Schon lange wird dem Signalmolekül Interleukin-2 (IL-2) eine wesentliche Beteiligung im Immunsystem attestiert, jedoch schlugen Versuche, pharmakotherapeutisch in seine Wirkweise einzugreifen, häufig aufgrund schwerwiegender Nebenwirkungen fehl. In einer aktuellen Studie konnten Wissenschaftler die molekularen Mechanismen des Interleukin-2-Komplexes mit seinen Rezeptormolekülen auf Immunzellen nun besser verstehen, was die Möglichkeiten für eine zielgerichtete Therapie von Tumor- der Autoimmunerkrankungen entscheidend verbessern könnte. Die Studie der Wissenschaftler von der University of California, Santa Cruz (UCSC), wurde am 17. März im renommierten Journal Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
IL-2 fungiert als Wachstumsfaktor, um die Vermehrung von T-Zell-Populationen während einer Immunantwort voranzutreiben. Hierbei nehmen verschiedene Typen von T-Zellen individuelle Rollen ein, und IL-2 stimuliert sowohl Effektor-T-Zellen, die die Immunreaktion auf bestimmte Antigene vorantreiben, als auch regulatorische T-Zellen, die das Immunsystem nach stattgefundenen Immunreaktionen wieder herabregulieren und somit besänftigen.
Die Forscher konnten zeigen, dass IL-2 in zwei verschiedenen Konformationen, also molekular-architektonischen Varianten, vorliegt, die darüber entscheiden, auf welche Weise das Molekül mit seinen Rezeptoren auf den verschiedenen T-Zellen interagiert. In Lösung wechselt IL-2 beständig zwischen einer Haupt- und einer Nebenkonformation hin- und her und zeigte sich anfällig gegenüber molekularen Störfaktoren und Mutationen, die jeweils einen bestimmte Architektur und somit einen bestimmten Effekt des Moleküls begünstigten.
Basierend auf diesem neuen Verständnis führen die Forscher die Möglichkeit auf, bestimmte Medikamente zu entwickeln, die gezielt einen bestimmten Konformationszustand von IL-2 begünstigen, um somit einen gewünschten Effekt hervorzurufen. Um regulatorische T-Zellen zu beeinflussen, könnte man IL-2 in seine Nebenkonformation überführen, und um Effektor-T-Zellen zu adressieren, könnte die Hauptkonformation stabilisiert werden.
Zudem kann die Studie nun erstmals Hinweise auf die Wirkweise bestimmter Anti-IL-2 Antikörper liefern, die im Mausmodell bereits vielversprechende Ergebnisse zeigten und autoimmune Entzündungen linderten. Ein ähnlicher Antikörper befindet sich bereits kurz vor der klinischen Erprobung am Menschen.
Zusammengefasst liefert die Studie einen wichtigen Beitrag für das Verständnis der Struktur-Wirkungs-Beziehung von Interleukin-2 mit seinen Rezeptoren und könnte die Pharmakotherapie, besonders die der Autoimmunerkrankungen, in Zukunft entscheidend verbessern.
Quelle: https://news.ucsc.edu/2020/03/interleukin-2-dynamics.html