Interleukiny jsou proteiny patřící do skupiny cytokinů. Podílejí se na procesu komunikace mezi buňkami imunitního systému. K čemu jsou interleukiny potřebné? Co je charakterizuje?
Obsah
- Co znamená interleukin jako cytokiny?
- Jakou roli hrají interleukiny?
- Interleukin 1
- Interleukin 2
- Interleukin 3
- Interleukin 4
- Interleukin 6
- Interleukin 7
- Interleukin 8
- Interleukin 10
- Interleukin 12
- Interleukiny a autoimunitní onemocnění
- Vliv interleukinů na odmítnutí transplantátu
- Význam interleukinů pro budoucnost medicíny
Interleukiny jsou produkovány hlavně leukocyty. Dlouho se věřilo, že pouze tyto buňky mají schopnost tyto proteiny produkovat. Ukázalo se však, že i jiné buňky, jako jsou fibroblasty nebo tukové buňky, mají schopnost produkovat interleukiny.
Tyto proteiny se účastní různých imunitních a hematopoetických procesů. Funguje jako signální molekuly. Různé typy buněk v těle mohou přijímat informace přenášené interleukiny.
Tyto sloučeniny jsou označeny čísly 1 až 33. V současné době bylo objeveno více než 48 interleukinů. Rozpor mezi těmito čísly vyplývá ze skutečnosti, že jedno číslo v názvu může definovat několik stejných látek.
Co znamená interleukin jako cytokiny?
Cytokiny jsou proteiny odpovědné za komunikaci mezi buňkami. Tvoří citlivý systém vazeb nazývaný síť cytokinů. Podílejí se například na vývoji stavů, jako je horečka.
Cytokiny mají velmi složitou a širokou aktivitu. Můžeme uvést následující nejdůležitější vlastnosti proteinů z této skupiny, které také obsahují interleukiny:
- pleiotropní - jinak vícesměrná akce. To znamená, že jeden cytokin může mít odlišný účinek v závislosti na buňce, na kterou působí
- redundance - to znamená, že různé cytokiny mohou mít stejný účinek na danou skupinu buněk
- synergismus - působení dvou cytokinů současně má silnější účinek na buňky než aktivita jednoho
- antagonismus - cytokiny opačné povahy se mohou navzájem rušit. Konečný účinek je určen rozdílem koncentrací
- pozitivní zpětná vazba - to znamená, že jeden typ cytokinů může stimulovat produkci ostatních
- negativní zpětná vazba - produkce cytokinů jedním typem buňky může blokovat jejich produkci jinými buňkami
Cytokiny a také interleukiny mohou interagovat třemi různými způsoby:
- autokrinní - to znamená, že vyrobená látka ovlivňuje buňku, která ji produkuje
- parakrin - to znamená, že látka ovlivňuje tkáně v blízkosti buňky, která je produkuje
- endokrinní - látka produkovaná buňkou vstupuje do krevního řečiště a je transportována do vzdálených orgánů postižených
Díky těmto vlastnostem vytvářejí cytokiny velmi citlivou síť vzájemných závislostí. Interleukiny jsou jeho podstatnou součástí. Koncentrace těchto signálních látek řídí imunitní odpověď.
Cytokiny ovlivňují buňku vazbou na příslušné membránové receptory. Jsou velmi citliví. I nízká koncentrace signálních molekul způsobuje buzení.
Jakou roli hrají interleukiny?
Interleukiny jsou cytokiny odpovědné za přenos informací mezi leukocyty. S jejich použitím může jedna skupina leukocytů ovlivnit druhou.
Leukocyty jsou buňky, které jsou základní složkou imunitního systému. Jejich úkolem je fagocytóza mikroorganismů a odumřelých buněk. Jsou odpovědné za tvorbu specifické reakce produkcí protilátek. Mají také schopnost neutralizovat volné radikály. Aktivitu leukocytů řídí interleukiny.
Nejdůležitější látky patřící do této skupiny:
- Interleukin 1
- Interleukin 2
- Interleukin 3
- Interleukin 4
- Interleukin 6
- Interleukin 7
- Interleukin 8
- Interleukin 10
- Interleukin 12
Interleukiny se podílejí na vzniku zánětu. Zvláštní význam má skupina sloučenin zvaná interleukin 1.
Interleukin 1
Interleukin 1 (IL 1) je název, který definuje celou skupinu cytokinů, které jsou rozhodující v procesu zánětu. Vyrábí se v reakci na různé antigeny. Faktory stimulující jeho produkci mohou být bakterie, viry nebo houby.
IL 1 působí jako univerzální stimulant zánětlivé reakce. Má také schopnost stimulovat buňky k produkci dalších prozánětlivých cytokinů.
Interleukin 1 má potenciál jako protinádorové léčivo. Intenzivní výzkum jeho používání stále probíhá. Problémem jsou silné vedlejší účinky spojené s pyrogenní a pozánětlivou aktivitou. V současné době jsou velké naděje spojeny s deriváty interleukinu 1, které by měly protirakovinné vlastnosti a zároveň omezovaly škodlivé mechanismy.
Existuje 10 různých sloučenin pod názvem interleukin 1. Nejdůležitější je:
- IL-1α
- IL-1 p
- IL-1γ
Interleukin 2
Interleukin 2 (IL 2) je nejdůležitějším cytokinem podporujícím růst T buněk, zejména těch s cytotoxickými vlastnostmi. To znamená, že IL 2 nepřímo stimuluje proces programované buněčné smrti (apoptózy) infikované viry a novotvary.
Stimulace T lymfocytů zvyšuje produkci molekul, které stimulují apoptózu na jejím povrchu.
Interleukin-2 byl ve studiích považován za protinádorový lék. Silné vedlejší účinky však tuto látku vyloučily z možného terapeutického použití.
Interleukin 3
Interleukin 3 (IL3) je cytokin produkovaný lymfocyty T. Na rozdíl od výše uvedeného významně neovlivňuje zánětlivé procesy. Jeho hlavním úkolem je stimulovat proces hemopoézy. To znamená, že IL3 stimuluje produkci různých typů krevních buněk.
Tento cytokin není aktivní u zdravých lidí. Jeho hladina stoupá během zánětlivého procesu. Jeho úkolem je zvýšit produkci krevních buněk v reakci na infekci.
Interleukin 4
Interleukin 4 (IL 4) je důležitý v procesu vývoje alergické reakce. Je široce založený a stimuluje mnoho různých buněk imunitního systému. Je produkován bazofily, žírnými buňkami a Th2 lymfocyty.
Jeho přítomnost stimuluje aktivitu makrofágů a monocytů. IL 4 se podílí na tvorbě zánětlivého ložiska. Pozitivní účinek na produkci cytokinů stimulujících hemopoézu. Zvýšení koncentrace interleukinu 4 tedy stimuluje hematopoetické procesy.
Interleukin 6
Interleukin 6 (IL 6) je vícesměrný. Je produkován monocyty a makrofágy. Faktory stimulující jeho produkci jsou pozánětlivé cytokiny, zejména interleukin 1. IL 6 přímo a silně stimuluje zánětlivé procesy.
Vysoká koncentrace této látky však může omezit rozvoj zánětu. Je to proto, že interleukin 6 blokuje syntézu zánětlivých cytokinů prostřednictvím mechanismu zpětné inhibice.
IL 6 je pyrogenní faktor. To znamená, že stimuluje zvýšení tělesné teploty během zánětu. Mezi další funkce interleukinu 6 patří aktivace T buněk a stimulace diferenciace B buněk.
Interleukin 7
Interleukin 7 (IL 7) se podílí na reakci těla na HIV. Stimuluje diferenciaci cytotoxických lymfocytů. Tyto imunitní jednotky stimulují apoptózu nebo sebevraždu buněk infikovaných virem.
Interleukin 8
Interleukin 8 (IL 8) je cytokin, který stimuluje migraci imunitních buněk v těle. To znamená, že stimuluje pohyb a šíření T lymfocytů, neutrofilů a monocytů. Tato akce má obrannou povahu.
IL 8 stimuluje uvolňování histaminu bazofily. Tento proces způsobuje alergickou reakci.
Interleukin 10
Interleukin 10 (IL10) je opačný k dříve popsaným cytokinům. Jeho hlavním úkolem je blokovat zánětlivý proces. Produkují ho B lymfocyty, makrofágy, dendritické buňky a Treg lymfocyty.
IL 10 se používá k řízení zánětlivých procesů v těle. Některé bakterie a viry mají schopnost stimulovat produkci interleukinu 10. Tímto způsobem blokují imunitní reakci našeho těla, čímž zvyšují jejich přežití.
Interleukin 12
Interleukin 12 (IL12) je antagonista IL10. To znamená, že blokuje jeho protizánětlivou aktivitu. Mezi jeho úkoly patří aktivace monocytových makrofágů a NK buněk. Stimuluje produkci interferonu.
K syntéze interleukinu 12 dochází pod vlivem různých typů patogenů.
Interleukiny a autoimunitní onemocnění
Interleukiny jsou odpovědné za udržování aktivního imunitního systému. V případě autoimunitních onemocnění však byly pozorovány zvýšené hladiny některých cytokinů z této skupiny. To naznačuje účast interleukinů na patomechanismu těchto poruch.
Interleukin 18 hraje fyziologickou roli při generování odpovědí na patogeny. Je však schopen produkovat velmi silné zánětlivé reakce. Poruchy aktivity tohoto cytokinu se podílejí na vývoji autoimunitních onemocnění. Mezi příklady patří cukrovka typu 1, roztroušená skleróza a psoriáza.
Dalším příkladem je interleukin 15. Má fyziologickou funkci, která chrání před rozvojem nemocí. Jeho aktivita může být potenciálně využita při léčbě rakoviny.
Nadměrná aktivita interleukinu15 je v současné době spojena s patogenezí autoimunitních onemocnění. Porucha jeho exprese je pozorována u takových onemocnění, jako jsou:
- systémový lupus erythematodes
- psoriáza
- zánětlivá onemocnění střev
- roztroušená skleróza
- revmatoidní artritida
Probíhá výzkum monoklonálních protilátek blokujících aktivitu interleukinu-15, které by mohly být použity při léčbě těchto onemocnění.
Vliv interleukinů na odmítnutí transplantátu
Je pravděpodobné, že IL15 se také podílí na odmítnutí organismu přijímajícího organismu.
Výše uvedený interleukin 10 má naopak opačný účinek a lze jej použít k blokování imunitní odpovědi po transplantaci.
Vliv interleukinů na odmítnutí transplantátu
Interleukiny se účastní obranných mechanismů proti mnoha chorobám. Poruchy jejich činnosti významně přispívají k rozvoji autoimunitních onemocnění. Moderní věda tyto procesy stále studuje.
Terapeutický potenciál prokazují obě látky blokující a zvyšující aktivitu interleukinů. Velkou výzvou při hledání nových léků je snižování vedlejších účinků.
Literatura
- RY. Lan, C. Selmi, ME. Gershwin. Regulační, zánětlivé a programovací role T buněk interleukinu-2 (IL-2) .. "J Autoimmun". 31 (1), s. 7-12, 8. srpna, online přístup
- Vliv interleukinu 15 na vývoj autoimunitních onemocnění, Łukasz Głowacki, 2017, Biotechnologia.pl
- MH. Dahlke, SR. Larsen, J.E. Rasko, HJ. Schlitt. Biologie CD45 a její použití jako terapeutického cíle .. „Leuk Lymphoma“. 45 (2), s. 229-36, únor 2004, online přístup
- WL. Blalock, C. Weinstein-Oppenheimer, F. Chang, PE. Hoyle a další. Transdukce signálu, regulace buněčného cyklu a antiapoptotické dráhy regulované IL-3 v hematopoetických buňkách: možná místa pro intervenci s antineoplastickými léky .. "Leukémie". 13 (8), s. 1109-66, srpen 1999. On-line přístup
- Jakub Gołąb, Marek Jakóbisiak, Witold Lasek, Tomasz Stokłosa: Imunologie. Varšava: Polish Scientific Publishers PWN, 2009, s. 91, 121.
- D. Boraschi, CA. Dinarello. IL-18 v autoimunitě: recenze .. „Eur Cytokine Netw“. 17 (4), s. 224-52, prosinec 2006, online přístup
Další články od tohoto autora
