Le citochine sono i messaggeri molecolari della risposta immunitaria innata e adattativa che permettono alle cellule del sistema immunitario di comunicare tra loro. Le vie di segnalazione mediate dai loro recettori infatti controllano la proliferazione, la differenziazione, l'attività e la sopravvivenza dei leucociti e ne mediano l'azione immunosoppressiva.Negli ultimi anni numerose ricerche hanno confermato il loro utilizzo come target terapeutici al fine di migliorare le attuali terapie disponibili contro le patologie tumorali e su base infiammatoria. Una tra le vie di segnalazione più importanti per queste attività è quella mediata dal recettore per l'interleuchina 2: questa via è infatti essenziale per la proliferazione, la regolazione e la differenziazione di numerose cellule del sistema immunitario tra cui i linfociti T, i linfociti B e le cellule NK. Grazie a queste sue attività, il ruolo del recettore per IL-2 è stato molto studiato negli ultimi anni e i risultati disponibili fino ad oggi sono molto promettenti.L'interleuchina 2 è una proteina dal peso molecolare di circa 15.5 kDa facente parte delle citochine di tipo 1 [1]. È costituita dal legame di quattro α-eliche e svolge un ruolo fondamentale nella normale funzione del sistema immunitario [2]. L'IL-2 è prodotta principalmente dai linfociti T CD4+ attivati [3] ma viene anche prodotta dai linfociti CD8+ [4], dalle cellule dendritiche attivate [5], dalle cellule NK [6] e dai mastociti [7].La sua trascrizione è mediata da numerosi fattori di trascrizione tra cui NFAT (nuclear factor of activeted T cells) [8], AP-1 (activator protein-1, complesso eterodimerico composto dalle proteine JUN e FOS), NF-κB (nuclear factor κ-light-chain-enhancer of activated B cells) e OCT-1 (octamer transcription factor-1) [9]. In particolare, il riconoscimento dell'antigene da parte del recettore dei linfociti T (TCR) causa l'attivazione di AP-1 che, insieme a NFAT, si lega al sito promotore della trascrizione di IL-2 [8]. Anche il fattore trascrizionale Forkhead Box P2 (FOXP2) contribuisce all'incremento dell'espressione di IL-2 mediante l'interazione diretta con NFAT e la formazione di un complesso trascrizionalmente attivo [10]. Per quanto riguarda la famiglia delle proteine NF-κB, il complesso RELA-p50 lega due siti del promotore di IL-2 inducendone la trascrizione; infatti, la stimolazione del TCR e del recettore CD28 nei linfociti T causa un'attivazione del complesso di trascrizione NF-κB, seguita da una ritardata ma prolungata attivazione di un altro fattore trascrizionale della stessa famiglia, il protooncogene c-Rel, che promuoveranno e sosterranno la produzione della citochina [11]. Infine, i fattori di trascrizione OCT-1 e OCT-2 collaborano con AP-1 per l'induzione alla trascrizione di IL-2 [12].Per quanto riguarda la regolazione negativa della trascrizione troviamo i fattori trascrizionali FOXP3 (Forkhead Box P3), ZEB-1 (Zinc finger E-box-binding homeobox 1), BLIMP-1 (PR domain zinc finger protein 1), SATB1 (special AT-rich sequence-binding protein-1) e IKZF3 (Ikaros family zinc finger protein 3). La proteina Forkhead Box P3 (FOXP3) inibisce l'espressione di IL-2 rimpiazzando FOXP2, ma di contro induce l'espressione sia della subunità α del recettore per IL-2 (IL2Rα) sia del recettore CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4) [10]. ZEB1 è una proteina che, legandosi al sito di avvio della trascrizione di IL-2, la inibisce [13]. Con un'azione simile troviamo la proteina BLIMP-1 che, prodotta in seguito allo stimolo di IL-2, si lega al sito promotore della trascrizione di IL-2 stessa e al sito promotore di cFos inibendone l'espressione [14]. Un ruolo interessante viene svolto da parte di HDAC1 (histone deacetylase-1) che si comporta sia come promotore sia come silenziatore della trascrizione di IL-2. Nella cellula non attivata, SATB1 si lega al sito promotore dell'IL-2 e, tramite il reclutamento di HDAC1, silenzia l'espressione dell'interleuchina; tuttavia, in seguito ad infezione da parte del virus dell'immunodeficienza umana (HIV), il reclutamento di HDAC1 da parte della proteina tat (codificata dal genoma di HIV-1) o da parte di CREB-binding protein (CBP/p300) induce la produzione di IL-2 [15]. Nei linfociti T helper 17, la proteina IKZF3, in seguito ad un segnale STAT3dipendente, inibisce l'espressione di IL-2 [16]. L'importanza di questo processo sembra essere confermata dalla presenza di traslocazioni inattivanti a carico del gene IKZF3 nella Leucemia Linfoblastica Acuta (ALL) [17]. Da citare tra i regolatori dell'espressione di IL-2, infine, sono i microRNAs che possono essere sia regolatori positivi sia regolatori negativi dell'espressione. Ad esempio, il miR9 stimola la produzione di IL-2 inibendo l'espressione di BLIMP-1 [18], il miR184 reprime l'azione di NFAT nei linfociti T CD4+ nel cordone ombelicale riducendo la produzione di IL-2 [19] e infine, in seguito alla stimolazione del TCR, il miR146a inibisce la produzione sia di IL-2 che di AP-1 [20]. Grazie al legame con il suo recettore (IL2R), l'IL-2 media la crescita e la proliferazione dei linfociti T [1], induce la proliferazione delle cellule NK e stimola la loro attività citolitica [21], promuove la proliferazione e la produzione di anticorpi da parte dei linfociti B [22] e, di contro, gioca un ruolo essenziale nello stimolo pro-apoptotico mediato da FasR (first apoptosis signal receptor) per cui risulta di fondamentale importanza nell'omeostasi e nell'eliminazione delle cellule potenzialmente autoreattive [23]. Questo è stato confermato anche dagli esperimenti effettuati su topi knockout per il gene IL-2 [24]; alla nascita, i topi IL-2 -/-presentano un numero normale di linfociti T, B e cellule NK ma, nel corso della crescita, vi è un aumento di linfociti T CD4+ CD44+ attivati, una riduzione dei linfociti T "naïve" e una massiva attivazione dei linfociti B e dei linfociti T CD8+ accompagnata da iperplasia dei linfonodi e della milza [25]. Le principali cause di morte di questi topi dovuti a fenomeni di autoimmunità sono rappresentate da una precoce anemia emolitica e dalla rettocolite ulcerosa [26]. Inoltre, questi topi presentano un'infiltrazione di cellule mononucleate in molti organi tra cui i polmoni, il pancreas, il cuore e il fegato [25]. L'overespressione di IL-2 nei topi non sembra invece causare fenomeni di autoimmunità e il compartimento linfocitario risulta non alterato; tuttavia, questi topi mostrano una disfunzione autoimmune caratterizzata da lesioni polmonari e cutanee severe con infiltrazione di cellule epiteliali dendritiche Thy-1+ a livello cutaneo e cerebrale [27].Inoltre, questi topi presentano un quadro infiammatorio generalizzato e di infiammazione delle insule a livello del pancreas che potrebbe costituire un trigger importante per la genesi del diabete di tipo 1 sebbene non sembri essere in grado di causare da solo l'insorgenza della patologia stessa [28].Data questa sua duplice azione, l'IL-2 viene oggi utilizzata nel trattamento di alcuni tumori e alcune disfunzioni del sistema immunitario. Il trattamento immunoterapico con alte dosi di interleuchina-2 viene utilizzato dal 1992 nel carcinoma metastatico a cellule renali (RCC) e dal 1998 nel melanoma metastatico. I dati presenti in letteratura mostrano una remissione completa nel 5-10% dei pazienti affetti da queste patologie con un periodo di assenza di recidive nell'ordine dei 25 anni e, nel 70% di questi individui, sembra porti ad una regressione completa del tumore dovuta all'aumentata attività del sistema contro il tumore [29]. La limitazione principale all'utilizzo dell'IL-2 ad alte dosi in immunoterapia è la sua tossicità; pazienti trattati con 50 milioni di unità ogni 8 ore presentavano un'importante risposta infiammatoria con una massiva liberazione di citochine pro-infiammatorie quali IFNγ, IL-6, TNFα e GM-CSF che, insieme alla stimolazione dei recettori IL2Rα presenti sulle cellule endoteliali, risultava in alcuni casi nella sindrome sistemica da aumentata permeabilità vascolare (SCLS) [30]. Il principio alla base del trattamento ad alte dosi è quello di saturare tutti i recettori ad alta affinità per l'interleuchina 2 (IL2Rαβγ) in modo da permettere il legame della citochina anche con i recettori ad affinità intermedia (IL2Rβγ/IL15Rβγ) aumentando lo spettro e l'intensità dell'azione di IL-2 [31]. Il trattamento con basse dosi, di contro, sembra abbia un effetto modulante sul sistema immunitario. Il razionale dietro l'utilizzo di questo schema terapeutico è la presenza di recettori ad alta affinità per IL-2 sulle cellule NK CD56 + che contribuiscono alla funzione antitumorale del sistema immunitario. Il trattamento con basse dosi è stato associato solo ad un aumento del numero di cellule NK CD56 + CD3 -ma non ad un aumento dell'attività delle stesse senza quindi mostrare una reale attività antitumorale [32]. I trials condotti con 1-2 x 10 5 UI/m 2 /dose di IL-2 per iniezione subcutanea, tre volte a settimana, in pazienti sottoposti a trapianto di midollo osseo per il trattamento della Graft versus Host Disease (GvHD) sono risultati in una selettiva espansione delle cellule Treg senza diminuzione dell'attività antileucemica e antivirale, con un basso o addirittura nullo profilo di tossicità [33].Tabella 1 | Tabella riassuntiva delle principali patologie in cui viene utilizzata l'immunoterapia con IL-2.