retseptorid) ja fagotsütoosivad mikroobe või nende osakesi.
- Antigeeni töötlemine ja esitamine: pärast fagotsütoosi lõhustavad nad antigeenid ja ekspresseerivad neist pärit peptiide koos MHC I või MHC II molekulidega, esitades neid T-rakkudele.
- T-rakkude aktivatsioon: dendriitrakud pakuvad lisaks antigeeni-MHC komplektile ka kostimulatoorseid signaale (nt CD80/86) ja produtseerivad tsütokiine, mis määravad T-rakkude eritumise suuna (Th1, Th2, Th17 või regulatoorne T-rakk).
- Rändamine lümfisüsteemi: pärast aktiveerimist muutuvad nad "täiskasvanuks" (mature) ja liiguvad lümfisoontes lümfisõlmedesse, kus kohtuvad naiivsete T-rakkudega.
- Rõhutatud võime: cross-presentation — mõned dendriitrakud suudavad esitada välise antigeeni MHC I kaudu, mis võimaldab aktiveerida CD8+ tsütotoksilisi T-rakke ka rakkude sees olevate antigeenide vastu.
Areng ja tüübid
Dendriitrakud arenevad luuüdis ja võivad diferentseeruda mitmeks alamliigiks sõltuvalt kudedest ja funktsioonist. Peamised tüübid on konventsionaalsed dendriitrakud (cDC), plasmacytoid dendriitrakud (pDC) ning erinevad kudespetsiifilised vormid (nt Langerhansi rakud nahas). Igal tüvel on oma geneetiline programm ja tsütokiinide profiil, mis määrab nende rolli immuunvastuses ja tolerantsuse kujunemisel.
Roll immuuntolerantsuses ja autoimmuunis
Dendriitrakud ei käivita alati immuunvastust — teatud tingimustes (nt puutumatuses antigeeniga ilma põletiku märgita) võivad nad soodustada periferilist tolerantsust, aktiveerides regulatoorseid T-rakke või põhjustades T-rakkude anergiat. See on oluline mehhanism keha enda kudede kaitsmisel autoimmuunhaiguste eest. Samas võivad düsreguleeritud või liigselt aktiveeritud dendriitrakud kaasa aidata autoimmuunsete protsesside tekkimisele.
Kliiniline tähendus ja rakendused
- Vaktsiinid: dendriitrakkude võime esitada antigeene ja aktiveerida T-rakke teeb neist olulise sihtmärgi uute vaktsiinistrateegiate väljatöötamisel, eriti nakkuste ja vähivaktsiinide puhul.
- Immunoteraapia: dendriitrakkude baasil loodud rakuteraapiaid uuritakse vähiravi ja krooniliste infektsioonide raviks (nt patsientide dendriitrakkude laadimine kasvajaspetsiifiliste antigeenidega ja seejärel patsiendi tagasi süstimine).
- Diagnostika ja biomarkerid: dendriitrakkude aktivatsiooni ja migratsiooni markerid võivad olla kasulikud põletikuliste ja autoimmuunsete haiguste jälgimisel.
Oluline meeles pidada
Dendriitrakud on immuunsüsteemi “sild” kaasasündinud ja adaptiivse tüübi vahel — need suhtlevad mikroobidega, töötlevad antigeene ja annavad selgeid signaale T-rakkudele, mis otsustavad edasise immuunvastuse suuna. Nende roll on mitmetahuline: kaitse infektsioonide eest, soodustamine vaktsiinivastusele, aga ka tolerantsuse hoidmine ja osalus düsregulatsioonis autoimmuunhaigustes. Teadusuuringud jätkuvad, et paremini mõista dendriitrakkude mitmekülgset potentsiaali nii haiguse mehhanismide selgitamisel kui ka uute ravistrateegiate arendamisel.
Dendriitraku
Noored hambumuslased
Dedriitilised rakud arenevad monotsüütidest, valgelistest verelibledest, mis ringlevad organismis. Sõltuvalt signaalist muutuvad monotsüüdid kas dendriitrakudeks või makrofaagideks. Monotsüüdid moodustuvad luuüdi tüvirakkudest.
Ebaküpsed dendriitrakud uurivad pidevalt oma ümbrust patogeenide, näiteks viiruste ja bakterite suhtes. Seda tehakse mustrituvastuse retseptorite (PRR), näiteks tollilaadsete retseptorite (TLR) kaudu.
Nad söövad patogeene ja lagundavad nende valgud väikesteks tükkideks ning paigutavad need fragmendid MHC-molekulide abil oma rakupinnale. Pärast aktiveerimist liiguvad need rakud lümfisõlmedesse ja muutuvad küpseks. Nad lülitavad sisse rakupinna retseptorid, mis aktiveerivad T- ja B-rakke, et alustada ja kujundada adaptiivset immuunvastust.
Ajalugu
Dendriitrakke kirjeldas esmakordselt Paul Langerhans (Langerhansi rakud) 19. sajandi lõpus. Kuid alles 1973. aastal andsid Ralph Steinman ja Zanvil Cohn neile nime "dendriitrakud". Dendriitrakkude keskse rolli avastamise eest adaptiivses immuunvastuses pälvis Steinman 2007. aastal Albert Laskeri auhinna ja 2011. aastal Nobeli füsioloogia- või meditsiinipreemia.
Küsimused ja vastused
K: Mis on dendriitrakud?
V: Dendriitrakud on imetajate immuunsüsteemi osaks olevad valged verelibled.
K: Milline on dendriitrakkude roll?
V: Dendriitrakud töötlevad patogeenide antigeenimaterjali ja panevad selle oma pinnale, tegutsedes antigeeni esitlevatena rakkudena, ning nad tegutsevad sõnumitoojatena kaasasündinud ja adaptiivse immuunsüsteemi vahel.
K: Kus leidub organismis dendriitrakke?
V: Dendriitrakke leidub väliskeskkonnaga kokkupuutuvates kudedes, näiteks nahas ning nina, kopsude, mao ja soolte sisekestas.
K: Kas dendriitrakke võib leida veres?
V: Jah, dendriitrakke võib leida ebaküpses olekus veres.
K: Mida teevad dendriitrakud antigeenimaterjaliga, mida nad töötlevad?
V: Dendriitrakud asetavad töödeldud antigeenimaterjali oma pinnale, kus see puutub kokku teiste immuunsüsteemi rakkudega.
K: Milline on dendriitrakkude funktsioon immuunsüsteemis?
V: Dendriitrakud toimivad sõnumitoojatena kaasasündinud ja adaptiivse immuunsüsteemi vahel ning esitavad antigeenimaterjali teistele immuunsüsteemi rakkudele.
K: Kuidas aitavad dendriitrakud kaasa immuunvastusele?
V: Esitades antigeenimaterjali teistele immuunsüsteemi rakkudele, hõlbustavad dendriitrakud immuunsüsteemi rakkude aktiveerimist ja aitavad koordineerida immuunvastust.
Otsige