CD25-Marker

CD25-Marker

CD25, ein Schlüsselmolekül der Immunregulation, ist integraler Bestandteil der Funktion aktivierter Lymphozyten und regulatorischer T-Zellen. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Vermittlung von Immunreaktionen und hat Auswirkungen auf Autoimmunerkrankungen und Krebs. 

Wichtige Erkenntnisse:


1. CD25, Teil des IL-2-Rezeptors, ist entscheidend für die Regulierung der Immunantwort.
2. Gefunden auf T-Zellen, NK-Zellen, Tregs und anderen; während der Immunaktivierung hochreguliert.
3. Unentbehrlich für zelluläre Immunantworten und die Aufrechterhaltung der Immunhomöostase.
4. Dient als Biomarker bei Autoimmunerkrankungen, Allergien und bestimmten Krebsarten.
5. Gezielt in der Immuntherapie bei Krankheiten wie Multipler Sklerose und verschiedenen Krebsarten. 

Was ist CD25? 


CD25, auch bekannt als Cluster of Differentiation 25, ist ein essentielles Molekül, das an Immunreaktionen beteiligt ist. Es handelt sich um die Alpha-Kette des hochaffinen Interleukin-2-Rezeptors (IL2RA) und wird auch als T11-Antigen bezeichnet. Dieses 65 kDa große Transmembran-Glykoprotein befindet sich hauptsächlich auf der Zelloberfläche aktivierter Lymphozyten und spielt eine entscheidende Rolle für deren Funktion. CD25 gehört zu einer Genfamilie, die aus anderen Mitgliedern wie CD5, CD10 und CD19 besteht, die Ähnlichkeiten in Struktur und Funktion aufweisen.  

Wo wird CD25 exprimiert?


Wissenschaftler gingen ursprünglich davon aus, dass CD25 auf natürlichen Killerzellen exprimiert wird, aber inzwischen wurde gezeigt, dass es auch auf aktivierten T-Lymphozyten exprimiert wird. Im Gegensatz zu CD4- oder CD8-Antigenen, die entweder auf Alpha/Beta- bzw. Gamma/Delta-T-Zell rezeptoren beschränkt sind, kommt CD25 auf beiden Arten von rezeptortragenden Zellen vor. CD25 wird auch auf reifen natürlichen Killerzellen (NK), rezenten Thymus-Emigranten (RTE), Eosinophilen, Basophilen und einigen hämatopoetischen CD34+-Vorläuferzellen exprimiert.


Die CD25-Expression wurde auch in regulatorischen T-Zellen (Tregs) beobachtet, bei denen es sich um eine spezialisierte Untergruppe von T-Lymphozyten mit immunsuppressiven Eigenschaften handelt. Tregs spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Immunhomöostase und der Verhinderung übermäßiger Immunreaktionen. CD25 dient als Schlüsselmarker zur Identifizierung und Charakterisierung von Tregs, da es auf ihrer Zelloberfläche stark exprimiert wird.


Darüber hinaus kann die CD25-Expression als Reaktion auf verschiedene Reize dynamisch reguliert werden. Während einer Immunaktivierung oder einer Entzündung kann beispielsweise die Expression von CD25 auf T-Zellen hochreguliert werden, was auf deren erhöhte Reaktionsfähigkeit auf Immunsignale hinweist. Diese Hochregulierung ermöglicht die Expansion antigenspezifischer T-Zellen und die Erzeugung einer wirksamen Immunantwort. 

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Woran bindet CD25?


CD25 bindet an das hochaffine IL-2, das eine intrazelluläre Signalkaskade überträgt, die die Expression von Mitgliedern der Bcl-2-Familie hochreguliert, was schließlich die Apoptose von CD4-T-Zellen unterdrückt. CD25 fungiert dabei als hochaffiner IL-2-Rezeptor und ermöglicht die Vermittlung der T-Zell-Proliferation.  

Welche Rolle spielt CD25?


Im Gegensatz zu CD25+-B-Zellen, die an der adaptiven Immunantwort gegen ein Antigen beteiligt sind, sind CD25+-T-Zellen an zellulären Immunantworten beteiligt. Studien an Mäusen, denen entweder IL-2 oder sein Rezeptor fehlt, zeigen Hinweise auf eine gestörte T-Zell-Immunität, was darauf hindeutet, dass die Rolle von CD25 darin besteht, die zelluläre Immunantwort zu vermitteln. Der Verlust der CD25-Expression korreliert mit einer erhöhten IL-2-Produktion, einer verbesserten Funktion zytotoxischer T-Zellen (CTL) und einer Th1-Differenzierung, wohingegen eine gleichzeitige Hochregulierung dazu dient, die Immunreaktion gegenüber Selbstantigenen einzuschränken. 

Mechanismus der CD25-Hochregulation in T-Zellen


Die CD25-Expression in T-Zellen wird über verschiedene Wege hochreguliert. Bei der Bindung von Mitogenen oder Alloantigenen an T-Zellen löst die Aktivierung ihrer T-Zellrezeptoren einen Kalziumeinstrom aus, der zur Phosphorylierung der Proteinkinase C führt. Diese Kaskade führt letztendlich zur Hochregulierung von CD25, wobei die Spiegel das 5- bis 20-fache erreichen größer als der gesamte heterotrimere IL2R-Komplex. Darüber hinaus wird die CD25-Expression durch den Kontakt mit IL2 stimuliert, wodurch eine positive Rückkopplungsschleife entsteht, die die Bindung des Signaltransducers und Aktivators der Transkription 5 (STAT5) an den IL2RA-Genlocus (CD25) beinhaltet. Studien haben gezeigt, dass die höchste CD25-Expression innerhalb von 48–96 Stunden nach der Aktivierung auftritt, mit bis zu 60.000 Molekülen pro T-Zelloberfläche. Die CD25-Expression nimmt jedoch allmählich ab, wobei nach 10–21 Tagen ein Rückgang um 80 % beobachtet wird. Zusätzlich zu seinem Einfluss auf die IL2RA-Expression stimuliert die Bindung von IL2 an seinen heterotrimeren Rezeptor das T-Zell-Wachstum und die Effektorfunktion. Dieser Prozess umfasst Signaltransduktionswege, die zur Phosphorylierung und Translokation von dimerisierten STAT5-Proteinen, aktivierter Mitogen-aktivierter Proteinkinase (MAPK) oder p70-S6-Kinase (p70S6K) in den Zellkern führen. Diese Ereignisse fördern die Transkription weiter und tragen zur T-Zell-Aktivierung bei. 

Kann CD25 als Biomarker dienen? 


CD25 wurde in verschiedenen klinischen Bereichen als wertvoller Biomarker anerkannt. Die Expression von CD25 auf T-Zellen kann auf eine Immunaktivierung hinweisen und wurde mit verschiedenen Erkrankungen in Verbindung gebracht, darunter Autoimmunerkrankungen, allergische Reaktionen und bestimmte Krebsarten. Beispielsweise wurden Veränderungen im Verhältnis von CD4+CD25+-regulatorischen T-Zellen (Tregs) im peripheren Blut von Personen mit Sepsis mit klinischen Ergebnissen, einschließlich Überleben oder Mortalität, in Verbindung gebracht. Diese Ergebnisse legen nahe, dass CD4+CD25+ Tregs möglicherweise als Biomarker für die genaue Bewertung der Prognose von Patienten mit Sepsis dienen könnten. Die Überwachung der CD25-Expression kann dabei helfen, die Krankheitsaktivität zu beurteilen, das Ansprechen auf die Behandlung vorherzusagen und therapeutische Entscheidungen zu treffen. Darüber hinaus wurde die CD25-Expression auf regulatorischen T-Zellen (Tregs) mit Immunsuppression und -toleranz in Verbindung gebracht, was sie in Studien mit Schwerpunkt auf Immunmodulation und Immuntherapie relevant macht. Daher dient CD25 als vielversprechender Biomarker mit diagnostischen, prognostischen und therapeutischen Implikationen in verschiedenen klinischen Kontexten. 

Krankheiten, die mit erhöhten CD25-Werten einhergehen


Autoimmunerkrankung 
Neoplasie 
Infektion 
Andere 
Asthma 
Leukämien 
Humanes Immundefizienz-Virus 
Hämophagozytäre Lymphozytichistiozytose 
Aplastische Anämie 
Lymphome 
Epstein-Barr-Virus 
Allgemeinanästhesie 
Idiopathische Thrombozytopenie 
Solide Tumoren z.B. Sarkome, Kopf- und Halskrebs, Lungenadenokarzinom 
Tuberkulose 
Nierenerkrankung im Endstadium 
Uveitis 
Multiples Myelom 
Sepsis 
Verbrennungen 
Multiple Sklerose 
 
Abstoßung von Allotransplantaten 

Rolle von CD25 bei Krebs


Die CD25-Expression wird vor allem bei verschiedenen hämatologischen Malignomen beobachtet, während ihr Vorkommen auf bestimmte Arten solider Tumoren beschränkt ist. Sowohl bei hämatologischen als auch bei soliden Malignomen dient lösliches CD25 (sCD25) als Ersatzmarker für die CD25-Expression und ist im Serum betroffener Patienten signifikant erhöht. Erhöhte sCD25-Spiegel wurden mit bestimmten soliden Tumoren wie Lungenadenokarzinom, Speiseröhrenkrebs sowie Kopf- und Halskrebs in Verbindung gebracht. Ebenso weisen hämatologische Malignome, einschließlich spezifischer akuter Leukämien und Non-Hodgkin-Lymphom (NHL), hohe sCD25-Werte auf. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von sCD25 als diagnostischer und prognostischer Marker bei verschiedenen Krebsarten und ermöglichen ein besseres Verständnis und Management dieser Krankheiten. Das Verständnis des komplexen Zusammenspiels zwischen CD25-Expression, Tumorbiologie und Behandlungsansprechen ist vielversprechend für personalisierte Krebstherapien. 

Therapeutisches Potenzial von CD25 


Forscher haben CD25 als Immuntherapieziel zur Behandlung von Multipler Sklerose mit T-regulatorischen Zellen verwendet. CD25 wurde auch als potenzielles Ziel für die Behandlung der Hashimoto-Thyreoiditis identifiziert, dies ist jedoch derzeit noch experimentell. Siltuximab ist ein monoklonaler Antikörper, der die CD25-Aktivierung zur Behandlung von Immunstörungen hemmen soll.


Die Verwendung von Anti-CD25-Antikörpern birgt das Risiko, in T-Suppressorzellpopulationen Apoptose auszulösen, wodurch die Treg-Funktion verringert und eine Autoimmunerkrankung verursacht wird. Monoklonale Antikörper gegen CD25, wie Daclizumab und Basiliximab, wurden in klinischen Studien für verschiedene Krebsarten untersucht. Diese Antikörper zielen darauf ab, die IL-2-Signalübertragung zu blockieren und die Funktion regulatorischer T-Zellen (Tregs) zu stören, die Antitumor-Immunreaktionen unterdrücken können. Durch die gezielte Behandlung von CD25 zielen Immuntherapiestrategien darauf ab, die Fähigkeit des Immunsystems zu verbessern, Krebszellen zu erkennen und anzugreifen. Dieser selektive Effekt sorgt für minimale Auswirkungen auf eine gesunde Immunfunktion.


Bei Mäusen ist der Anti-CD25-Antikörper eine wirksame Methode zur Depletion von CD25(+)-FOXP3(+)-T-Regulationszellen (Tregs) in vivo und zur Verbesserung der Krebsimmunität.

Die Rolle von CD25 und PD-1 bei der Regulierung des Immunsystems


CD25 und PD-1 sind zwei Proteine, die, wenn sie auf regulatorischen T-Zellen (Tregs) bzw. aktivierten T-Zellen gefunden werden, dazu beitragen, das Immunsystem im Gleichgewicht zu halten, indem sie seine Reaktion steuern. Ohne diese wichtigen Akteure bei der Regulierung der Immunität kann es aufgrund einer ungezügelten Immunantwort zu Autoimmunerkrankungen kommen.


Untersuchungen deuten darauf hin, dass die PD-1-Signalübertragung die Funktion von CD25+ Tregs hemmen kann, was zu einer ungehemmten Immunantwort führt. Krebszellen sind Experten darin, diesen Mechanismus zu nutzen, um sich der Erkennung durch das Immunsystem zu entziehen, indem sie CD25+ Tregs durch PD-1-Signalisierung unterdrücken.


Umgekehrt könnte die gezielte Behandlung von PD-1 die Kapazität von CD25+ Tregs steigern, was zu einer besser regulierten Immunreaktion und möglicherweise besseren Ergebnissen bei Autoimmunerkrankungen oder Transplantatabstoßungen führen könnte.
21st Aug 2024 Shanza Riaz

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