Цитокины управляют иммунитетом с помощью ауто-, Пара- и эндокринных сигналов Цитокины функционируют как гормоны иммунной системы, белковые сигналы от иммунных и неиммунных клеток, которые связывают клеточные рецепторы, запуская активацию, пролиферацию и дифференцировку. Коммуникация осуществляется тремя путями: аутокринным, паракринным и эндокринным. IL‑2 демонстрирует аутокринное действие, стимулируя пролиферацию продуцируемых им CD4+ Т‑хелперов. Паракринные сигналы воздействуют на близлежащие клетки, в то время как эндокринные цитокины направляются к отдаленным органам, вызывая системные эффекты.
Пять семейств цитокинов координируют воспаление, противовирусную защиту и развитие клеток Интерлейкины являются самыми разнообразными по количеству обнаруженных и действующих как на лейкоцитарные, так и на нелейкоцитарные мишени. Факторы некроза опухоли, включая TNF‑α и лимфотоксин, провоцируют воспаление, активируя эндотелий и повышая проницаемость сосудов, а некоторые лиганды TNF убивают линии опухолевых клеток через свои рецепторы. Интерфероны I типа (IFN‑α/β) вырабатываются инфицированными вирусом клетками для создания противовирусной защиты. Интерферон II типа (IFN‑γ) усиливает защиту, активируя макрофаги и CD4+ хелперы, которые, в свою очередь, усиливают IFN‑γ и IL‑2. Колониестимулирующие факторы, такие как GM‑CSF, превращают гемопоэтические предшественники в гранулоциты и макрофаги, в то время как TGF‑β сдерживает пролиферацию и дифференцировку и превращает CD4+ клетки в регуляторные клетки, которые замедляют или останавливают реакцию.
Врожденные цитокины блокируют вирусы и запускают реакции острой фазы и лихорадки Инфицированные вирусом клетки высвобождают IFN‑α и IFN‑β, побуждая соседние клетки сдерживать репликацию, разрушая мРНК и останавливая синтез белка, одновременно повышая уровень MHC I для более быстрого обнаружения и уничтожения. Поврежденные или инфицированные эпителиальные клетки, макрофаги и дендритные клетки продуцируют IL‑1β, TNF‑α и IL‑6, которые воздействуют на иммунные клетки и отдаленные органы. В печени эти сигналы индуцируют белки острой фазы, такие как С‑реактивный белок, а в головном мозге они повышают температуру тела.
IL‑12 и IL‑2 стимулируют поляризацию Th1 и цитотоксическую экспансию Когда включается адаптивный иммунитет, IL‑12 из дендритных клеток и макрофагов активирует естественные киллеры и направляет CD4+ Т-клетки в сторону Th1. Th1‑клетки секретируют IFN-γ и лимфотоксин, усиливая контроль над внутриклеточными патогенами. IL‑2 из CD4+ хелперов увеличивает активность CD8+ цитотоксических Т‑клеток и поддерживает реакцию В-клеток.
Реакции Th17 и Th2, подавление иммунитета и восстановление кроветворения IL‑6, IL‑23 и TGF‑β направляют CD4+ клетки к Th17, чей IL‑17 обеспечивает доставку нейтрофилов к очагу воспаления и помогает бороться с вирусами, бактериями и некоторыми злокачественными новообразованиями. В борьбе с паразитами IL‑4, IL‑5, IL‑10 и IL‑13 способствуют дифференцировке Th2 и активируют тучные клетки, базофилы и эозинофилы, что также способствует развитию астмы и аллергических реакций. Противовоспалительный контроль основан на IL‑10 и TGF‑β, которые преобразуют Т‑клетки в регуляторные Т‑клетки, которые подавляют, снижая экспрессию стимулирующих рецепторов и замедляя рост иммунных клеток. Стромальные клетки костного мозга поставляют GM‑CSF, M‑CSF и IL‑7 для пополнения моноцитов, гранулоцитов и клеток В, Т и NK‑клеток, в то время как сигналы хемокинов, такие как IL‑8, поступающие из фибробластов, нейтрофилов и макрофагов, направляют фагоциты к месту воспаления.