Interleukin

Interleukine (IL-x) sind zu den Zytokinen zählende Peptidhormone, körpereigene Botenstoffe der Zellen des Immunsystems. Sie sind Träger der Kommunikation zwischen Leukozyten, aber auch anderen an der Immunreaktion beteiligten Zellen. Nach der Reihenfolge ihrer Entdeckung werden sie in mehrere Untergruppen unterteilt, die durch Zahlen gekennzeichnet werden (IL-1 bis IL-32; Stand Oktober 2005).

Die Wirkung der Interleukine ist dabei höchst unterschiedlich. Während IL2 von der T-Zelle ausgeschüttet wird und positiv auf das Wachstum dieser Zelle wirkt, hemmt IL10 die Aktivität der Makrophagen und dämmt die Abwehrreaktion ein. Interleukine regen also spezifisch bestimmte Zellen des Immunsystems zu Wachstum, Reifung und Teilung an oder verhindern genau diese Prozesse der Aktivierung.^[1]

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Typen

Interleukin-1

Interleukin-1 wird von Makrophagen, Endothelzellen, Fibroblasten und einigen anderen Zellen gebildet und ist ein entzündungsfördernder Signalstoff. Endothelzellen reagieren auf ihn mit dem Einbau von speziellen Rezeptoren (z. B. E-Selectin) in die Zellmembran. Ein Leukozyt im Blut bindet nun an diesen Rezeptor und kann so in das geschädigte Gewebe einwandern. Dabei verdrängt er Endothelzellen und schneidet sich den Weg durch die Basallamina.^[2]

Die Verdrängung und Zerstörung von Zellen und Bindegewebe ist nötig, um Erreger und defekte oder entartete Zellen außerhalb der Blutbahn zu bekämpfen. Bei chronischen Entzündungen, kann diese Reaktion aber außer Kontrolle geraten. Interleukin-1 lagert sich an den Chondrozyten an und bewirkt die Freisetzung knorpelzerstörender Enzyme, dadurch kommt zum Abbau von Knorpelsubstanz und letztendlich zur Zerstörung der Gelenke. Im Bereich der Orthopädie wird seit etwa 1998 eine Therapie mit einem Interleukin-1-Antagonisten betrieben, der aus körpereigenem Blut gewonnen wird und in angereichter Form in ein erkranktes Gelenk injiziert wird. Die bislang durchgeführten Studien deuten eine Therapieoption bei Frühformen der Arthrose an.

Bei schizophrenen Patienten konnten veränderte Interleukin-1 Werte im Blut, in der Hirnflüssigkeit sowie im vorderen Stirnlappenbereich befindlichen (präfrontalen) Cortex festgestellt werden.

Interleukin-1α

Interleukin-1β (IL1B)

IL1B wird hauptsächlich von Blut-Monozyten produziert und ist ein zentraler Botenstoff in der Antwort des Gastorganismus auf eine Reihe von Fremdeinflüssen (wie zum Beispiel Lipopolysaccharide als exogene Pyrogene). Es ist im entsprechenden Unterartikel näher beschreiben.

Interleukin-2

Interleukin-2 ist das wichtigste Signal für eine T-Helferzelle. Nach Erkennen seines Antigens auf dem MHC-II-Rezeptor eines Lymphozyts schüttet die T-Helferzelle Interleukin-2 aus. Dieses Signal wirkt hauptsächlich autokrin auf ihn selber. Durch eine intrazelluläre Signalkaskade kommt es zur Aktivierung und klonalen Teilung der T-Zellen. Haben sie einmal ihr Antigen erkannt, vervielfältigen sie sich, daher gehört dieses Interleukin zu den Wachstumsfaktoren. Neben der autokrinen T-Zellaktivierung wirkt Interleukin-2 auch auf B-Lymphozyten und natürliche Killerzellen mit dem gleichen Effekt. ^[3]

Therapeutisch ist Interleukin-2 eines der wichtigsten Interleukine.

Interleukin-3

Interleukin-3 wirkt auf die Stammzellen im Knochenmark und wird zur Stimulation der Blutbildung nach einer Chemotherapie, nach Knochenmarks- oder Stammzelltransplantation eingesetzt.

Interleukin-4

Interleukin-4 agiert (sowie IL-10 und IL-11) als sog. anti-inflammatorisches Zytokin, indem es überschießende Entzündungsreaktionen verhindert und somit wichtig für die Homöostase des Immunsystems ist. Außerdem stimuliert IL-4 die B-Zellaktivierung und die IgE-Produktion.

Interleukin-5

Interleukin-5 wirkt positiv chemotaktisch auf eosinophile Granulozyten und steigert die Synthese und Sekretion von Immunglobulin A durch Plasmazellen. Es wird produziert von T-Helfer(2)-Zellen und Mastzellen.

Interleukin-6

Interleukin-6 bewirkt in der Leber die vermehrte Synthese von Akute-Phase-Proteinen. Es werden sowohl pro- als auch antiinflammatorische Effekte diskutiert. Es wird vor allem von Monozyten/Makrophagen, aber auch von Epithel- und Endothelzellen ausgeschüttet (sezerniert). Es besitzt prognostische Bedeutung in der Beurteilung von Trauma und Sepsis.

Interleukin-7

Interleukin-7 wird von Stromazellen der lymphatischen Organe produziert und stimuliert das Wachstum von Vorläuferzellen der B- und T-Lymphozyten.

Interleukin-8

Interleukin-8 (IL-8) ist ein Chemokin der CXC Familie und wird unter anderem durch Endothelzellen, Monozyten, Epithelzellen und Fibroblasten produziert. Ein wichtiger Angriffspunkt des Chemokins sind neutrophile Granulozyten. Die wesentlichen biologischen Wirkungen von IL-8 auf Granulozyten beinhalten die Förderung der Chemotaxis, die Stimulation der Expression von Adhäsionsmolekülen und die Aktivierung mit Freisetzung von Sauerstoffradikalen und Granula.

Interleukin-10

Interleukin-10 agiert (sowie IL-4 und IL-11) als sog. anti-inflammatorisches Zytokin, indem es die Makrophagenfunktion hemmt und somit überschießende Entzündungsreaktionen verhindert. Gebildet wird es vor allem von T_H2-Zellen sowie regulatorischen T-Zellen.

Interleukin-11

Interleukin-11 agiert (sowie TGF-b und IL-10) als sog. anti-inflammatorisches Zytokin, indem es überschießende Entzündungsreaktionen verhindert und somit wichtig für die Homöostase des Immunsystems ist.

Interleukin-12

Interleukin-12 (IL-12) besitzt eine zentrale Funktion in der Anstoßung und Fortdauer einer T-Helferzell-1(TH-1)-Immunantwort (zelluläre Abwehr) und hat Einfluss auf den Verlauf von intrazellulären Infektionen ^[4]. Neuere Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass Interleukin-12 auch Enzyme aktivieren kann, welche dann in der Lage sind, geschädigte Erbsubstanz schnell wieder zu reparieren ^[5]. Eine weitere nachgewiesene Wirkung von Interleukin-12 besteht darin, dass es die Möglichkeit von T-Killerzellen fördert, in einen Tumor einzudringen und ihn zu zerstören.

Interleukin-13

Interleukin-13 wird von T-Lymphozyten produziert und stimuliert die Bildung und Differenzierung von B-Lymphozyten. Weiterhin inhibiert IL-13 die Aktivierung von Makrophagen.

Interleukin-16

Interleukin-16 scheint eine Rolle bei der rheumatoiden Arthritis zu spielen.

Interleukin-17

Interleukin-17 ist das Signalzytokin des neu beschriebenen Th17-Zelltyps, der mit diversen Autoimmunerkrankungen in Mausmodellen in Verbindung gebracht wird. Andere Zytokine dieses Zelltyps sind IL-21 und IL-22. IL-17 scheint an der Vermittlung des Entzündungsgeschehens an Fibroblasten beteiligt zu sein. Ihm wird außerdem eine Rolle in der Neutrophilenrekrutierung zugesprochen.

Interleukin-18

Interleukin-18 konnte in erhöhter Konzentration in der Gelenkinnenhaut (Synovia) von Patienten mit rheumatoider [[Arthritis nachgewiesen werden.

Interleukin-23

Bei vielen Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise rheumatoider Arthritis, multipler Sklerose und Morbus Crohn kann Interleukin-23 die Bildung von T-Zellen anregen, die sich anschließend gegen den eigenen Körper richten ^[6]. Außerdem kann es die indirekt tumorzerstörende Wirkung von Interleukin-12 behindern.

Interleukin-31

Interleukin-31 wird von Lymphozyten gebildet. IL-31 Rezeptoren wurden auf neuronalen Zellen in dorsalen Wurzelganglien gefunden, die Juckreiz (Pruritus) vermitteln. Es wäre ein mögliches pharmakologisches Target (IL-31 Antagonisten) bei vielen mit Juckreiz assozierten Erkrankungen (Atopie, Cholestase, Urämie). Es ist umstritten ob Histamin in der Entstehung von Juckreiz eine Rolle spielt. ^[7].

Einsatz als Therapeutikum

Bei einer Immuntherapie oder Immunmodulation mit Interleukin (in der Regel IL-2) wird versucht, die Abwehr eines Organismus anzuregen. Malignen Tumoren oder einer Infektion, beispielsweise durch HIV, soll durch die Gabe mit körpereigenen Mitteln begegnet werden.

Meist werden bei der Behandlung maligner Tumore (Nierenzellkarzinom, malignes Melanom) Kombinationspräparate von Interleukin und anderen Mitteln eingesetzt, wie beispielsweise Interferon und/oder Zytostatika. Die Nebenwirkungen bei einer Therapie mit Interleukin sind erheblich: beispielsweise Fieber, Müdigkeit, Hautausschläge, Herzrasen, Ödeme.

Heute häufig und erfolgreich angewendet werden sogenannte "Anti-Interleukinen" bei Morbus Crohn und vor allem bei autoimmunbedingten rheumatischen Erkrankungen.

Quellen

1. ↑ Horn et al.: Biochemie des Menschen. Stuttgart 2005, 408 ff.
2. ↑ Robbins: Pathologic Basis of Disease. 6. Auflage. o. O. 1999, Kapitel 3.
3. ↑ Horn et al.: Biochemie des Menschen. Stuttgart 2005, S. 411.
4. ↑ http://hepatitis-c.de/il12.htm
5. ↑ Nature Cell Biology, Bd. 4, S. 26
6. ↑ http://www.unipublic.unizh.ch/magazin/gesundheit/2005/1571.html
7. ↑ Takakoka A et al. Expression of IL-31 gene transcripts in NC/Nga mice with atopic dermatit. Eur J Pharmacol. 2005 Jun 1;516(2):180-1

Literatur