miniatura|Una cèl·lula dendrítica Les cèl·lules dendrítiques (DC, de l'anglès dendritic cells) són glòbuls blancs que protegeixen el cos de microbis invasors, sia per si mateixes, sia mobilitzant altres aspectes del sistema immunitari. Formen un grup heterogeni de cèl·lules que fan de pont entre la immunitat innata i la immunitat adaptativa. Tot i que poden fagocitar patògens, la seva funció principal és processar antígens, retornar-los a la seva superfície i presentar-los a les cèl·lules especialitzades del sistema immunitari innat. Així doncs, són cèl·lules presentadores d'antigen. Existeixen en diferents grups de vertebrats, però les seves característiques difereixen d'un grup a l'altre i fins i tot en el si d'un mateix grup. El seu nom fa referència a unes projeccions ramificades que desenvolupen en un determinat moment del seu procés de maduració, semblants a les dendrites de les neurones. Les cèl·lules dendrítiques foren descobertes el 1868 per Paul Langerhans quan estudiava l'epiteli cutani humà, encara que al principi es pensava que formaven part del sistema nerviós; el seu autèntic paper no fou revelat fins un segle més tard. Un estudi del 2008 revelà la presència de cèl·lules dendrítiques al cervell, on podrien formar una segona línia de defensa contra els patògens que aconsegueixen travessar la barrera hematoencefàlica.
Les cèl·lules dendrítiques pertanyen a un tipus de glòbuls blancs anomenats fagòcits. A causa de la seva alta eficàcia a l'hora de fagocitar material perillós pel cos, es consideren fagòcits «professionals», igual que els neutròfils, monòcits, macròfags i mastòcits.Robinson pàg. 187 i Ernst pàg. 7–10 Part de l'eficàcia fagocítica de les cèl·lules dendrítiques és deguda a la presència de molècules anomenades receptors a la superfície, que poden detectar objectes nocius, com ara bacteris, que no solen trobar-se dins el cos.Ernst pàg. 10 Les cèl·lules dendrítiques existeixen en quantitats reduïdes en teixits que estan en contacte amb el medi exterior, principalment la pell (que compta amb un tipus especialitzat de cèl·lules dendrítiques anomenades cèl·lules de Langerhans) i el revestiment interior del nas, els pulmons, l'estómac i els intestins. També estan presents en estat immadur a la sang. Tot i que són típiques dels mamífers, també se n'han detectat en pollastres i tortugues.
Com altres glòbuls blancs, les cèl·lules dendrítiques deriven de cèl·lules hematopoètiques mieloides. Quan encara són immadures, la seva funció és anar cercant constantment patògens al medi que les envolta mitjançant receptors de reconeixement de patrons. Quan troben un antigen vàlid, comencen a madurar i migren vers els ganglis limfàtics, on es troben els limfòcits. Quan els limfòcits T detecten un antigen en una cèl·lula dendrítica, s'activen, proliferen. A banda, els limfòcits T activen també els limfòcits B, que esdevenen cèl·lules efectores (anomenades «plasmòcits» o «cèl·lules plasmàtiques») que al seu torn produeixen anticossos, i a partir d'aquest moment la defensa contra els patògens passa al terreny de la immunitat adquirida.
Descobriment i estudi miniatura|Imatge d'una cèl·lula dendrítica feta per Paul Langerhans, que creia equivocadament que les DC eren receptors de senyals extracutanis pel sistema nerviós. Les cèl·lules dendrítiques foren descrites per primera vegada pel científic alemany Paul Langerhans a finals del . Quan encara no s'havia graduat, utilitzà tècniques de clorur d'or desenvolupades per Julius Cohnheim per detectar unes cèl·lules no pigmentàries de l'epidermis, que descrigué com receptors de senyals extracutanis pel sistema nerviós. Tanmateix, no fou capaç d'esbrinar-ne l'autèntica naturalesa i funció, que romangueren un misteri pels investigadors durant més de cent anys.
El 1957, Frank Macfarlane Burnet proposà la teoria de la selecció clonal, una de les bases de la qual era que els limfòcits només responen a antígens si aquests són compatibles amb els seus receptors.Burnet, F.M. 1957. A modification of Jerne's theory of antibody production using the concept of clonal selection. Australian Journal Science 20:67–69. Tanmateix, la teoria de Macfarlane Burnet no explicava la presentació de l'antigen que iniciaria la resposta. Ralph M. Steinman, que aleshores seguia estudis de medicina a la Universitat Harvard i feia pràctiques a l'Hospital General de Massachusetts, dedicà els seus esforços a investigar quin agent possibilitava la presentació d'antigen per iniciar la resposta immunitària limfocítica. La seva recerca pretenia determinar el mecanisme a través del qual els antígens estimulaven els limfòcits.
A mitjans de la dècada del 1960, Robert Mishell i Richard Dutton aconseguiren desencadenar una resposta primària d'anticossos in vitro per primera vegada, afegint glòbuls vermells d'ovella a una suspensió de cèl·lules de melsa de ratolí. Experiments posteriors dugueren els investigadors a pensar que la generació de la resposta només era possible en presència d'una varietat de cèl·lules accessòries de la melsa, amb els macròfags com a component significatiu. El 1970, Steinman començà a treballar amb Zanvil A. Cohn per investigar aquestes cèl·lules accessòries mitjançant microscòpia de contrast de fase. El resultat fou el descobriment d'una quantitat reduïda de cèl·lules amb moltes branques, mòbils i riques en mitocondris entre els grans nombres de macròfags. El 1973, Steinman i Cohn encunyaren el terme «cèl·lula dendrítica» per referir-se a aquestes cèl·lules. El 2007, Steinman seria guardonat amb el Premi Albert Lasker d'Investigació Mèdica Bàsica «pel descobriment de les cèl·lules dendrítiques —el component més destacat del sistema immunitari que inicia i regula la resposta del cos als antígens estranys».
Al principi, la hipòtesi de Steinman sobre el paper clau de les cèl·lules dendrítiques en la generació de resposta immunitària no fou gaire acceptada, car alguns científics les consideraven irrellevants o fins i tot un artefacte experimental. Per vèncer aquest escepticisme, Steinman i altres investigadors continuaren treballant en les DC, estudiant-ne les proteïnes superficials i la funció. Després d'una sèrie d'experiments, Steinman pogué demostrar que les DC eren entre 100 i 1.000 vegades més eficaces per iniciar la resposta immunitària que les cèl·lules de la melsa genèriques. Des d'aleshores, tant Steinman com altres investigadors han demostrat l'alta efectivitat de les cèl·lules dendrítiques a l'hora d'estimular la citotoxicitat dels limfòcits T i la resposta dels anticossos. La descripció del procés de maduració de les DC fou un dels avenços posteriors. Les investigacions més recents desenvoluparen tècniques per cultivar DC, i la recerca es dirigeix actualment vers l'ús de cèl·lules dendrítiques per combatre el càncer.
Localització Les cèl·lules dendrítiques es troben en grans quantitats a les regions superficials del cos, com ara la pell, la faringe, la part superior de l'esòfag, la vagina, la part exterior del coll uterí i l'anus. A més, també són molt nombroses a les mucoses interiors, com ara a l'aparell respiratori i el digestiu. Les cèl·lules dendrítiques estiren les seves extensions ramificades a través de les unions hermètiques que revesteixen les superfícies interior i exterior de l'epiteli, sense afectar la funció del revestiment com a barrera difusòria. Això augmenta les possibilitats de les cèl·lules dendrítiques d'interceptar antígens del seu medi directe, fins i tot quan no hi ha cap infecció o inflamació evident. Les cèl·lules dendrítiques modulen la reacció del sistema immunitari contra antígens ambientals inofensius.
Estructura Les cèl·lules dendrítiques es caracteritzen per la gran densitat de molècules d'MHC de classe II que presenten a la membrana. Les cèl·lules de Langerhans, un tipus especialitzat de cèl·lules dendrítiques, també presenten una elevada concentració de molècules d'MHC de classe II, però el que les caracteritza és la presència de grànuls de Birbeck, uns orgànuls amb forma de barra o de raqueta de tennis la funció dels quals encara és discutida.Peña Martínez, pàg. 67 Segons el microambient en què es trobin, les cèl·lules dendrítiques expressen diversos marcadors de superfície, com per exemple les citocines IL-12, IL-1 i TNF-α.
miniatura|Esquema senzill d'una cèl·lula dendrítica Només les cèl·lules dendrítiques immadures que patrullen les regions perifèriques tenen la típica forma d'estrella, que els ve donada per uns processos citoplasmàtics anomenats dendrites, que mesuren més de 10 µm i que sobresurten del cos de la cèl·lula. En les cèl·lules vivents, aquestes projeccions estan en constant moviment, retorçant-se, contraient-se i tornant-se a estendre per una altra banda. Així doncs, les cèl·lules dendrítiques estan adaptades de manera òptima per interceptar els patògens i antígens invasors, funcionant com a «sentinelles» del sistema immunitari. En aquesta fase immadura, les cèl·lules també tenen una gran quantitat de vesícules endocítiques riques en proteïnes lisosòmiques tenyibles. Aquest fenotip immadur es caracteritza per l'escassetat de proteïnes de l'MHC i l'absència completa de molècules B7 coestimuladores. Durant la seva migració vers els òrgans limfàtics secundaris, després d'haver capturat un antigen durant una infecció, la morfologia de les cèl·lules dendrítiques canvia. Les dendrites són reemplaçades per plecs i projeccions membranaris semblants a vels, motiu pel qual se les pot anomenar «cèl·lules veliformes». Al mateix temps, les cèl·lules perden la capacitat de fagocitar i de processar antígens. Finalment, als ganglis limfàtics o altres òrgans diana limfàtics hi estan presents com a cèl·lules dendrítiques madures. Aquestes cèl·lules dendrítiques expressen grans quantitats de pèptids carregats de complex MHC II, així com diverses molècules coestimuladores, especialment la B7. Ambdues coses són necessàries per permetre el reconeixement dels antígens processats per part dels limfòcits T, així com l'activació d'aquests últims. Mentre que els pèptids i complexos MHC interaccionen amb els receptors dels limfòcits T, les molècules B7 proporcionen el segon senyal necessari en unir-se a antígens CD28 dels limfòcits T. Les cèl·lules dendrítiques madures són capaces d'estimular limfòcits T CD4+ naïfs amb una gran eficàcia.Charles A. Janeway Jr. et al.: Immunobiology: the immune system in health and disease, especialment: 8-6: Dendritic cells specialize in taking up antigen and activating naive T cells & Figure 8.2: Immature dendritic cells take up antigen in the tissues, Garland Publishing, 5a edició, Nova York (2001).
Cicle vital Com totes les altres cèl·lules sanguínies (glòbuls vermells i blancs), les cèl·lules dendrítiques tenen el seu origen en cèl·lules mare hematopoètiques. L'hematopoesi es produeix inicialment al sac vitel·lí, però més endavant és traslladada al fetge del fetus, i posteriorment a la medul·la òssia, on es produirà durant la resta de la vida.Roitt, pàg. 230 El procés de formació de les cèl·lules dendrítiques s'inicia quan una cèl·lula precursora hematopoètica és estimulada per la interleucina 3 per convertir-se en una cèl·lula progenitora mieloide. Més endavant, les cèl·lules mieloides són estimulades pel factor estimulant de colònies de granulòcits-macròfags per convertir-se en promonòcits, i després en monòcits. Finalment, els monòcits són estimulats per un factor, que in vivo encara no és conegut,Roitt, pàg. 231 per transformar-se en cèl·lules dendrítiques immadures. In vitro això s'ha aconseguit mitjançant interleucina 4.
miniatura|esquerra|Els monòcits es poden diferenciar en cèl·lules dendrítiques o en macròfags.