Interleukin 5 wird durch TH2-Zellen, Mastzellen, CD34+ Vorläuferzellen, invariante NK-Zellen, innate lymphoid cells vom Typ 2 (ILC2), Eosinophile oder auch Endothelzellen gebildet und gehört zusammen mit IL-4, IL-9, IL-13 und IL-21 zur Immunantwort vom Typ 2. Diese schütz vor Helminthen (endoparasitäre Würmer), neutralisiert Toxine oder reguliert die Wundheilung und Geweberegeneration nach Infektion bzw. Verletzung. Strukturell bedingt wird das IL-5 allerdings mit IL-3 und GM-CSF in der beta common (βc) Familie zusammengefasst, da ihre Rezeptoren alle die β common chain beinhalten. Der IL-5 Rezeptor paart dabei mit der IL-5Rα Untereinheit und wird durch Eosinophile, Basophile sowie einigen B-Zellen exprimiert. Die biologisch aktive Form des IL-5 – ein ineinander verflochtener Homodimer von 30kDa – bindet dabei allerdings zuerst die IL5Rα Untereinheit und bildet dadurch einen binären Komplex bevor die βc Untereinheit rekrutiert wird und zu einem aktiven Signaling-Komplex geformt wird.
Signalisierung durch diesen Komplex induziert einerseits via JAK2/STAT5 und Ras-MAP Kinase Phathway die Eosinophilen-Differenzierung im Knochenmark, sowie deren Rekrutierung und Aktivierung zu peripheren entzündlichen Lokalitäten. Andererseits induziert IL-5 via Btk-Aktivierung die terminale Differenzierung von B-Zellen und steigert deren Synthese und Sekretion von Immunglobulinen.
Bei einer Dysregulation der Zytokin-Antwort können verschiedenste Erkrankungen entstehen. Im Rahmen von IL-5 sind dies vor allem Eosinophilen-abhängige Erkrankungen, da IL-5 wie bereits erwähnt als deren Wachstums- und Survival-Faktor agiert. Dies wurde auch in Forschungsarbeiten mit transgenen Mäusen beschrieben. Der Verlust von IL-5 Signaling führte zu Defiziten in der Entwicklung und Funktion von Eosinophilen und auch B-Zellen, während die Überproduktion von IL-5 dagegen zur Erhöhung von B-1 Zellen mit zusätzlich erhöhten Serum Antikörper-Levels führte, sowie Erhöhung der Anzahl an Eosinophilen im Blut und deren Infiltration in verschiedenste Gewebe. Im Menschen kann eine Eosinophilie unterschiedlichste Ursachen haben. Sie kann zum Beispiel durch klonale Expansion in Folge einer Mutation in den hämatopoetischen Stammzelle entstehen. Polyklonale Expansion bei sekundärer (reaktiver) Eosinophilie kann dagegen durch einer IL-5 Überproduktion (meist durch TH2-Zellen oder ILC2) entstehen und ist in verschiedenste Erkrankungen involviert wie Eosinophiles Asthma, Organ-spezifische Erkrankungen wie zum Beispiel die Eosinophile Granulomatose mit Polyangiitis (EGPA), oder auch bei Immundefekten wie dem Omenn-Syndrom. Eine Überstimulation der Eosinophilen ist wegen der Toxine, die in den Granula der Eosinophilen enthalten sind, auf Dauer für den Körper schädlich.
Anti-Drug-Antibodies wie Mepolizumab, Reslizumab (monoklonale Antikörper gegen IL-5) oder Benralizumab (monoklonaler Antkörper gegen den IL-5Rα) versuchen einer pathologischen Expansion entgegenzuwirken und werden bereits bei eosinophilem Asthma oder EGPA eingesetzt.
Die Bestimmung von eosinophilopoetischen Zytokinen wie IL-5, aber auch IL-3 und GM-CSF im Serum kann für die Diagnose einer reaktiven Eosinophilie hilfreich sein.