4.3.1 Kurzer Überblick über IL-5

IL-5 wurde während der Versuche von Schimpl und Wecker (1972) entdeckt, die mit Concanavalin A behandelte Lymphozytenkulturen untersuchten. Ursprünglich wurde IL-5 als T-Zell-Ersatzfaktor (TRF) bezeichnet, da es nachweislich die B-Zell-Differenzierung in Abwesenheit von T-Zellen aktiviert. Weitere Forschungen ergaben, dass TRF zahlreiche weitere Funktionen hat, wie die Regulierung der Immunglobulinsynthese sowie die Beeinflussung von T-Zellen, Eosinophilen und Basophilen. Aufgrund der Ähnlichkeit mit anderen ILs wurde es schließlich in „Interleukin 5“ umbenannt (Takatsu et al., 1988).

IL-5 stellt ein homodimeres Protein mit 15 kDa dar, das zwei helikale Bündelmotive umfasst. Ein 30 kDa großes primäres Transkript von IL-5 erfordert eine weitere proteolytische Spaltung, um ein reifes Protein mit 134 Aminosäuren zu bilden. Es ist allgemein bekannt, dass IL-5 von Eosinophilen, Basophilen, CD4+ Th2-Lymphozyten, CD34+ Vorläuferzellen, Mastzellen, invarianten natürlichen Killer-T-Zellen und Reed-Sternberg-Zellen produziert wird (Sehmi et al., 1997; Phillips et al., 2003; Sakuishi et al., 2007; Takatsu, 2011). Die Produktion von IL-5 kann entweder durch verschiedene Allergene oder Bakterien (z. B. Mycobacterium tuberculosis oder Toxocara canis) ausgelöst werden. Die biologische Wirkung von IL-5 wird über den IL-5-Rezeptor ausgeübt, der im menschlichen Körper ubiquitär vorkommt (Takaki et al., 1990). Wie bereits erwähnt, besteht der Rezeptor aus einer gemeinsamen βc-Untereinheit und einer einzigartigen IL-5α-Untereinheit. Das Zytokin bindet spezifisch an die letztgenannte Untereinheit, aber ohne die erstgenannte Untereinheit ist ein weiterer Signalübergang nicht möglich. Interessanterweise werden durch IL-5 in verschiedenen Zellen unterschiedliche Signalwege ausgelöst. Es ist bekannt, dass IL-5 in B-Zellen über PI3K, Jak2, Btk-Tyrosinkinasen, Vav, Shc und HS1 wirkt (Sato et al., 1994; Adachi und Alam, 1998), während es in Eosinophilen Jak2/Stat1, Lyn, MAPK, PI3K und Syk aktiviert (Pazdrak et al., 1995; Yousefi et al., 1996; Adachi und Alam, 1998). Das Gen, das für IL-5 kodiert, befindet sich im gleichen Cluster wie die Gene für IL-3, IL-4, IL-13 und GM-CSF bei Mäusen und Menschen (Le Beau et al., 1989).

Die biologischen Funktionen von IL-5 sind sehr vielfältig, so dass hier nur die wichtigsten kurz erwähnt werden sollen. Erstens gilt IL-5 als wichtiger Faktor für das Wachstum und die Differenzierung von aktivierten T-Zellen und B-Zellen. Zweitens hat es einen tiefgreifenden Einfluss auf die Differenzierung, Aktivierung, das Überleben und die Vermehrung von Eosinophilen (Takatsu et al., 1994; Takatsu und Nakajima, 2008). Es hat sich gezeigt, dass Mäuse mit IL-5-Mangel eine geringere Anzahl zirkulierender Eosinophiler aufweisen und keine eosinophile Reaktion auf Infektionen zeigen (Foster et al., 1996; Kopf et al., 1996). Drittens ist weithin bekannt, dass dieses Zytokin Eosinophile anzieht und sie vor der Apoptose bewahrt (Ochiai et al., 1997; Hamelmann et al., 1999; Tomaki et al., 2000). Viertens wurde festgestellt, dass die Produktion von IL-5 durch IL-2 erheblich gesteigert wird. Insbesondere trug die Stimulation mit IL-2 sowohl in vitro als auch in vivo erheblich zur IL-5-Synthese in einer spezifischen Untergruppe von Peyer’schen Fleckenzellen bei (Kuraoka et al., 2004). Darüber hinaus ist IL-5 wiederum in der Lage, die IL-2-vermittelte Produktion zytotoxischer T-Zellen zu steigern und die Freisetzung von Mediatoren aus Basophilen zu stimulieren (Huston et al., 1996). Fünftens wurde festgestellt, dass eine Überexpression von IL-5 mit deutlich erhöhten zirkulierenden IgM-, IgA- und IgE-Spiegeln einhergeht, was darauf schließen lässt, dass dieses Zytokin zu einer wesentlichen Veränderung des Immunprofils beiträgt (Tominaga et al., 1991). Wie aus den oben erwähnten Daten hervorgeht, ist IL-5 von großer biologischer Bedeutung. Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Übersichtsarbeit von Takatsu (2011) das Wissen über die Struktur, die Funktionen und die Signalübertragung von IL-5 zusammenfasst und daher zur weiteren Lektüre empfohlen werden kann.

Heutzutage wird angenommen, dass IL-5 bei einer Vielzahl von Krankheiten eine Rolle spielt. Der Einsatz einer Anti-IL5-Antikörpertherapie hat eine potenzielle Wirksamkeit bei Patienten mit Asthma, atopischer Dermatitis, nasaler Polyposis, hypereosinophilem Syndrom, eosinophiler Ösophagitis und Churg-Strauss-Syndrom gezeigt (Übersicht bei Corren, 2012). Im Hinblick auf bösartige Erkrankungen sind die Studien spärlich und begrenzt. Wir werden sie kurz zusammenfassen und diskutieren.