Interleukin-2

Synonym: IL-2

1 Definition

Interleukin-2 ist ein Zytokin aus der Familie der Interleukine. Es ist das erste Interleukin, welches als solches entdeckt und klassifiziert werden konnte. Seine Hauptwirkung besteht in der autokrinen Stimulation von T-Helfer-Zellen, von welchen es zuvor sezerniert wurde.

2 Hintergrund

Interleukin-2 kann außerdem Makrophagen über membranständige Rezeptoren aktivieren. Da es die Proliferation und Differenzierung von T-Helferzellen, sowie B-Lymphozyten und Natürlichen Killerzellen fördert, wird es oftmals auch zu den Wachstumsfaktoren gezählt. Es besteht aus 133 Aminosäuren bei einer Molekülmasse von rund 15.400 Da.

3 Herkunft

Das Interleukin-2 wird von T-Helferzellen gebildet, die ihr spezifisches Antigen auf dem MHC-II-Rezeptor eines Leukozyten (Monozyt, dendritische Zelle) erkannt und gebunden haben.

4 Stimulation

Der entscheidende Reiz zur Ausschüttung von Interleukin-2 ist die Bindung eines Antigens durch den T-Zell-Rezeptor einer T-Helferzelle.

5 Molekulare Wirkungsweise

Interleukin-2 aktiviert verschiedene Signalwege über seinen Rezeptor, bestehend aus einer Interleukin-2 spezifischen α-Untereinheit (CD25) und einer β-Untereinheit (CD122) sowie einer gemeinen, in allen Zytokinen vorkommenden γc-Kette (c für „common“). Zu den aktivierten Signalwegen zählen der JAK/STAT-Signalweg, der RAS-Signaltransduktionsweg sowie die Phosphatidylinositol-3-Kinase.

Als Ergebnis der Signaltransduktion kommt es innerhalb der IL-2-stimmulierten Zelle zu einer vermehrten Produktion von Cyclin D2 und Cyclin E. In Zusammenwirkung mit den Cyclin-abhängigen-Kinasen werden nun Proteine phosphoryliert und damit aktiviert, welche die jeweilige Zelle aus der G1-Phase in die S-Phase übergehen lassen.

Zusätzlich wird die intrazelluläre Konzentration von p27 erniedrigt, welches die Cyclin-abhängigen-Kinasen und damit ein Fortschreiten des Zellzyklus hemmt.

Weiterhin induziert Interleukin-2 die Biosynthese des Apoptoseschutzproteins BCL-1.

All diese Faktoren führen zu einer Progression der Zellteilung, des Zellwachstum, der Differenzierung sowie zu einer verbesserten Überlebensfähigkeit der Antigen-selektierten T-Zelle.

6 Biologische Wirkungen

• Die wichtigste Aufgabe von Interleukin-2 besteht in der autokrinen Stimulation von T-Zellen. Diese sezernieren es selbst und stimulieren dadurch ihre eigene klonale Expansion. T-Zellen, die ein Antigen gebunden und erkannt haben, werden somit zur Zellvermehrung, zum Wachstum und zur Differenzierung angeregt.
• Bei Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) wirkt Interleukin-2 als Wachstumsfaktor und stimuliert deren Proliferation und Differenzierung.
• Bei B-Zellen bewirkt Interleukin-2 eine Stimulation der Antikörperbildung.
• Regulation der Reifung regulatorischer T-Zellen (T_reg) im Thymus. Diese sind wichtige regulatorische Zellen welche die Bindung körpereigener Antigene durch T-Zellen steuern und unterdrücken und somit eine Toleranz gegenüber dem Selbst schaffen, also Autoimmunität verhindern. Dies geschieht eben durch die Unterdrückung der Bildung von Interleukin-2 durch autoreaktive Zellen.

7 Therapeutische Verwendung

Rekombiniertes Interleukin-2 findet unter dem Namen Aldesleukin (Proleukin®) Verwendung in der Krebstherapie (Malignes Melanom, Nierenzellkarzinom) sowie in der Behandlung chronischer Virusinfektionen.