IL-13 are efecte asupra celulelor imune care sunt similare cu cele ale citokinei strâns înrudite IL-4. Cu toate acestea, se suspectează că IL-13 este mediatorul central al modificărilor fiziologice induse de inflamația alergică în multe țesuturi.
Deși IL-13 este asociată în primul rând cu inducerea bolii căilor respiratorii, ea are și proprietăți antiinflamatorii. IL-13 induce o clasă de enzime de degradare a proteinelor, cunoscute sub numele de metaloproteinaze matriciale (MMP), în căile respiratorii. Aceste enzime sunt necesare pentru a induce agresiunea celulelor inflamatorii parenchimatoase în lumenul căilor respiratorii, unde acestea sunt apoi eliminate. Printre alți factori, IL-13 induce aceste MMP-uri ca parte a unui mecanism care protejează împotriva inflamației alergice excesive care predispune la asfixiere.
Se știe că IL-13 induce modificări în celulele hematopoietice, dar aceste efecte sunt probabil mai puțin importante decât cele ale IL-4. Mai mult, IL-13 poate induce secreția de imunoglobulină E (IgE) din celulele B umane activate. Eliminarea IL-13 de la șoareci nu afectează în mod semnificativ nici dezvoltarea celulelor Th2, nici răspunsurile IgE specifice antigenului induse de alergeni puternici. În comparație, suprimarea IL-4 dezactivează aceste răspunsuri. Astfel, mai degrabă decât o citokină limfoidă, IL-13 acționează mai mult ca o punte moleculară care leagă celula inflamatorie alergică de celulele neimune aflate în contact cu acestea, modificând astfel funcția fiziologică.
Semnalizarea IL-13 începe printr-un receptor multisubunitar comun cu IL-4. Acest receptor este un complex receptor heterodimer format din receptorul alfa IL-4 (IL-4Rα) și receptorul alfa al interleukinei-13 (IL-13R1). Afinitatea ridicată a IL-13 față de IL-13R1 duce la formarea legăturii acestora, ceea ce crește și mai mult probabilitatea formării unui heterodimer cu IL-4R1 și producerea receptorului IL-4 de tip 2. Heterodimerizarea activează atât STAT6, cât și IRS. Semnalarea STAT6 este importantă în inițierea răspunsului alergic. Cele mai multe dintre efectele biologice ale IL-13, ca și cele ale IL-4, sunt legate de un singur factor de transcripție, transductorul de semnal și activatorul de transcripție 6 (STAT6). Interleukina-13 și receptorii săi asociați cu subunitatea α a receptorului IL-4 (IL-4Rα) permit activarea în aval a STAT6. Proteinele JAK Janus kinaza de la capătul citoplasmatic al receptorilor permite fosforilarea STAT6, care apoi formează un homodimer activat și sunt transportate în nucleu. Odată ajunsă, în nucleu, molecula heterodimerului STAT6 reglează expresia genică a tipurilor de celule critice pentru echilibrul dintre apărarea imunitară a gazdei și răspunsurile inflamatorii alergice, cum ar fi dezvoltarea Th2. Aceasta poate fi rezultatul unei reacții alergice provocate de confruntarea cu o genă Ala. IL-13 se leagă, de asemenea, de un alt receptor cunoscut sub numele de IL-13Rα2. IL-13Rα2 (care este etichetat ca un receptor momeală) este derivat din celulele Th2 și este o citokină reglatoare imunitară pleotropă. IL-13 are o afinitate mai mare (de 50 de ori) față de IL-13Rα2 decât față de IL-13Ra1. Subunitatea IL-13Rα2 se leagă numai de IL-13 și există atât în formă legată de membrană, cât și solubilă la șoareci. O formă solubilă a IL-13Rα2 nu a fost detectată la subiecții umani. Studiile efectuate asupra plămânilor de șoareci transgenici IL-13 cu loci IL-13Rα2 nuli au indicat că deficitul de IL-13Rα2 a crescut semnificativ inflamația și remodelarea pulmonară indusă de IL-13 sau ovalbumina. Majoritatea celulelor normale, cum ar fi celulele imune sau celulele endoteliale, exprimă niveluri foarte scăzute sau nedetectabile de receptori IL-13. Cercetările au arătat că expresia pe suprafața celulară a IL-13Rα2 pe fibroblastele umane astmatice ale căilor respiratorii a fost redusă în comparație cu expresia pe fibroblastele normale ale căilor respiratorii de control. Acest lucru a susținut ipoteza că IL-13Rα2 este un regulator negativ al răspunsului indus de IL-13 și a ilustrat producția semnificativ redusă de TGF-β1 și depunerea de colagen în plămânii șoarecilor.
Interleukina-13 are un rol critic în metaplazia celulelor caliciforme. Celulele caliciale sunt umplute cu mucină (MUC). MUC5AC Mucina 5AC este un produs de mucină asemănător unui gel din celulele caliciale. Interleukina-13 induce diferențierea celulelor caliciale și permite producerea de MUC5AC în epiteliul traheal. 15-Lipoxigenaza-1 (15LO1), care este o enzimă din metabolismul acizilor grași, și metabolitul său, 15-HETE, sunt foarte bine exprimate în astm (ceea ce duce la supraexprimarea MUC5AC) și sunt induse de IL-13 în celulele epiteliale ale căilor respiratorii umane. Odată cu creșterea numărului de celule caliciale, există o producție excesivă de mucus în interiorul bronhiilor. Consecințele funcționale ale modificărilor în stocarea și secreția de MUC contribuie la mecanismele fiziopatologice pentru diverse anomalii clinice la pacienții astmatici, inclusiv producția de spută, îngustarea căilor respiratorii, exacerbarea și pierderea accelerată a funcției pulmonare.
În plus, s-a demonstrat că IL-13 induce un puternic program fibrogen în cursul diverselor boli marcate de citokine de tip 2 crescute, cum ar fi schistosomiaza cronică și dermatita atopică, printre altele. S-a sugerat că acest program fibrogen depinde în mod critic de semnalizarea directă a IL-13 prin IL-4Rα pe fibroblastele PDGFRβ+.
.