Célula dendrítica -Dendritic cell

Célula dendrítica
Célula dendrítica
	Células dendríticas en la piel
	Representación artística de la superficie de una célula dendrítica humana que ilustra procesos similares a láminas que se repliegan sobre la superficie de la membrana. Cuando se exponen al VIH , algunos investigadores creen que estas láminas atrapan los virus en las inmediaciones y los enfocan en zonas de contacto con las células T objetivo de la infección. Estos estudios se llevaron a cabo utilizando microscopía electrónica de barrido por abrasión de iones , una nueva tecnología que el NIH ha estado desarrollando y aplicando para la obtención de imágenes celulares en 3D. Fuente: Sriram Subramaniam, Instituto Nacional del Cáncer (NCI) y Donny Bliss, Biblioteca Nacional de Medicina (NLM).
Detalles
Sistema	Sistema inmune
Identificadores
latín	celula dendritiformis
Malla	D003713
JU	H1.00.01.0.00038
FMA	83036
	Terminología anatómica [ editar en Wikidata ]

Las células dendríticas ( DC ) son células presentadoras de antígenos (también conocidas como células accesorias ) del sistema inmunitario de los mamíferos . Su función principal es procesar material antigénico y presentarlo en la superficie celular a las células T del sistema inmunitario. Actúan como mensajeros entre el sistema inmunitario innato y el adaptativo .

Las células dendríticas están presentes en aquellos tejidos que están en contacto con el ambiente externo, como la piel (donde hay un tipo de célula dendrítica especializada llamada célula de Langerhans ) y el revestimiento interno de la nariz , los pulmones , el estómago y los intestinos . También se pueden encontrar en un estado inmaduro en la sangre . Una vez activados, migran a los ganglios linfáticos donde interactúan con las células T y las células B para iniciar y dar forma a la respuesta inmunitaria adaptativa. En ciertas etapas de desarrollo crecen proyecciones ramificadas, las dendritas que le dan su nombre a la célula (δένδρον o déndron que significa 'árbol' en griego). Si bien son similares en apariencia, se trata de estructuras distintas de las dendritas de las neuronas . Las células dendríticas inmaduras también se denominan células veladas , ya que poseen grandes "velos" citoplasmáticos en lugar de dendritas.

Historia

Las células dendríticas fueron descritas por primera vez por Paul Langerhans (de ahí las células de Langerhans ) a finales del siglo XIX. El término células dendríticas fue acuñado en 1973 por Ralph M. Steinman y Zanvil A. Cohn . Por descubrir el papel central de las células dendríticas en la respuesta inmunitaria adaptativa, Steinman recibió el Premio Albert Lasker de Investigación Médica Básica en 2007 y el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2011.

Tipos

La morfología de las células dendríticas da como resultado una relación superficie/volumen muy grande. Es decir, la célula dendrítica tiene un área superficial muy grande en comparación con el volumen total de la célula.

In vivo – primate

La división más común de las células dendríticas es " mieloide " frente a " célula dendrítica plasmocitoide " (linfoide):

Nombre	Descripción	Secreción	Receptores tipo Toll
Célula dendrítica convencional (anteriormente llamada célula dendrítica mieloide) (cDC o mDC)	Muy similar a los monocitos . Los mDC se componen de al menos dos subconjuntos: (1) el más común mDC-1, que es un importante estimulador de las células T (2) el extremadamente raro mDC-2, que puede tener una función en la lucha contra la infección de la herida	Interleucina 12 (IL-12), Interleucina 6 (IL-6), TNF, quimiocinas	TLR2 , TLR4
Célula dendrítica plasmocitoide (pDC)	Se parecen a las células plasmáticas , pero tienen ciertas características similares a las células dendríticas mieloides.	Pueden producir grandes cantidades de interferón-α y antes se las denominaba células productoras de interferón .	TLR7 , TLR9

Los marcadores BDCA-2 , BDCA-3 y BDCA-4 pueden usarse para discriminar entre los tipos.

Comparación histológica de tipos de células en un centro germinal , incluidas las células dendríticas foliculares, tinción H&E:
- Los centrocitos son de tamaño pequeño a mediano con núcleos angulados, alargados, hendidos o retorcidos.
- Los centroblastos son células más grandes que contienen núcleos vesiculares con uno a tres nucléolos basófilos yuxtapuestos a la membrana nuclear.
- Las células dendríticas foliculares tienen núcleos redondos, nucléolos ubicados centralmente, cromatina suave y dispersa y aplanamiento de la membrana nuclear adyacente.

Las CD linfoides y mieloides evolucionan a partir de precursores linfoides y mieloides, respectivamente, y por lo tanto son de origen hematopoyético . Por el contrario, las células dendríticas foliculares (FDC) son probablemente de origen mesenquimatoso más que hematopoyético y no expresan MHC de clase II , pero se denominan así porque están ubicadas en los folículos linfoides y tienen prolongaciones "dendríticas" largas.

En sangre

Las CD de sangre normalmente se identifican y enumeran en citometría de flujo . Se han definido tres tipos de DC en sangre humana: las DC mieloides CD1c+, las DC mieloides CD141 + y las DC plasmacitoides CD303 +. Esto representa la nomenclatura propuesta por el comité de nomenclatura de la Unión Internacional de Sociedades Inmunológicas . Las células dendríticas que circulan en la sangre no tienen todas las características típicas de sus contrapartes en los tejidos, es decir, son menos maduras y no tienen dendritas. Aún así, pueden realizar funciones complejas que incluyen la producción de quimiocinas (en CD mieloides CD1c+), presentación cruzada (en CD mieloides CD141+) y producción de IFN alfa (en CD plasmocitoides CD303+).

in vitro

En algunos aspectos, las células dendríticas cultivadas in vitro no muestran el mismo comportamiento o capacidad que las células dendríticas aisladas ex vivo . No obstante, a menudo se utilizan para la investigación, ya que todavía están mucho más disponibles que los CD genuinos.

Mo-DC o MDDC se refiere a células maduradas a partir de monocitos .
HP-DC se refiere a células derivadas de células progenitoras hematopoyéticas .

Ciclo vital

Formación de células inmaduras y su maduración.

Las células dendríticas se derivan de células progenitoras hematopoyéticas de la médula ósea. Estas células progenitoras se transforman inicialmente en células dendríticas inmaduras. Estas células se caracterizan por una alta actividad endocítica y un bajo potencial de activación de células T. Las células dendríticas inmaduras examinan constantemente el entorno circundante en busca de patógenos como virus y bacterias . Esto se hace a través de receptores de reconocimiento de patrones (PRR), como los receptores tipo toll (TLR). Los TLR reconocen firmas químicas específicas que se encuentran en subconjuntos de patógenos. Las células dendríticas inmaduras también pueden fagocitar pequeñas cantidades de membrana de sus propias células vivas, en un proceso llamado mordisqueo. Una vez que han entrado en contacto con un antígeno presentable, se activan en células dendríticas maduras y comienzan a migrar a un ganglio linfático . Las células dendríticas inmaduras fagocitan patógenos y degradan sus proteínas en pequeños fragmentos y, al madurar, presentan esos fragmentos en su superficie celular utilizando moléculas MHC . Simultáneamente, regulan al alza los receptores de la superficie celular que actúan como correceptores en la activación de las células T, como CD80 (B7.1), CD86 (B7.2) y CD40 , lo que mejora en gran medida su capacidad para activar las células T. También regulan al alza el CCR7 , un receptor quimiotáctico que induce a las células dendríticas a viajar a través del torrente sanguíneo hasta el bazo oa través del sistema linfático hasta un ganglio linfático . Aquí actúan como células presentadoras de antígenos : activan las células T auxiliares y las células T asesinas , así como las células B al presentarles antígenos derivados del patógeno, junto con señales coestimuladoras no específicas de antígeno. Las células dendríticas también pueden inducir la tolerancia de las células T (falta de respuesta). Ciertos receptores de lectina de tipo C (CLR) en la superficie de las células dendríticas, algunos funcionan como PRR, ayudan a instruir a las células dendríticas sobre cuándo es apropiado inducir la tolerancia inmunológica en lugar de la activación de los linfocitos.

Cada célula T colaboradora es específica de un antígeno en particular. Solo las células presentadoras de antígeno profesionales (APC: macrófagos, linfocitos B y células dendríticas) pueden activar una célula T colaboradora en reposo cuando se presenta el antígeno correspondiente. Sin embargo, en los órganos no linfoides, los macrófagos y las células B solo pueden activar las células T de memoria, mientras que las células dendríticas pueden activar tanto las células T de memoria como las vírgenes , y son las más potentes de todas las células presentadoras de antígenos. En el ganglio linfático y los órganos linfoides secundarios, las tres APC pueden activar las células T vírgenes. Mientras que las células dendríticas maduras son capaces de activar células T CD8 ⁺ ingenuas específicas de antígeno, la formación de células T de memoria CD8 ^{+ requiere la interacción de las células dendríticas con}las células T auxiliares CD4 ⁺ . Esta ayuda de las células T CD4 ⁺ activa adicionalmente las células dendríticas maduras y las autoriza (faculta) para inducir eficientemente las células T de memoria CD8 ⁺ , que también pueden expandirse por segunda vez. Para esta activación de CD8+ , parece ser necesaria la interacción concurrente de los tres tipos de células, a saber, células T colaboradoras CD4 ⁺ , células T CD8 ^{+ y células dendríticas.}

Como se mencionó anteriormente, las mDC probablemente surgen de los monocitos , glóbulos blancos que circulan en el cuerpo y, dependiendo de la señal correcta, pueden convertirse en células dendríticas o macrófagos . Los monocitos, a su vez, se forman a partir de células madre en la médula ósea . Las células dendríticas derivadas de monocitos se pueden generar in vitro a partir de células mononucleares de sangre periférica (PBMC). La siembra de PBMC en un matraz de cultivo de tejidos permite la adherencia de los monocitos. El tratamiento de estos monocitos con interleucina 4 (IL-4) y factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos (GM-CSF) conduce a la diferenciación a células dendríticas inmaduras (iDC) en aproximadamente una semana. El tratamiento posterior con factor de necrosis tumoral (TNF) diferencia aún más las iDC en células dendríticas maduras. Se puede inducir a los monocitos para que se diferencien en células dendríticas mediante un autopéptido Ep1.B derivado de la apolipoproteína E. Estas son principalmente células dendríticas plasmocitoides tolerogénicas .

Esperanza de vida

En ratones, se ha estimado que las células dendríticas se reponen de la sangre a un ritmo de 4000 células por hora y experimentan un número limitado de divisiones durante su residencia en el bazo durante 10 a 14 días.

Desafíos de investigación

La génesis y el desarrollo exactos de los diferentes tipos y subconjuntos de células dendríticas y su interrelación solo se comprenden marginalmente en este momento, ya que las células dendríticas son tan raras y difíciles de aislar que solo en los últimos años se han convertido en objeto de investigación enfocada. Los distintos antígenos de superficie que caracterizan a las células dendríticas solo se conocieron a partir del año 2000; antes de eso, los investigadores tuvieron que trabajar con un 'cóctel' de varios antígenos que, usados en combinación, dieron como resultado el aislamiento de células con características exclusivas de las CD.

citocinas

Las células dendríticas están constantemente en comunicación con otras células del cuerpo. Esta comunicación puede tomar la forma de contacto directo célula-célula basado en la interacción de las proteínas de la superficie celular. Un ejemplo de esto incluye la interacción de las proteínas de membrana de la familia B7 de la célula dendrítica con CD28 presente en el linfocito . Sin embargo, la interacción célula-célula también puede tener lugar a distancia a través de citoquinas .

Por ejemplo, estimular las células dendríticas in vivo con extractos microbianos hace que las células dendríticas comiencen rápidamente a producir IL-12 . IL-12 es una señal que ayuda a enviar células T CD4 ingenuas hacia un fenotipo Th1 . La consecuencia última es la preparación y activación del sistema inmunitario para el ataque contra los antígenos que presenta la célula dendrítica en su superficie. Sin embargo, existen diferencias en las citocinas producidas según el tipo de célula dendrítica. La DC plasmocitoide tiene la capacidad de producir grandes cantidades de IFN tipo 1 , que reclutan más macrófagos activados para permitir la fagocitosis.

Enfermedad

Neoplasia de células dendríticas plasmocitoides blásticas

La neoplasia de células dendríticas plasmocitoides blásticas es un tipo raro de cáncer mieloide en el que las pDC malignas se infiltran en la piel, la médula ósea, el sistema nervioso central y otros tejidos. Por lo general, la enfermedad se presenta con lesiones en la piel (p. ej., nódulos, tumores, pápulas , parches similares a hematomas y/o úlceras) que se presentan con mayor frecuencia en la cabeza, la cara y la parte superior del torso. Esta presentación puede ir acompañada de infiltraciones de cPC en otros tejidos que dan como resultado ganglios linfáticos inflamados , hígado agrandado, bazo agrandado, síntomas de disfunción del sistema nervioso central y anomalías similares en mamas, ojos, riñones, pulmones, tracto gastrointestinal, huesos, senos paranasales, oídos y/o testículos. La enfermedad también puede presentarse como una leucemia pDC , es decir, niveles elevados de pDC malignas en sangre (es decir, >2% de células nucleadas) y médula ósea y evidencia (es decir, citopenias ) de insuficiencia de la médula ósea . La neoplasia de células dendríticas plasmocitoides blásticas tiene una alta tasa de recurrencia después de los tratamientos iniciales con varios regímenes de quimioterapia . En consecuencia, la enfermedad tiene un mal pronóstico general y se están estudiando nuevos regímenes de fármacos quimioterapéuticos y no quimioterapéuticos para mejorar la situación.

Infección viral

El VIH , que causa el SIDA , puede unirse a las células dendríticas a través de varios receptores expresados en la célula. El ejemplo mejor estudiado es DC-SIGN (generalmente en el subconjunto 1 de MDC, pero también en otros subconjuntos bajo ciertas condiciones; dado que no todos los subconjuntos de células dendríticas expresan DC-SIGN, su papel exacto en la transmisión sexual del VIH-1 no está claro). Cuando la célula dendrítica capta el VIH y luego viaja al ganglio linfático, el virus puede transferirse a las células T CD4+ colaboradoras, lo que contribuye al desarrollo de la infección. Esta infección de las células dendríticas por el VIH explica un mecanismo por el cual el virus podría persistir después de un TARGA prolongado .

Muchos otros virus, como el virus del SARS , parecen utilizar DC-SIGN para "hacer autostop" hasta sus células objetivo. Sin embargo, la mayoría de los trabajos con virus que se unen a células que expresan DC-SIGN se han realizado utilizando células derivadas in vitro, como las moDC. El papel fisiológico de DC-SIGN in vivo es más difícil de determinar.

Cáncer

Las células dendríticas por lo general no son abundantes en los sitios del tumor, pero el aumento de la densidad de las poblaciones de células dendríticas se ha asociado con un mejor resultado clínico, lo que sugiere que estas células pueden participar en el control de la progresión del cáncer. Se ha encontrado que los cánceres de pulmón incluyen cuatro subconjuntos diferentes de células dendríticas: tres subconjuntos de células dendríticas clásicas y un subconjunto de células dendríticas plasmacitoides. Al menos algunos de estos subconjuntos de células dendríticas pueden activar las células T auxiliares CD4+ y las células T citotóxicas CD8+ , que son células inmunitarias que también pueden suprimir el crecimiento tumoral . En modelos experimentales, también se ha demostrado que las células dendríticas contribuyen al éxito de las inmunoterapias contra el cáncer, por ejemplo, con el bloqueador del punto de control inmunitario anti-PD-1.

Autoinmunidad

También se sabe que la función alterada de las células dendríticas desempeña un papel importante o incluso clave en las alergias y las enfermedades autoinmunes como el lupus eritematoso y las enfermedades inflamatorias del intestino ( enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa ).

Otros animales

Lo anterior se aplica a los humanos. En otros organismos, la función de las células dendríticas puede diferir ligeramente. Sin embargo, la función principal de las células dendríticas, tal como se conoce hasta la fecha, es siempre la de actuar como un centinela inmunitario. Examinan el cuerpo y recopilan información relevante para el sistema inmunológico, luego pueden instruir y dirigir los brazos adaptativos para responder a los desafíos.

Además, se ha identificado un precursor inmediato de las células dendríticas mieloides y linfoides del bazo. Este precursor, denominado pre-DC, carece de expresión superficial de MHC de clase II y es distinto de los monocitos, que principalmente dan lugar a DC en tejidos no linfoides.

También se han encontrado células dendríticas en tortugas.

Se han encontrado células dendríticas en la trucha arco iris ( Oncorhynchus mykiss ) y el pez cebra ( Danio rerio ) pero su función aún no se comprende completamente

Medios de comunicación

Una célula dendrítica
Una célula dendrítica bien resuelta arrastra un conidio a través de una distancia de hasta 9 μm. El conidio, sin embargo, no es fagocitado por la célula. La observación se realizó durante 3 h con un cuadro cada 30 s.
Aquí se puede ver una sola célula dendrítica ocupando eficientemente al menos cuatro conidios en su vecindad.