Birbeck-Granula

Eine dendritische Zelle

Dendritische Zellen sind Zellen des Immunsystems, die sich je nach Typ aus Monozyten bzw. Vorläufern der T-Zellen entwickeln. Ihre Funktion ist die Antigenprozessierung und Antigenpräsentation vorher als fremdartig erkannter und intrazellulär aufgenommener Strukturen wie z. B. Mikroorganismen und deren Bestandteile. Durch Ausschüttung entsprechender Cytokine und Expression bestimmter Zelloberflächen-Rezeptoren beeinflussen sie T-Zellen und verstärken so die spezifische zelluläre Immunabwehr. Ihrem Namen entsprechend haben sie typische Bäumchen-artige Cytoplasma-Ausläufer (lat. dendriticus = „verzweigt“).

Formen

Follikuläre dendritische Zellen

Follikuläre dendritische Zellen finden sich in Primär- und Sekundärfollikeln von Lymphfollikeln (z. B. in Lymphknoten, Peyer-Plaques, Milz). Sie zeigen eine starke und feine Verzweigung aus langen Dendriten und sind mit benachbarten Zellen über Desmosomen und Gapjunction-Proteine verbunden. Follikuläre dendritische Zellen sind nicht mit konventionellen dendritischen Zellen zu verwechseln, da sie nicht in der Lage sind Antigen aufzunehmen, zu prozessieren und über MHCII zu präsentieren. Darüber hinaus sind sie negativ für Marker hämatopoietischer Zelllinien. Follikuläre dendritische Zellen sind langlebig, radioresistent und sind mesenchymalen Ursprungs. Charakteristisch für Follikuläre dendritische Zellen ist die Präsentation von unprozessiertem Antigen über Antigen-Antikörper-Komplexen an Fc-Rezeptoren oder Komplement-Antigen-Komplexen am Komplement-Rezeptor CD21/35 (CR1/2). Follikuläre dendritische Zellen sezernieren Zytokine, die wichtig für die Homöostase, Aktivierung, Differenzierung und Proliferation von B-Lymphozyten sind.

Interdigitierende dendritische Zellen

Die interdigitierenden dendritischen Zellen stammen aus dem Knochenmark. Man findet sie im gesamten Körper, v. a. jedoch in den T-Zell-Regionen der Lymphknoten, in der periarteriolären Lymphozyten-Scheide der Milz, im Thymus, den Tonsillen und den Peyer-Plaques. Die Plasmamembran ist ATPase positiv. Histologisch zeigen sie typische Fältelungen der Plasmamembran und einen bizarren Zellkern. Die interdigitierenden dendritischen Zellen zeigen im Elektronenmikroskop keine Birbeck-Granula. Prozessierte Antigene werden über sog. MHC2-Moleküle den CD4- positiven T-Lymphozyten präsentiert. Die Freisetzung von Cytokinen durch die dendritischen Zellen führt zur Stimulation und Proliferation von T-Lymphozyten. Dieser Zelltyp besitzt auf der Plasmamembran die kostimulatorischen Moleküle B7-1 und B7-2. Interdigitierende dendritische Zellen sind die potentesten Stimulatoren für naive T-Lymphozyten. Reife, aber auch Antigen-präsentierende Zellen, zeigen keine Phagozytose-Aktivität mehr.

Langerhans-Zellen

Langerhans-Zellen finden sich in der Epidermis der Haut (vor allem im Stratum spinosum) und in Schleimhäuten und wurden nach ihrem Entdecker Paul Langerhans benannt. Sie sind nicht zu verwechseln mit den Langerhans-Inseln. Es handelt sich um noch inaktive dendritische Zellen (Antigen-präsentierende Zellen). Die Aktivierung und Differenzierung zu reifen dendritischen Zellen erfolgt erst nach AG-Kontakt. Nach der Aufnahme von Antigenen über Phagozytose wandern sie in die regionären Lymphknoten. Dendritische Zellen präsentieren Antigene vor allem an T-Lymphozyten. Charakteristisch für dendritische Zellen ist der Nachweis von sogenannter Birbeck-Granula in der Elektronenmikroskopie. Dabei handelt es sich um Tennisschläger-förmige Cytoplasmaformationen mit zum Teil pentalaminärem Aufbau im Bereich des Stiels. Histologisch zeigen dendritische Zellen einen typisch eingekerbten Kern und ein sehr dunkles Cytoplasma.

Klinik

• Langerhans-Zellen spielen unter anderem bei Hypersensitivitätsreaktionen vom Typ IV (zellulär bedingte Immunreaktion vom verzögerten Typ) eine große Rolle. Dies ist beispielsweise beim Kontaktekzem der Fall.

• Dendritische Zellen werden in experimentellen Studien dazu benutzt, um gegen bereits vorhandene Tumoren zu impfen. Dabei werden isolierte dendritische Zellen mit Tumorantigenen beladen, mittels Cytokinen stimuliert und dem Patienten zurücktransfundiert. Die dendritischen Zellen sollen dem Immunsystem den bereits im Körper vorhandenen, aber meist vom Immunsystem nicht erkannten oder nicht bekämpften Tumor zeigen und damit die Immunabwehr auf den Tumor „hetzen“. Dieses Prinzip wird inzwischen auch bei Haustieren (besonders Pferd, Hund, Katze) eingesetzt.

• Die Rolle der Langerhans-Zellen bei der HIV-Infektion erfährt durch eine neue Studie (Nature Medicine 13, 2007, S.367–371) eine andere Wertung. Während bisher angenommen wurde, dass Langerhans-Zellen das Virus von den Schleimhäuten des Genitaltraktes in die regionären Lymphknoten tragen mit einer nachfolgenden Infektion von Lymphozyten und dem Voranschreiten der Infektion, sieht man diesen Umstand inzwischen differenzierter. Über das Erkennungsmolekül Langerin identifizieren die Langerhans-Zellen das HI-Virus und binden es an sich, platzieren es aber in einem spezifischen Zellbereich, wo es „entwaffnet“ und abgebaut wird. Diese neuen Erkenntnisse des Forscherteams um T. Geijtenbeek stehen in Opposition zu der bisherigen Auffassung, wonach dendritische Zellen ein wichtiges Reservoir für das HI-Virus darstellten. Letzteres Szenarium solle nach diesen Erkenntnissen nur eintreten, wenn hohe Virusmengen auftreten oder etwa Verletzungen vorliegen, die es den Viren ermöglichen, in nicht vom Schutzmolekül Langerin durchwirkte tiefere Hautschichten einzudringen.

Weblinks

• http://www.uibk.ac.at/c/c5/c533/dendri_d.html
• http://www.mssm.edu/msjournal/68/683160.shtml (englisch)