IL-13 tem efeitos sobre as células imunes que são similares aos da citocina IL-4 intimamente relacionada. No entanto, suspeita-se que a IL-13 seja o mediador central das alterações fisiológicas induzidas pela inflamação alérgica em muitos tecidos.
Embora a IL-13 esteja associada principalmente à indução de doenças das vias aéreas, ela também possui propriedades anti-inflamatórias. A IL-13 induz uma classe de enzimas degradantes de proteínas, conhecidas como metaloproteinases de matriz (MMPs), nas vias aéreas. Estas enzimas são necessárias para induzir a agressão das células inflamatórias parenquimatosas no lúmen das vias aéreas, onde são depois desobstruídas. Entre outros fatores, a IL-13 induz essas MMPs como parte de um mecanismo que protege contra a inflamação alérgica excessiva que predispõe à asfixia.
IL-13 é conhecida por induzir alterações nas células hematopoiéticas, mas esses efeitos provavelmente são menos importantes que os da IL-4. Além disso, a IL-13 pode induzir a secreção de imunoglobulina E (IgE) a partir de células B humanas ativadas. A eliminação da IL-13 de camundongos não afeta de forma significativa nem o desenvolvimento de células Th2 nem as respostas de IgE específicas de antígenos induzidos por alergênios potentes. Em comparação, a deleção de IL-4 desativa essas respostas. Assim, em vez de uma citocina linfóide, a IL-13 age mais proeminentemente como uma ponte molecular ligando células inflamatórias alérgicas às células não imunes em contato com elas, alterando a função fisiológica.
A sinalização da IL-13 começa através de um receptor multissubunidades compartilhado com a IL-4. Esse receptor é um complexo receptor heterodímero composto por receptor alfa-IL-4 (IL-4Rα) e receptor alfa-Interleucina-13 (IL-13R1). A alta afinidade da IL-13 com a IL-13R1 leva à formação de sua ligação, o que aumenta ainda mais a probabilidade de formação de um heterodímero à IL-4R1 e a produção do receptor de IL-4 do tipo 2. A heterodimerização ativa tanto o STAT6 quanto o IRS. A sinalização STAT6 é importante na iniciação da resposta alérgica. A maioria dos efeitos biológicos da IL-13, como os da IL-4, estão ligados a um único fator de transcrição, transdutor de sinal e ativador da transcrição 6 (STAT6). A interleucina-13 e seus receptores associados com a subunidade α do receptor da IL-4 (IL-4Rα) permite a ativação a jusante do STAT6. As proteínas JAK Janus kinase na extremidade citoplasmática dos receptores permite a fosforilação do STAT6, que depois forma um homodímero ativado e é transportado para o núcleo. Uma vez no núcleo, a molécula heterodímero STAT6 regula a expressão gênica de tipos celulares críticos para o equilíbrio entre a defesa imunológica do hospedeiro e as respostas inflamatórias alérgicas, como o desenvolvimento do Th2. Isto pode ser resultado de uma reacção alérgica provocada quando se enfrenta um gene Ala. A IL-13 também se liga a outro receptor conhecido como IL-13Rα2. A IL-13Rα2 (que é rotulada como um receptor de chamariz) é derivada de células Th2 e é uma citocina pleotrópica reguladora do sistema imunológico. A IL-13 tem maior afinidade (50 vezes) com a IL-13Rα2 do que com a IL-13Ra1. A subunidade IL-13Rα2 liga-se apenas à IL-13 e existe tanto na forma de membrana quanto na forma solúvel em ratos. Uma forma solúvel de IL-13Rα2 não foi detectada em indivíduos humanos. Estudos de pulmões de camundongos transgênicos com IL-13Rα2 null loci indicaram que a deficiência de IL-13Rα2 aumentou significativamente a inflamação e remodelação pulmonar induzida pela IL-13 ou pela ovalbumina. A maioria das células normais, como as células imunes ou endoteliais, expressa níveis muito baixos ou indetectáveis de receptores de IL-13. Pesquisas demonstraram que a expressão da IL-13Rα2 na superfície celular dos fibroblastos asmáticos das vias aéreas humanas foi reduzida em comparação com a expressão nos fibroblastos das vias aéreas de controle normal. Isso sustentou a hipótese de que a IL-13Rα2 é um regulador negativo da resposta induzida pela IL-13 e ilustrou uma redução significativa da produção de TGF-β1 e da deposição de colágeno nos pulmões de ratos.
A interleucina-13 tem um papel crítico na metaplasia das células da taça Goblet. As células da Célula Goblet são preenchidas com mucina (MUC). MUC5AC Mucin 5AC é um produto de mucina em forma de gel das células da taça. A interleucina-13 induz a diferenciação das células da taça e permite a produção de MUC5AC no epitélio traqueal. 15-Lipoxigenase-1 (15LO1) que é uma enzima no metabolismo dos ácidos graxos e seu metabolito, 15-HETE, são altamente expressos em asma (que levam à superexpressão do MUC5AC) e são induzidos pela IL-13 nas células epiteliais das vias aéreas humanas. Com o aumento do número de células gobelétricas, há a produção de excesso de muco dentro dos brônquios. As consequências funcionais das alterações na estatura e secreção da MUC contribuem para os mecanismos fisiopatológicos de várias anormalidades clínicas em pacientes asmáticos, incluindo produção de expectoração, estreitamento das vias aéreas, exacerbação e perda acelerada da função pulmonar.
Adicionalmente, a IL-13 tem demonstrado induzir um potente programa fibrogênico durante o curso de diversas doenças marcadas por citocinas elevadas do tipo 2, como a esquistossomose crônica e dermatite atópica, entre outras. Tem sido sugerido que este programa fibrogênico é criticamente dependente da sinalização direta da IL-13 através da IL-4Rα em PDGFRβ+ fibroblastos.