Interferon gamma

Interferon-gamma (IFN-γ) ist ein Zytokin der Interferon-Familie, das eine zentrale Rolle in der Immunantwort spielt. Es wird hauptsächlich von aktivierten T-Zellen (vor allem Th1-Zellen) und natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) produziert. Interferon-gamma ist ein Schlüsselzytokin der zellvermittelten Immunität, das eine starke immunstimulierende und antivirale Wirkung hat. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Abwehr intrazellulärer Pathogene und in der Regulation der Immunantwort.

Interferon-gamma ist ein Homodimer, das durch die nicht-kovalente Assoziation von zwei 17-kDa-Polypeptid-Untereinheiten gebildet wird. Während der Synthese binden sich beide Untereinheiten nach mehrfacher N-Glykosylierung antiparallel und bilden ein reifes 50-kDa-Molekül (Ealick SE et al. 1991). Bemerkenswert ist, dass die Interferon-gamma -Symmetrie darauf hindeutet, dass ein einzelnes Molekül gleichzeitig an zwei Rezeptoren binden kann, wodurch die zugrunde liegenden Reaktionen verstärkt werden. Durch Interferon-gamma ausgelöste zelluläre Reaktionen können auch eine Kreuzkommunikation mit Interferon-alpha/gamma -Rezeptoren beinhalten, wodurch die IFN-γ-Signalübertragung und ihre Auswirkungen verstärkt werden (Castro F et al. 2018).

Interferon-gamma wird hauptsächlich von aktivierten Lymphozyten wie CD4-T-Helfer-Typ-1-Zellen (Th1-Zellen) und CD8-zytotoxischen T-Zellen (Kasahara T et al. (1983) und natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) und in geringerem Maße von natürlichen Killer-T-Zellen (NKT), B-Zellen und professionellen Antigen-präsentierenden Zellen (APCs) (Castro F et al. 2018) reguliert. Seine Expression wird durch Mitogene und Zytokine wie Interleukin-12, Interleukin-15, Interleukin-18  und Typ-I-Interferone (die humane Typ-I-IFN-Familie umfasst 17 verschiedene Proteine, hauptsächlich IFN-alpha und IFN-beta/Castro F et al. 2018) induziert.

Die Wirkungen des Interferon-gamma wird durch zahlreiche Suppressoren und Antagonisten reguliert. Typ-I-IFNs können die die Produktion von Interferon-gamma reduzieren, der transformierende Wachstumsfaktor-beta und Interleukin-10 können die Aktivität von Fähigkeit von Interferon-gamma blockieren. Menschen mit angeborenen Fehlern der Interferon-gamma-Immunität sind anfällig für verschiedene bakterielle, mykogene und Protozoen-Infektionen (Casanova JL et al. 2024).Von APCs produziertes autokrines Interferon-gamma kann lokal wirken was für die frühzeitige Kontrolle der Ausbreitung von Krankheitserregern von entscheidender Bedeutung ist, während T-Lymphozyten die wichtigste parakrine Quelle von Interferon-gamma in der adaptiven Immunität sind. Unter physiologischen Bedingungen wird die konstitutive Expression von Typ-I- und Typ-II-Interferone streng kontrolliert und bleibt auf Gewebe beschränkt, ohne systemische Auswirkungen.

Die Interferon-gamma-vermittelte Signalübertragung kann jedoch auch unterdrückende immunregulatorische Effekte auf antivirale, autoimmune sowie auf Antitumorreaktionen haben (Castro F et al. 2018).

Therapeutische Anwendung: Die Aufdeckung zellulärer Ziele von Interferon-gamma ist für seine therapeutische Anwendung von entscheidender Bedeutung, um das Ansprechen von Patienten vorherzusagen, insbesondere bei Krebserkrankungen, bei denen dieses Zytokin protumorigene Wirkungen entfalten kann.

Mangel an Interferon-gamma: Kann zu erhöhter Anfälligkeit für intrazelluläre Infektionen führen (z. B. bei genetischen Defekten im Interferon-gamma -Signalweg).

Übermäßige Interferon-gamma-Produktion: Kann Autoimmunerkrankungen (z. B. rheumatoide Arthritis, Morbus Crohn) und chronische Entzündungen verstärken.

Interferon-gamma wurde über längere Zeit bei chronischen granulomatösen Erkrankungen, Lepra, viszerale Leishmaniose, Infektionen mit atypischen Mykobakterien bei Patienten mit Mangel an CD 4-positiven T-Zellen eingesetzt. Weiterhin bei: rheumatoider Arthritis, Nierenzellkarzinomen, beim Melanom, Schmincke-Tumor, CML, Haarzellenleukämie, myelodysplastischen Syndrom und bei akuten Leukämien.

1. Casanova JL et al. (2024) Interferon-γ and infectious diseases: Lessons and prospects. Science 384(6693):eadl.
2. Castro F et al. (2018) Interferon-Gamma at the Crossroads of Tumor Immune Surveillance or Evasion. Front Immunol 9:847.
3. Ealick SE et al. (1991) Three-dimensional structure of recombinant human interferon-gamma. Science 252:698–702.
4. Kasahara T et al. (1983) Interleukin 2-mediated immune interferon (IFN-gamma) production by human T cells and T cell subsets. J Immunol 130:1784–1789.
5. Ni L et al. (2018) Interferon gamma in cancer immunotherapy. Cancer Med 7:4509-4516.