Interleukine (IL-x) sind zu den Zytokinen zählende Peptidhormone, d. h., sie sind körpereigene Botenstoffe der Zellen des Immunsystems. Das Wort Interleukin kommt von der Verbindung des lateinischen Vorwortes inter (zwischen) und dem griechischen Eigenschaftswort λευκός, leukós (weiß). Denn Interleukine vermitteln die Kommunikation zwischen Leukozyten, aber auch zu anderen, an der Immunantwort beteiligten Zellen. Diese Signalmoleküle werden von CD4-positiven T-Helferzellen, Monozyten, Makrophagen und Endothelzellen gebildet und wirken auf Zellen des blutbildenden Systems. Nach der Reihenfolge ihrer Entdeckung werden sie in mehrere Untergruppen unterteilt, die durch Zahlen gekennzeichnet werden.
Die Wirkung der Interleukine ist höchst unterschiedlich. Während Interleukin-2 von der T-Zelle ausgeschüttet wird und positiv auf das Wachstum dieser Zelle wirkt, hemmt Interleukin-10 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.Horn et al.: Biochemie des Menschen. Stuttgart 2005, S. 408 ff.
Typen Interleukin-1 Interleukin-1 (IL-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.V. Santarlasci, L. Cosmi u. a.: IL-1 and T Helper Immune Responses. In: Frontiers in immunology. Band 4, 2013, , S. 182, doi:10.3389/fimmu.2013.00182, PMID 23874332, .
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. IL-1 lagert sich an den Chondrozyten an und bewirkt die Freisetzung knorpelzerstörender Enzyme, wodurch es zum Abbau von Knorpelsubstanz und letztendlich zur Zerstörung der Gelenke kommt. Im Bereich der Orthopädie wird seit etwa 1998 eine Therapie mit einem IL-1-Antagonisten betrieben, der aus körpereigenem Blut gewonnen und – in angereicherter Form – in ein erkranktes Gelenk injiziert wird. Die bislang durchgeführten Studien deuten eine Therapieoption bei Frühformen der Arthrose an. Als Hemmstoff wird zum Beispiel Diacerein eingesetzt.
Bei schizophrenen Patienten konnten veränderte IL-1-Werte im Blut, in der Hirnflüssigkeit sowie in dem im vorderen Stirnlappenbereich befindlichen (präfrontalen) Cortex festgestellt werden.
Interleukin-1α Interleukin-1α wird in vielen Zelltypen produziert aber vorwiegend nur durch Monozyten und Makrophagen sezerniert. Dieses Zytokin spielt eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der Hautbarrierefunktion (skin barrier function) sowie bei diversen Immunreaktionen. Aufgrund seiner Fähigkeit, die Produktion von Dermiskomponenten wie z. B. Kollagen anzuregen, findet es Einsatz in der Kosmetikindustrie.
Interleukin-1β siehe Hauptartikel Interleukin-1β
Interleukin-1β (IL-1β) 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 beschrieben.
Interleukin-2 siehe Hauptartikel Interleukin-2
Interleukin-2 (IL-2) ist das wichtigste Signal für eine T-Helferzelle. Nach Erkennen seines Antigens auf dem MHC-II-Rezeptor einer Antigen-präsentierenden Zelle schüttet die T-Helferzelle IL-2 aus. Dieses Signal wirkt hauptsächlich autokrin auf sie selbst. 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 IL-2 auch auf B-Lymphozyten und Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) mit dem gleichen Effekt. Die Produktion von TH2 Zytokinen IL-4 und IL-5 benötigt IL-2.
Therapeutisch ist IL-2 eines der wichtigsten Interleukine.
Interleukin-3 Interleukin-3 (auch: Multipotential CSF) wirkt auf die Stammzellen im Knochenmark und wird zur Stimulation der Blutbildung nach einer Chemotherapie, nach Knochenmarks- oder Stammzelltransplantation eingesetzt.
Interleukin-4 Interleukin-4 (IL-4) (ehemals B cell growth factor (BCGF) oder B cell stimulating factor (BSF)) ist ein Zytokin mit anti-inflammatorischen Eigenschaften, das unter anderem die körpereigene Produktion von Th1-Zellen und Makrophagen und von IFN-gamma und IL-12 verringert. Es ist somit wichtig für die Homöostase des Immunsystems. IL-4 differenziert naive CD4+ T-Zellen (Th0) zu Th2-Zellen, denen generell eine anti-inflammatorische Rolle zugeschrieben wird. IL-4 sorgt für eine Stimulation und Proliferation von aktivierten B- und T-Zellen und führt zu einem Immunglobulin-Klassenwechsel (class switch) hin zu IgE und IgG4. Des Weiteren besitzt IL-4 das Potential, die Expression von MHCII-Molekülen auf B-Lymphozyten hochzuregulieren. Zudem spielt IL-4 eine wichtige Rolle bei der Adhäsion auf Endothelzellen und die anschließende Chemotaxis durch Leukozyten.
Die Hauptquelle von IL-4 sind Th2-Zellen selbst. Weitere Quellen sind basophile und eosinophile Granulozyten, Mastzellen und NK-Zellen.
IL-4 kann durch zwei verschiedene Rezeptoren auf diversen Zellen (Muskelgewebe, Leberzellen, Hirngewebe, Bindegewebe, hämatopoetische, endotheliale, epitheliale Zellen) gebunden werden.
Interleukin-5 Interleukin-5 wirkt positiv chemotaktisch auf eosinophile Granulozyten und steigert die Synthese und Sekretion von Immunglobulin A durch Plasmazellen. Es wird von Typ2-T-Helferzellen und Mastzellen produziert.
Interleukin-6 siehe Hauptartikel Interleukin-6
Interleukin-6 (IL-6) bewirkt in der Leber die vermehrte Synthese von Akute-Phase-Proteinen. Es werden sowohl pro- als auch antiinflammatorische Effekte diskutiert. IL-6 wird vor allem von Monozyten/Makrophagen, aber auch von Epithel- und Endothelzellen ausgeschüttet (sezerniert). Bedeutung besitzt es bei der Prognose und der Beurteilung von Trauma und Sepsis.
Interleukin-7 Interleukin-7 ist ein Zytokin von 19-30 kDa Größe. Es wird insbesondere von Stromazellen, lymphatischen Organen, wie dem Thymus, der Milz und des Knochenmarks, produziert und stimuliert das Wachstum von Vorläuferzellen der B- und T-Lymphozyten.
Interleukin-8 siehe Hauptartikel 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, die über die Chemokinrezeptoren CXCR1 und CXCR2 vermittelt werden.
Interleukin-9 Interleukin-9 (IL-9) ist ein Zytokin, welches von speziellen weißen Blutkörperchen produziert wird. Es handelt sich um eine Untergruppe der CD4+-T-Zellen, den sogenannten Th9-Zellen (h steht für Helfer).Clare M Lloyd, James A Harker: Epigenetic Control of Interleukin-9 in Asthma. The New England Journal of Medicine 2018; Bd. 379, Heft 1: 87-89.DOI:10.1056/NEJMcibr1803610 IL-9 ruft viele Funktionen in Lymphoiden Zellen und Mastzelllinien hervor. Es ist mit allergischer Entzündung assoziiert. Es wird vermutet, dass dieses Zytokin eine Rolle bei der Entstehung von Asthma und Colitis UlcerosaK. Gerlach, Y. Hwang u. a.: TH9 cells that express the transcription factor PU.1 drive T cell-mediated colitis via IL-9 receptor signaling in intestinal epithelial cells. In: Nature Immunology. Band 15, Nummer 7, Juli 2014, , S. 676–686, doi:10.1038/ni.2920, PMID 24908389. spielt. In Lungen von Asthmatikern sind IL-9 und der IL-9-Rezeptor stärker exprimiert, als in gesunden Lungen.
Interleukin-10 siehe Hauptartikel Interleukin-10
Interleukin-10 (IL-10) agiert (so wie IL-4 und IL-11) als sogenanntes anti-inflammatorisches Zytokin, indem es die Makrophagenfunktion hemmt und somit überschießende Entzündungsreaktionen verhindert. Gebildet wird es vor allem von TH2-Zellen sowie regulatorischen T-Zellen.
Interleukin-11 Interleukin-11 agiert (so wie TGF-β und IL-10) als sogenanntes 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. Neuere Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass IL-12 auch Enzyme aktivieren kann, welche dann in der Lage sind, geschädigte Erbsubstanz schnell wieder zu reparieren. Eine weitere nachgewiesene Wirkung von IL-12 besteht darin, dass es die Möglichkeit von T-Killerzellen fördert, in einen Tumor einzudringen und ihn zu zerstören. IL-12 ist ein heterodimeres Zytokin, das vor allem von Monozyten/Makrophagen produziert wird. Die Produktion von IL-12 kann in der Pathogenese von Autoimmunität eine Rolle spielen.
Einige Mikroorganismen, wie beispielsweise Candida albicans, besitzen IL-12 hemmende Faktoren.N. Tang, L. Liu u. a.: Inhibition of monocytic interleukin-12 production by Candida albicans via selective activation of ERK mitogen-activated protein kinase. In: Infection and Immunity. Band 72, Nummer 5, Mai 2004, , S. 2513–2520, PMID 15102758, .
Dieses Zytokin wird von zwei Genen kodiert: die Interleukin-12 subunit alpha (IL-12 p35 oder IL-12A) durch das IL12A-Gen auf Chromosom 3 Genort q25.33 und die Interleukin-12 subunit beta (IL-12p40 oder IL-12B) durch das IL12B-Gen auf Chromosom 5 an q31.1-33.1. Die IL-12R-Beta1-Kette wird vom IL12RB1-Gen auf Chromosom 19 an p13.11 kodiert. Mutationen in diesen Genen führen zu Formen der Autosomal-rezessiven Suszeptibilität für Mykobakteriosen durch kompletten Defekt, nämlich Suszeptibilität für Mykobakteriosen durch kompletten IL12B-Defekt und Suszeptibilität für Mykobakteriosen durch kompletten IL12RB1-Defekt.
Interleukin-13 Interleukin-13 (IL-13) wird von T-Lymphozyten produziert und stimuliert die Bildung und Differenzierung von B-Lymphozyten. Weiterhin inhibiert IL-13 die Aktivierung von Makrophagen.
Der Wirkstoff Tralokinumab wird bei Neurodermitis angewendet, da sich dieses Interleukin an das Interleukin-13 bindet und dessen entzündungsfördernde Effekte neutralisiert.
Interleukin-15 Interleukin-15 (IL-15) spielt eine zentrale Rolle bei der Entwicklung, Differenzierung und Funktion von NK-Zellen (natürliche Killerzellen).T. A. Waldmann: The biology of interleukin-2 and interleukin-15: implications for cancer therapy and vaccine design. In: Nature Reviews Immunology. Band 6, Nummer 8, August 2006, S. 595–601, , PMID 16868550 (Review).