Zytokin
Als Zytokine (auch: Cytokine; von altgriechisch κύτος kýtos "Gefäß", "Höhlung"; und kinos "Bewegung" ) werden Proteine bezeichnet, die das Wachstum und die Differenzierung von Zellen regulieren. Es handelt sich um eine Gruppe von Peptiden, die vor allem die Proliferation und Differenzierung von Zielzellen einleiten oder regulieren. Einige Zytokine werden dementsprechend als Wachstumsfaktoren bezeichnet, andere spielen eine wichtige Rolle für immunologische Reaktionen und können dann als Mediatoren bezeichnet werden. Man unterscheidet im Wesentlichen fünf Hauptgruppen von Zytokinen: Interferone, Interleukine, kolonie-stimulierende Faktoren, Tumornekrosefaktoren und Chemokine.
In der Zellbiologie nimmt die Bedeutung der Zytokine ständig zu. Mehrere Zytokine werden heute bereits kommerziell als rekombinante Proteine produziert.
Interferone (IFN)
Interferone sind Zytokine, die Zellen anweisen, Proteine zu bilden, die sie gegen virale Infektionen widerstandsfähiger machen. Es gibt verschiedene Interferone (IFN ɑ/β/ɤ), die von Leukozyten (insbesondere von Monozyten und Makrophagen) und Fibroblasten gebildet werden und eine immunstimulierende, vor allem antivirale und antitumorale Wirkung haben. Interferone werden auch als Arzneistoffe eingesetzt, insbesondere zur Behandlung der Multiplen Sklerose oder der durch Viren ausgelösten chronischen Leberentzündungen. Hierbei kommt vor allem das pegylierte Interferon zum Einsatz. Dieses gewährleistet eine verzögerte und somit zeitlich längere Wirkstofffreisetzung. Nebenwirkungen sind hier unter anderem als ausgeprägte grippeähnliche Symptome möglich.
Interleukine (IL)
Interleukine sind Zytokine, die zur Kommunikation der Immunabwehrzellen (Leukozyten) untereinander dienen, um so koordiniert Krankheitserreger oder auch Tumorzellen zu bekämpfen. Weiterhin vermitteln bestimme Interleukine wie IL-1β und IL-6 gemeinsam mit dem Tumornekrosefaktor α auch systemische Wirkungen. Hierzu zählen z.B. die Auslösung von Fieber sowie generalisierte Durchblutungs- und Permeabilitätsteigerungen, sodass diese Zytokine im Falle einer Sepsis zu Kreislaufversagen führen können. Das Blut versackt regelrecht im peripheren Gewebe.
Koloniestimulierende Faktoren (CSF)
- siehe Hauptartikel: kolonie-stimulierender Faktor
Hierbei handelt es sich um Wachstumsfaktoren der roten und weißen Blutkörperchen (→ Hämatopoetische Wachstumsfaktoren), zu denen u. a. das Erythropoetin gehört, das von der Niere produziert wird und die Bildung der roten Blutkörperchen anregt, zu diesem Zweck aber auch als Arzneistoff eingesetzt wird. Außerdem Wachstumsfaktoren der weißen Blutkörperchen (z. B. G-CSF, Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor). Therapeutische Einsatzmöglichkeiten gibt es bei der Niereninsuffizienz, bei Knochenmarkschäden nach Chemotherapie oder beim Myelodysplastischen Syndrom (MDS).
Tumornekrosefaktoren (TNF)
- siehe Hauptartikel: Tumornekrosefaktor
Chemokine
Chemoattraktoren oder chemische Lockstoffe veranlassen Zellen mit passenden Rezeptoren, zur Quelle der Chemokine zu wandern (Chemotaxis: durch chemische Reize ausgelöste Orientierungsbewegung der Immunzellen).
Zytokinrezeptoren
Die Rezeptoren für Zytokine lassen sich in sieben Gruppen unterteilen:
- Hämatopoetin-Rezeptorfamilie, Rezeptoren für IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-7, IL-9, IL-11, IL-12,IL-13, IL-15
EPO, TPO, LIF, G-CSF, GM-CSF - Interferon-Rezeptorfamilie, Rezeptoren für IFNa/b, IFNg, IL-10
- TNF-Rezeptorfamilie (death receptors), Rezeptoren für TNFα, TNFβ, FasL, CD27, CD30, CD40 (Trimere Rezeptoren)
- Immunglobulin(Ig)-Superfamilie-Rezeptoren,
Rezeptoren für IL-1a, IL-1b (aber auch BCR, TCR, MHC u.a.) - Tyrosinkinase-Rezeptoren,
Rezeptoren für M-CSF, SCF- Ras/Raf-pathway
- Jak/STAT-pathway
- Serin-/Threoninkinase-Rezeptoren, Rezeptoren für TGFβ u.a.
- Chemokin-Rezeptoren (7TMHR)
Zytokinsturm
Synonym: Anaphylaxie, anaphylaktischer Schock. Überreaktion des Immunsystems; Ausschüttung großer Mengen an entzündungsauslösenden Botenstoffen. Ein Zytokinsturm war die Ursache für multiples Organversagen bei sechs Probanden während der Erprobung des CD28-Antikörpers TGN1412 der Firma TeGenero in einer Phase-I-Studie am 13. März 2006.