Interleukins

Interleukins vormen een subgroep van cytokines, cellulaire boodschappersubstanties die het immuunsysteem controleren. De interleukinen zijn peptidehormonen met een korte keten en 75 tot 125 aminozuren. Ze regelen voornamelijk het lokale gebruik van leukocyten op ontstekingsplaatsen, maar ze kunnen ook systemische effecten hebben, zoals koorts veroorzaken.

Wat zijn interleukinen?

Interleukinen (IL) zijn peptidehormonen met een korte keten met 75 tot 125 aminozuren. Ze vormen een van de verschillende subklassen van de cytokinen die het immuunsysteem beheersen. Als boodschappersubstantie hebben interleukinen een vergelijkbaar toepassingsgebied als interferonen, die ook een subklasse van cytokinen vormen.

Interleukinen zijn echter vooral gespecialiseerd in het bestrijden van leukocyten. Sommige interleukinen vertonen ook systemische effecten doordat ze bijvoorbeeld koorts kunnen veroorzaken, terwijl interferonen meer gespecialiseerd zijn in de afweer tegen virussen en antitumorale eigenschappen hebben. In tegenstelling tot neurotransmitters zijn interleukines en interferonen gespecialiseerd in communicatie met cellen van het immuunsysteem onderling en met weefselcellen. Hun belangrijkste effect vindt meestal plaatselijk in het weefsel plaats.

Om te communiceren met cellen van het immuunsysteem of met weefselcellen, hoeven interleukinen de cellen niet te penetreren; ze koppelen zich alleen aan specifieke receptoren op de cellen, wat voldoende is om de immuuncellen te laten prolifereren, differentiëren en actief te worden.

Functie, effect en taken

Elk van de meer dan 40 verschillende interleukinen voert een specifieke taak uit. Over het algemeen beheersen interleukinen het gebruik van leukocyten, maar tot op zekere hoogte ook het gebruik van T-helpercellen, monocyten en macrofagen en andere immuuncellen.

De basistaken zijn het stimuleren van cellen van het immuunsysteem om te rijpen, te groeien en te delen, d.w.z. zich te vermenigvuldigen, indien nodig. Dit omvat ook het tegenovergestelde proces, het omkeren van bepaalde immuunreacties. Interleukin-1 kan koorts veroorzaken als aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan. IL-1 is samen met IL-6 en tumornecrosefactor een van de zogenaamde pyrogenen. De IL-2 is gespecialiseerd in de stimulatie, proliferatie en differentiatie van T-helpercellen, B-cellen en natuurlijke killercellen. De belangrijkste taak van de IL-3 is om stimuleringsstimuli uit te zenden die ervoor zorgen dat bepaalde pluripotente stamcellen rijpen tot erytrocyten, granulocyten of andere cellen van het immuunsysteem.

IL-4 heeft ook het vermogen om prikkels voor proliferatie en differentiatie over te brengen op T-cellen, maar heeft tegelijkertijd ook een remmend effect op de activiteit van macrofagen. IL-4 heeft dus ook een ontstekingsremmende werking. Doelwitcellen van bepaalde interleukinen kunnen zowel stromacellen of fibroblasten zijn als alle celtypen die tot het immuunsysteem behoren, zoals het geval is bij IL-17. Om de ontstekingsprocessen in de huid te moduleren, regelt interleukine-20 waarschijnlijk direct de immuunrespons van de keratinocyten in de bovenste huidlaag.

Enkele interleukinen zoals IL-28 en IL-29 herkennen cellijnen die zijn geïnfecteerd door virussen. De IL-24 is waarschijnlijk de enige interleukine die tumorcellen kan herkennen en heeft een tumorremmende werking door de groei te remmen en celapoptose te veroorzaken, de zelfgeïnduceerde celdood.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

De meeste interleukinen worden vrijgegeven door cellen met immunologische relevantie, voornamelijk in het intercellulaire gebied, waar ze kunnen aanmeren aan de uitscheidende cel zelf of aan andere cellen van het immuunsysteem. Slechts in enkele uitzonderlijke gevallen bezetten gespecialiseerde interleukinen receptoren op cellen die niet tot het immuunsysteem behoren.

Een uitzondering is bijvoorbeeld de IL-33, die vrijkomt in de longen en huid, kan koppelen aan receptoren van de IL-1-familie. Net als bij IL-4, IL-5 en IL-13 zijn de doelwitcellen meestal T-cellen en in sommige gevallen ook eosinofielen en mestcellen. In principe staat de communicatie tussen de cellen op de voorgrond bij interleukines. Het gaat veelal om kleinschalige, lokaal effectieve communicatie, waarbij in uitzonderlijke gevallen systeemeffecten worden bereikt. Sommige interleukines lijken op groeifactoren omdat hun effect op T-cellen, monocyten en lymfocyten vergelijkbaar is met dat van groeifactoren.

Vanwege de hoge dynamiek die het gevolg is van de veranderende eisen aan het immuunsysteem, heeft het geen zin om een ​​referentiewaarde of een optimale waarde voor het voorkomen ervan in het lichaam op te geven. Er kunnen echter problemen optreden door verminderde of overmatige secretie, zoals bijvoorbeeld wordt waargenomen bij allergische reacties.

Ziekten en aandoeningen

De zeer complexe interactie van de afzonderlijke componenten van het immuunsysteem veroorzaakt een veelheid aan mogelijke aandoeningen, verzwakking van de immuunrespons of een overmatige reactie op bepaalde uitdagingen, wat kan leiden tot milde tot ernstige symptomen.

In sommige gevallen wordt de uitscheiding van de cytokinen echter niet verstoord, maar ligt het probleem bij verstoorde receptoren, waaraan interleukinen en andere cytokinen niet kunnen koppelen. De immuunrespons op ontsteking in het weefsel wordt gedomineerd door IL-1. Als ontstekingsbevorderende signaalstof kan de activiteit ervan pathologisch worden verhoogd, zodat niet alleen dood lichaamsweefsel wordt gefagocyteerd en afgevoerd, maar ook gezonde cellen worden aangevallen en ziekten zoals reuma en artrose worden veroorzaakt in gewrichten. In deze gevallen kan een antagonist van de IL-1 helpen, die de immuunrespons door de IL-1 remt.

Antagonisten tegen IL-1 kunnen ook worden gebruikt voor andere auto-immuunziekten zoals de ziekte van Crohn, MS en psoriasis. Omdat interleukines bestaan ​​uit eiwitten of polypeptiden met een relatief korte keten, kunnen de meeste ook de bloed-hersenbarrière passeren. In sommige gevallen zorgen gespecialiseerde astrocyten voor het transport. Zelfs als er geen directe specificiteit is van de individuele interleukines met betrekking tot schizofrenie en depressie, kunnen duidelijke verbanden worden gevonden tussen bijvoorbeeld hypersecretie van IL-2 bij schizofrenie en van IL-6 bij depressie. Interleukinen en andere cytokinen hebben een sterke invloed op neurotransmitters zoals dopamine, serotonine, adrenaline, noradrenaline en andere.