Mast cells and their role in immunity and cancer

Mastocyty (komórki tuczne), zaliczane do układu odporności wrodzonej, są komórkami wielofunkcyjnymi. Uczestniczą nie tylko w reakcjach alergicznych, lecz także odgrywają istotną rolę w procesach zapalnych, w odporności nabytej oraz wykazują aktywność anty- i pronowotworową. Mastocyty (zwane też leukocytami tkankowymi) pochodzą od macierzystej komórki krwiotwórczej. Ze szpiku do krwi przechodzą w formie niedojrzałej, a dojrzałość, o której świadczy obecność licznych ziaren w cytoplazmie, osiągają w docelowej tkance. Udział mastocytów w procesach odpornościowych warunkuje ich immunofenotyp z ekspresją wielu receptorów, z których najważniejsze to FceR1 dla IgE, c-Kit dla czynnika komórek macierzystych SCF oraz Toll-like (TLR) dla patogenów bakteryjnych. Aktywacja mastocytów rozpoczyna proces degranulacji i uwalnianie z ziaren zawartych w nich lub syntetyzowanych de novo substancji: histaminy, heparyny, proteaz, leukotrienów i cytokin/chemokin. Proces degranulacji zachodzi głównie drogą egzocytozy przy udziale kompleksu białek SNARE lub drogą wydzielania pęcherzyków zwanych egzosomami. Udział mastocytów w odporności wrodzonej polega na rozpoznawaniu patogenów bakteryjnych poprzez receptory TLR i CD48, a następnie ich likwidacji. W odporności nabytej mastocyty odgrywają rolę immunomodulatora procesów, indukując limfocyty Treg oraz działając jako „nieklasyczne” komórki prezentujące antygen limfocytom T. Mastocyty wykazują aktywność antynowotworową (m.in. wydzielają TNF-a) oraz pronowotworową: uczestniczą w neoangiogenezie i wpływają supresyjnie na układ odpornościowy, współdziałając między innymi z komórkami Treg. Komórki te mogą wykazywać zaburzenia proliferacji, które skutkują zwiększeniem ich liczby i powstaniem mastocytozy układowej w wielu narządach. Szczególną formą mastocytozy jest białaczka mastocytowa.Mast cells are important components of the innate immune system. Earlier mast cells were only known for their important role in allergic reactions. Mast cells play a critical role in both innate and adaptive immunity including bacterial and viral infections, and as immunomodulator. Mast cells are active in inflammation, immune tolerance and in cancer development. Mast cells are bone marrow derived long-lived population in tissues, but their immature forms circulate in blood. Mast cells show an expression of membrane receptor FceR1, Toll-like receptors, c-Kit and complement receptors, which regulate activation and degranulation processes. Also adhesion molecules (ICAM-1, CADM-1) as well as tetraspanins and costimulation molecules are observed on membrane of most mast cells. Mast cells content of dense secretory granules which are filled with large amounts of preformed compounds (histamine, heparine, proteases, TNF-a and de novo synthesized leukotrienes, cytokines and chemokines). Classical degranulation of secretory granules from mast cells SNARE protein involves during fusion of granules with the cell surface. In bacterial and some viral infections mast cells recognize pathogens using TLR receptors and initiate a process of inflammation. In the network of immune interaction functional contacts between mast cells and regulatory T cells (Treg) and stimulation others leukocytes (neutrophils) are observed. Mast cells are a component of cancer microenvironment, as well as anticancer element (recruit cytotoxic cells) and procancer activity (mainly promote cancer growth by stimulation of angiogenesis and enhancing immunosuppression), also in hematological malignancies. Deregulated mast cell development leads to systemic mastocytosis and/or mast cell leukemia.