Le cellule di Langerhans sono cellule che svolgono un ruolo chiave nei meccanismi immunitari della pelle. Le cellule di Langerhans colonizzano la nostra epidermide e riconoscono gli antigeni che compaiono in essa. Nonostante molti anni di ricerca, le cellule di Langerhans sono ancora considerate alquanto misteriose nel mondo scientifico: molte domande sulla loro origine e sui meccanismi esatti di azione rimangono ancora poco chiare. Scopri cosa sono le cellule di Langerhans, come funzionano nel sistema immunitario e quali condizioni possono essere correlate alla disfunzione delle cellule di Langerhans.
Le cellule di Langerhans sono cellule che svolgono un ruolo chiave nei meccanismi immunitari della pelle. Le cellule di Langerhans colonizzano la nostra epidermide e riconoscono gli antigeni che compaiono in essa. Oltre alla pelle, le cellule di Langerhans si trovano anche nell'epitelio della bocca, delle vie respiratorie e del sistema genito-urinario.
Il ruolo principale delle cellule di Langerhans è riconoscere i patogeni che entrano nel nostro corpo attraverso le barriere naturali. In tali situazioni, grazie alle cellule di Langerhans, il sistema immunitario viene immediatamente stimolato. Le cellule di Langerhans svolgono anche un ruolo importante nei meccanismi di tolleranza immunitaria.
Sommario:
- Cellule di Langerhans: cosa sono e dove si trovano?
- Struttura delle cellule di Langerhans
- Cellule di Langerhans - funzioni nel corpo
- Cellule di Langerhans e sistemi SALT e MALT
- Il ruolo delle cellule di Langerhans nella patogenesi delle malattie
- Cellule di Langerhans - applicazione clinica
Cellule di Langerhans: cosa sono e dove si trovano?
Le cellule di Langerhans appartengono alla popolazione di globuli bianchi che svolgono una funzione immunitaria. Il luogo della loro formazione è il midollo osseo. Da lì, le cellule di Langerhans finiscono nel sangue, che le trasporta ai tessuti appropriati.
Le cellule di Langerhans abitano sia la nostra pelle che l'epitelio delle mucose nella cavità orale, nel rinofaringe, nel tratto respiratorio, nel tratto digerente e nel tratto urogenitale.
Le cellule di Langerhans appartengono alla famiglia delle cellule dendritiche. Il loro nome deriva dalle caratteristiche proiezioni che ricordano i dendriti delle cellule nervose (si tratta di proiezioni che si ramificano a forma di chioma di un albero).
Le cellule di Langerhans si stabiliscono permanentemente in luoghi di costante contatto dei tessuti del nostro corpo con l'ambiente esterno. La loro posizione non è casuale: sono cellule specializzate nello svolgimento delle funzioni immunitarie.
Al contatto con una sostanza estranea o un patogeno, le cellule di Langerhans "prendono una decisione" se è necessario stimolare il sistema immunitario in una data situazione.
In tal caso, inizia il processo di risposta immunitaria e neutralizzazione dell '"intruso". In caso contrario, il cosiddetto tolleranza immunitaria: il sistema immunitario non risponde all'antigene in questione.
Struttura delle cellule di Langerhans
Dopo aver lasciato il midollo osseo, le cellule di Langerhans assumono una forma piccola e rotonda. La loro forma cambia drasticamente solo quando i tessuti bersaglio vengono colonizzati. Quindi sono notevolmente ingranditi e creano sporgenze caratteristiche.
Per molti anni, a causa della loro somiglianza con le cellule nervose, le cellule di Langerhans sono state viste come parti delle terminazioni nervose situate nella pelle. Non è stato fino agli anni '70 che sono stati scoperti i legami tra le cellule di Langerhans e il sistema immunitario, il che ha rivoluzionato le opinioni su di esse fino ad ora.
Le cellule di Langerhans si localizzano più facilmente nello strato spinoso dell'epidermide.
La nostra epidermide è composta da cinque strati di cellule. Questi sono, a loro volta (dall'interno) lo strato basale, lo strato spinoso, lo strato granulare, lo strato leggero e lo strato corneo.
Le cellule di Langerhans abitano quindi strati relativamente profondi dell'epidermide. Tuttavia, possono esercitare un controllo preciso su tutto il suo spessore. Come?
Ciò è possibile a causa delle suddette sporgenze che si estendono allo strato più esterno, lo strato corneo. Queste sporgenze si combinano in una vasta rete che consente di creare una barriera immunitaria efficiente.
Quando si osservano le cellule di Langerhans in un microscopio elettronico, possiamo vedere strutture molto caratteristiche a forma di racchette da tennis. Questi sono i cosiddetti Granuli di Birbeck, che sono un marcatore specifico delle cellule di Langerhans.
Questi "racket" sono probabilmente responsabili dei processi di elaborazione dell'antigene in cui le cellule di Langerhans sono specializzate. Queste cellule hanno una vasta gamma di meccanismi che consentono loro di assorbire gli antigeni, analizzarli e stimolare o sopprimere una risposta immunitaria.
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Cellule di Langerhans - funzioni nel corpo
Le cellule di Langerhans creano una barriera immunitaria estremamente interessante all'interno della nostra pelle e delle mucose. Diamo uno sguardo più da vicino alle loro funzioni. Le cellule di Langerhans sono responsabili dei seguenti processi:
- Cellule di Langerhans - presentazione dell'antigene
Il compito più importante delle cellule di Langerhans è la cosiddetta presentazione dell'antigene. Di cosa tratta questo fenomeno? È il processo di assorbimento, elaborazione e dimostrazione di antigeni ad altre cellule del sistema immunitario. Grazie a questo, è possibile stimolarli a una risposta immunitaria coordinata.
Gli antigeni sono "etichette" specifiche di molecole e cellule, riconosciute dalle cellule che pattugliano l'ambiente del tessuto. Gli antigeni consentono di riconoscere un determinato oggetto e di decidere se questo elemento è patogeno o meno.
Vale la pena ricordare che gli antigeni non sono solo presenti sulla superficie degli "intrusi". Ogni cellula del nostro corpo possiede i propri antigeni, riconosciuti dal sistema immunitario in modo tale da non innescare nei loro confronti una risposta infiammatoria.
La presentazione dell'antigene è fondamentale per una difesa efficace contro i patogeni. Come si svolge questo processo nelle cellule di Langerhans?
Il primo passo è riconoscere l'elemento estraneo. Le cellule di Langerhans sono dotate di molti strumenti che consentono loro di "catturare" particelle e microbi potenzialmente pericolosi dall'ambiente.
Uno di questi strumenti sono i cosiddetti recettori di riconoscimento dei patogeni (PRR). Grazie a loro, le cellule di Langerhans "sanno" di avere a che fare con una cellula estranea con proprietà patogene.
Quando le cellule di Langerhans riconoscono un patogeno, vogliono avvisare immediatamente le altre cellule del sistema immunitario. Per fare questo, devono prima divorare l'oggetto.
Le cellule di Langerhans sono dotate di una serie di meccanismi che consentono l'endocitosi, ovvero l'assorbimento di sostanze dall'ambiente esterno. A seconda delle loro esigenze, usano:
- fagocitosi ("mangiare" particelle solide)
- pinocitosi (assorbimento di sostanze liquide)
- endocitosi con la partecipazione di recettori speciali
Nel corso di questi processi, le cellule di Langerhans hanno la possibilità di un'analisi approfondita e di conoscere l '"intruso". Quindi, gli antigeni del microrganismo in questione vengono esposti alla superficie della cellula di Langerhans. Inizia la presentazione dell'antigene.
Abbiamo raggiunto lo stadio in cui la cellula di Langerhans ha inghiottito il patogeno ed esposto i suoi antigeni sulla sua superficie.Quindi è il momento di presentarli ad altre cellule del sistema immunitario. Dove puoi trovare tali cellule?
Ce ne sono relativamente pochi nella pelle. È qui che arriviamo a un'altra straordinaria abilità delle cellule di Langerhans.
Ebbene, per presentare l'antigene, possono lasciare la pelle e viaggiare in luoghi in cui brulicano le cellule del sistema immunitario. I linfonodi sono tali luoghi.
Le cellule di Langerhans viaggiano dalla pelle ai linfonodi attraverso le vie linfatiche, utilizzando segnali appropriati. Lì incontrano una moltitudine di linfociti, cellule specializzate nella distruzione dei microbi.
Le cellule di Langerhans presentano antigeni ai linfociti, che in questo modo imparano a riconoscere un determinato patogeno e preparano una risposta immunitaria contro di esso.
Oltre a stimolare il cosiddetto linfociti citotossici, capaci di inattivare i microrganismi, questo processo crea anche cellule di memoria immunitaria. Grazie a loro, il successivo contatto con lo stesso patogeno attiverà una risposta immunitaria più rapida e meglio adattata.
- Cellule di Langerhans - proprietà tollerogeniche
Il paragrafo precedente si è concentrato sulle proprietà immunogeniche delle cellule di Langerhans. La loro essenza era stimolare il sistema immunitario a combattere i patogeni. Relativamente di recente, è stato scoperto che le cellule di Langerhans sono anche in grado di svolgere funzioni radicalmente diverse.
In condizioni rigorosamente definite, acquisiscono proprietà tollerogeniche. La loro essenza è sopprimere la risposta immunitaria dell'organismo e creare tolleranza a determinati antigeni.
Si è scoperto che le cellule di Langerhans assorbono elementi del proprio corpo (proteine, frammenti di cellule morte) con la stessa frequenza degli elementi patogeni. Quindi viaggiano con loro ai linfonodi e li presentano ai linfociti.
È interessante notare che questo comportamento non porta allo sviluppo dell'autoimmunità (distruzione delle cellule del corpo da parte del sistema immunitario). Al contrario - il cosiddetto linfociti regolatori, il cui compito è sopprimere la risposta immunitaria. È così che il nostro sistema immunitario impara a riconoscere i propri antigeni.
Lo stesso accade con altri oggetti estranei che non sono patogeni. Nella vita di tutti i giorni, la nostra pelle viene a contatto con molte sostanze (cosmetici, vestiti, gioielli) che non dovrebbero innescare una risposta infiammatoria. È grazie alle cellule di Langerhans che è possibile sviluppare la tolleranza a questo tipo di antigeni.
Come si può vedere, le cellule di Langerhans sono costantemente in equilibrio tra attività immunogeniche e tollerogeniche.
Il mantenimento dell'equilibrio immunitario della pelle è estremamente importante. Le cellule di Langerhans che funzionano correttamente generano una risposta infiammatoria quando è realmente necessaria.
D'altra parte, l'estinzione di una risposta immunitaria eccessiva o non necessaria consente di prevenire reazioni di ipersensibilità.
- Cellule di Langerhans - guarigione delle ferite
Qualsiasi danno alla continuità della pelle è associato alla possibilità di una più facile penetrazione dei microrganismi nell'organismo. La guarigione delle ferite mira non solo a ripristinare la normale struttura dei tessuti, ma anche a ripristinare la continuità della barriera immunitaria.
Le cellule di Langerhans svolgono un ruolo importante in questo processo. Il danno alle cellule epidermiche porta ad un ambiente infiammatorio che consente l'afflusso locale di cellule del sistema immunitario. Questo processo, coordinato, tra gli altri, da dalle cellule di Langerhans, questa è la prima fase della guarigione della ferita.
A questo punto, vale la pena citare uno studio scientifico il cui scopo era esaminare la relazione tra il numero di cellule di Langerhans e l'efficienza del processo di guarigione.
Gli scienziati hanno effettuato un'osservazione di 4 settimane del processo di guarigione delle ferite in pazienti trattati per il piede diabetico. I risultati dello studio hanno mostrato che più cellule di Langerhans nelle vicinanze della ferita erano in correlazione con migliori risultati di guarigione.
Sono necessarie ulteriori ricerche in questa direzione per comprendere i meccanismi esatti con cui le cellule di Langerhans lavorano nelle aree di danno alla pelle. Forse grazie a loro sarà possibile trovare il modo di utilizzare le cellule di Langerhans, ad esempio nel trattamento di ferite di difficile guarigione.
Cellule di Langerhans e sistemi SALT e MALT
La pelle umana e le mucose costituiscono una barriera meccanica contro la penetrazione di microrganismi nel corpo. La loro funzione, tuttavia, non è solo quella di creare un guscio passivo. Questi tessuti possiedono una serie di meccanismi immunitari altamente sviluppati che consentono loro di svolgere le funzioni immunitarie.
Il ruolo della pelle e delle mucose nella difesa dell'organismo contro i patogeni è sottolineato dal fatto che nell'immunologia moderna hanno le "proprie" subunità nell'organizzazione del sistema immunitario.
Queste subunità sono abbreviate in SALT e MALT. Questi sono il sistema immunitario associato alla pelle (tessuto linfoide associato alla pelle) e il tessuto linfoide associato alla mucosa (tessuto linfoide associato alla mucosa).
Come puoi facilmente intuire, le cellule di Langerhans sono un collegamento importante in entrambi i suddetti. sistemi.
Il funzionamento dei sistemi SALT e MALT si basa sulla cooperazione di cellule di costruzione epiteliale, cellule presentanti l'antigene (comprese le cellule di Langerhans) e cellule in grado di neutralizzare i patogeni (principalmente linfociti). La loro azione congiunta consente il riconoscimento e l'elaborazione degli antigeni direttamente nel punto di ingresso nell'organismo.
Un controllo immunologico così efficace impedisce la penetrazione di microrganismi dall'ambiente esterno nei tessuti e negli organi più profondi.
Il ruolo delle cellule di Langerhans nella patogenesi delle malattie
Le cellule di Langerhans che funzionano correttamente aiutano a mantenere un equilibrio tra la risposta infiammatoria e la tolleranza di antigeni selezionati nella pelle e nelle mucose.
La disfunzione delle cellule di Langerhans può essere alla base di alcune malattie dermatologiche, immunologiche e persino del cancro. Ecco i loro esempi:
- Istiocitosi a cellule di Langerhans
L'istiocitosi a cellule di Langerhans è una malattia oncologica correlata all'eccessiva moltiplicazione delle cellule di Langerhans. Queste cellule possono accumularsi in vari organi: pelle, ossa, linfonodi e organi interni.
L'istiocitosi a cellule di Langerhans viene solitamente diagnosticata nei bambini, sebbene sia osservata anche negli adulti.
Le cellule di Langerhans possono moltiplicarsi in un luogo specifico (quindi stiamo parlando della forma localizzata) o occupare numerose posizioni (questa è la cosiddetta forma multifocale).
La forma localizzata è solitamente associata a una buona prognosi e in rari casi può persino guarire da sola.
La forma multifocale richiede un trattamento aggressivo, principalmente con la chemioterapia. Questa variante della malattia è anche associata a una prognosi peggiore.
- Cellule di Langerhans ed eczema da contatto
L'eczema da contatto è causato dall'ipersensibilità della pelle a determinati fattori esterni. Le sostanze che più comunemente causano l'eczema da contatto includono nichel, cromo, alcuni coloranti e conservanti e ingredienti cosmetici.
Le particelle di queste sostanze, grazie alle loro piccole dimensioni, sono in grado di penetrare negli strati successivi dell'epidermide. Ad un certo punto, "incontrano" le cellule di Langerhans.
Le cellule di Langerhans assorbono queste molecole (in una forma legata alle proteine) e poi le presentano sulla loro superficie. In questo modo i linfociti "insegnano" a riconoscere queste sostanze.
Al momento del contatto ripetuto con loro (ad es. Indossare regolarmente un determinato gioiello), viene attivata una risposta immunitaria. Si sviluppa un'infiammazione locale, manifestata dalla formazione di papule e vescicole pruriginose e arrossate.
A questo punto vale la pena sottolineare che nonostante il frequente contatto della pelle umana con le sostanze sopra descritte, i sintomi dell'eczema da contatto si presentano relativamente raramente.
La tolleranza degli antigeni di cui sopra nella maggior parte degli esseri umani è probabilmente dovuta alle proprietà tollerogeniche delle cellule di Langerhans.
- Cellule di Langerhans e malattie dermatologiche
Le cellule di Langerhans sembrano svolgere un ruolo importante nella patogenesi di alcune malattie della pelle, come dermatite atopica e psoriasi. I disturbi della regolazione immunitaria causati dalle cellule di Langerhans contribuiscono allo sviluppo di malattie dermatologiche infiammatorie.
Sembra che l'attività delle cellule di Langerhans nel suddetto le malattie si spostano verso un'attività proinfiammatoria; tuttavia, la loro attività tollerogenica è indebolita.
La conferma di queste relazioni può essere il fatto che la fotochemioterapia è utilizzata con successo nel trattamento sia della psoriasi che della dermatite atopica. È il trattamento mediante irradiazione con l'uso di radiazioni ultraviolette. Tale irradiazione lenisce i cambiamenti della pelle.
Si sospetta che uno dei meccanismi d'azione della fotochemioterapia sia la riduzione del numero e l'indebolimento della funzione delle cellule di Langerhans, che contribuisce all'inibizione dell'eccessiva risposta immunitaria.
- Cellule di Langerhans e graft versus host (GvHD)
Graft versus Host Disease è una delle possibili complicazioni del trapianto di midollo osseo e della trasufusione di sangue. La sua essenza sta nel rigetto degli organi del ricevente da parte dei leucociti donatori trapiantati in lui.
Uno degli organi più frequentemente respinti nel corso della malattia è la pelle. Il ruolo esatto delle cellule di Langerhans nella patogenesi del trapianto contro l'ospite è ancora sconosciuto.
Tuttavia, studi scientifici condotti finora sugli animali mostrano che la riduzione del numero di cellule di Langerhans nel ricevente del trapianto riduce il rischio di sviluppare una reazione del trapianto contro l'ospite.
- Cellule di Langerhans e infezione da HIV
Per molti anni nel mondo scientifico, le cellule di Langerhans sono state considerate il primo bersaglio dell'attacco dell'HIV. C'era anche l'ipotesi che le cellule di Langerhans infettate dall'HIV lo trasportassero ai linfonodi, contribuendo alla diffusione dell'infezione ad altre cellule del sistema immunitario.
Tuttavia, gli ultimi rapporti scientifici confutano le teorie di cui sopra. Le cellule di Langerhans sono ora considerate una barriera immunitaria: assorbono le particelle di HIV, ma ne bloccano l'ulteriore trasmissione.
Sembra inoltre che le cellule di Langerhans attivate dal virus inducano una risposta favorevole del sistema immunitario nella fase iniziale dell'infezione.
- Cellule di Langerhans e cancro della pelle
Le cellule di Langerhans eseguono la supervisione immunologica sui microrganismi che compaiono nella nostra pelle. Inoltre, sono anche in grado di riconoscere le cellule tumorali e suscitare una risposta immunitaria contro di loro.
Studi sul cancro della pelle hanno dimostrato che il numero di cellule di Langerhans nelle vicinanze del tumore è significativamente ridotto. Durante il processo neoplastico, anche la presentazione degli antigeni da parte delle cellule di Langerhans è compromessa.
La comprensione del ruolo delle cellule di Langerhans nella difesa anti-cancro ha avviato una serie di studi scientifici volti a trovare l'uso di queste cellule nella terapia del cancro.
Cellule di Langerhans - applicazione clinica
Le cellule di Langerhans sono oggetto di ricerca scientifica finalizzata al loro utilizzo nella terapia antitumorale.
Un esempio di un metodo che utilizza le cellule di Langerhans è l'immunizzazione percutanea o, per dirla semplicemente, un vaccino anti-cancro.
L'idea è di somministrare antigeni sottocutanei delle cellule tumorali (ad esempio proteine caratteristiche delle cellule di melanoma). Questi antigeni sarebbero elaborati dalle cellule di Langerhans e quindi presentati ad altre cellule del sistema immunitario. In questo modo, il sistema immunitario sarebbe stimolato a combattere il cancro.
La ricerca sull'immunizzazione percutanea nella terapia del cancro è ancora in corso - si spera che le speranze associate a questo metodo saranno confermate negli esperimenti clinici.
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