Langerhans-Zellen

Langerhans-Zellen (LCs) sind spezialisierte, dendritische Zellen, die in allen vielschichtigen Plattenepithelien, aber in erster Linie in Haut und Schleimhaut, nachgewiesen werden können und die für die AG-Verarbeitung und -Präsentation zuständig sind (GEBOES et al. 1983, TERRIS u. POTET 1995, ANJUERE et al.

2000, HASHIMOTO et al. 2002, PEREZ-TORRES et al. 2002, ZAVALA et al. 2002).

Eventuelle regionale Unterschiede bezüglich der Dichte und Verteilung der LCs werden in der oralen Schleimhaut in Abhängigkeit vom Grad der Keratinisierung des Epithels vermutet; erwiesen ist nach Untersuchungen am Menschen und an Mäusen und Katzen die höhere Dichte der LCs in nicht-verhorntem Epithel im Vergleich zum verhornten (PEREZ-TORRES et al. 2002).

Uneinigkeit herrscht bezüglich der genauen Lokalisation der Langerhans-Zellen im Epithel. Einigen Untersuchungen zufolge sind die Zellen in erster Linie in den suprabasalen Schichten des Epithels zu finden; nur ausnahmsweise sind sie auch im Stratum basale selbst oder im Stratum granulosum anzutreffen (RODRIGUEZ u.

CAORSI 1978, GEBOES et al. 1983, TERRIS u. POTET 1995). Andere Autoren siedeln diese Zellen in basalen und suprabasalen Schichten (PEREZ-TORRES et al.

2002, ZAVALA et al. 2002), ausschließlich in den mittleren und oberflächlichen Lagen (AL YASSIN u. TONER 1975) oder sogar in erster Linie im Stratum basale an (HASHIMOTO et al. 2002).

Literaturübersicht

Morphologisch werden die Langerhans-Zellen durch ihr klares Cytoplasma, ihren eingezogenen, unregelmäßigen Kern und die Abwesenheit epithelialer Adhäsionseinrichtungen (Desmosomen) und Tonofilamente gekennzeichnet. Das auffälligste Merkmal dieser Zellen ist allerdings die typische Langerhans-Zell- (LCG) oder Birbeck-Granula, die in Form von unregelmäßigen , z.T. Tennisschlägerartig geformten Einschlüssen im Cytoplasma beobachtet werden kann (AL YASSIN u.

TONER 1975, RODRIGUEZ u. CAORSI 1978, TERRIS u. POTET 1995, PEREZ-TORRES et al. 2002, ZAVALA et al. 2002). Diese Granula ist an einer speziellen Art der adsorptiven Endocytose beteiligt, indem sie Ligand-Rezeptor-Komplexe von der Zelloberfläche zu den Lysosomen transportiert (TERRIS u. POTET 1995, PEREZ-TORRES et al. 2002).

Das Immunsystem des Oesophagus besteht aus Langerhans-Zellen und Lymphozyten, die einander direkt benachbart sind. Bei den auftretenden Lymphzellen handelt es sich in erster Linie um suppressor oder cytotoxische T-Zellen, die jeweils CD3- (allgemeiner Marker für T-Lymphos) und CD8- (Marker für Subtyp Suppressor/Cytotoxische T-Zellen) positiv sind (GEBOES et al. 1983, TERRIS u. POTET 1995).

Langerhans-Zellen sind als mononukleäre Phagozyten in der Lage, Antigen so zu binden und zu präsentieren, dass T-Zellen dieses erkennen können und zur Proliferation angeregt werden, wodurch dann wiederum spezielle cytotoxische T-Zellen innerhalb des Epithels selbst generiert werden (GEBOES et al. 1983, TERRIS u. POTET 1995, ZAVALA et al. 2002). LCs dringen mit zahlreichen Cytoplasma-Ausläufern in die interzellulären Spalten der wesentlich zahlreicheren Keratinozyten ein und bilden auf diese Weise ein leistungsfähiges Netzwerk Antigen-präsentierender Zellen (AL YASSIN u. TONER 1975, RODRIGUEZ u. CAORSI 1978, PEREZ-TORRES et al. 2002, ZAVALA et al. 2002). Nach Aufnahme des Antigens migrieren die LCs über die afferenten Lymphbahnen zu den Lymphknoten und unterziehen sich einer Differenzierung von verarbeitenden zu AG-präsentierenden Zellen (TERRIS u. POTET 1995, SALAMERO et al. 2001, PEREZ-TORRES et al. 2002, HUNGER et al. 2004, PENA-CRUZ et al. 2004).

Literaturübersicht

Die Antigenpräsentation durch humane LCs wird durch ihre einzigartige Ausstattung mit zum einen MHC-Klasse II Molekülen, und zum anderen CD1a-Molekülen und Langerin ermöglicht (MOULON et al. 1991, ATHANASAS-PLATSIS et al. 1995, SALAMERO et al. 2001, PENA-CRUZ et al. 2003, HUNGER et al. 2004).

Während über die MHC Klasse II Moleküle Peptid-Antigene an T-Zellen präsentiert werden können (siehe auch Punkt 2.5.3), vermittelt die Familie der CD1-Moleküle die Abwehrreaktion auf andere, Nicht-Peptid-Antigene (BECKMAN et al. 1994, SUGITA u. BRENNER 2000, GUMPERZ u. BRENNER 2001, DASCHER u. BRENNER 2003, PENA-CRUZ et al. 2004).

Humane CD1-Antigen-Moleküle sind eine Familie strukturverwandter, transmembraner Glycoproteine, die auf der Oberfläche von AG-präsentierenden Zellen exprimiert werden (FURUE et al. 1992, SALAMERO et al. 2001). Man kennt mittlerweile mindestens 5 verschiedene CD1-Gene, von denen drei für die Gruppe 1 der CD1-Moleküle (CD1a, CD1b und CD1c) kodieren (DEZUTTER-DAMBUYANT et al. 1989, FURUE et al. 1992, SALAMERO et al. 2001, MIZUMOTO u. TAKASHIMA 2004). Das noch nicht allzu lang bekannte CD1d stellt die Gruppe 2 der CD1-Moleküle dar und aktiviert – abweichend von der Gruppe 1, deren Haupt-Funktion die Präsentation von Nicht-Peptid-AG an T-Zellen ist – Natural Killer Cells (CUI et al.

1997, PENA-CRUZ et al. 2003, HUNGER et al. 2004). Die Epitope für CD1a, CD1b und CD1c sind unterschiedlich lokalisiert; sie treten u.a. auf Thymozyten, epidermalen LCs, dermalen dendritischen Zellen, einigen B-Zellen und Keratinozyten auf (FURUE et al. 1992, KRENACS et al. 1993, TIZARD 2000).

CD1a gilt als spezifischer Marker von LCs, die dieses Molekül in außerordentlich großer Menge exprimieren, während CD1b- und CD1c-Moleküle, die auf anderen dendritischen Zellen in großer Zahl auftreten, auf diesen speziellen Zellen kaum detektierbar sind (KRENACS et al. 1993, SHINZATO et al. 1995, WRIGHT-BROWNE et al. 1998, ZAVALA et al. 2002, PENA-CRUZ et al. 2003, SEGUIER et al. 2003, HUNGER et al. 2004, MIZUMOTO u. TAKASHIMA 2004). Die Aussage bezüglich des Auftetens des CD1c-Antigens auf LCs wird von DEZUTTER-DAMBUYANT et al. (1989) und FURUE et al. (1992) allerdings modifiziert, da diese

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nach Trypsinisierung und damit vermuteter Demaskierung das CD1c-Molekül neben CD1a in größerer Menge auf humanen, epidermalen LCs detektiert haben.

Weiterhin herrscht Uneinigkeit bezüglich des Auftretens von CD1a-Molekülen in epidermalen Zellen neben LCs. Während ELDER et al. (1993) das AG in der Epidermis ausschließlich in LCs nachwiesen, beobachteten FURUE et al. (1992) zusätzlich eine fokale Anfärbung der Keratinozyten, deren biologische Signifikanz sich den Autoren allerdings nicht erschloß und die auch auf eine starke Hintergrundfärbung in Routine-Immunhistochemischen Studien zurückzuführen sein könnte.

PENA-CRUZ et al. (2003) gehen, unabhängig von der Epidermis, noch einen Schritt weiter und beschreiben das CD1a-AG auch in dendritischen Zellen bestimmter anderer Gewebe (Bronchen, Gingiva, Conjunctiva, Vagina u.a.). Diese Verteilung legt nach Meinung der Autoren den Schluß nahe, dass CD1a-Moleküle generell an Stellen auftreten, die permanent externen Pathogenen ausgesetzt sind.

Kürzlich wurden die Zusammenhänge zwischen dem ausschließlich in LCs auftretendem Molekül Langerin und der CD1a-vermittelten AG-Präsentation durch diese Zellen erkannt. Langerin, das in der Birbeck-Granula lokalisiert werden kann, unterstützt die Aufnahme von Lipid- und Glycolipid-Antigenen in diese Granula. Die Antigene werden daraufhin an dort ebenfalls vorhandene CD1a-Moleküle gebunden und der entstandene Komplex dann zur Präsentation des AGs an die Zell-Oberfläche transportiert. LCs sind also durch die Expression von CD1a und Langerin sowie durch die Formation der Birbeck-Granula einzigartig ausgestattet für die Aufnahme und die Präsentation spezieller Lipid- und Glycolipid-AGs an T-Zellen (HUNGER et al. 2004, MIZUMOTO u. TAKASHIMA 2004).

PEREZ-TORRES et al. (2002) erwähnen bisher als einzige das Auftreten von Langerhans-ähnlichen Zellen im Darmtrakt von Tieren. So konnten in der Speiseröhren-Schleimhaut der Maus und des Schafes typische Langerhans-Zellen nachgewiesen werden, deren Lokalisation (suprabasale Schichten) sich nicht von der beim Menschen beobachteten unterscheidet. Die Autoren beschreiben außerdem das Auftreten von dendritischen Zellen im Oesophagus-Epithel des

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Huhnes, deren einziger, aber auffälliger Unterschied zu den bis dahin beschriebenen Langerhans-Zellen im Fehlen der charakteristischen Langerhans-Zell-Granula besteht. Als Erklärung dieses Fehlens wird die Möglichkeit eines nur sehr geringen Gehalts an Granula in Erwägung gezogen (LCG wird bei Aktivierung der LC entleert).

Material und Methoden