Differenzierung der Th1-Zellen:
Der Differenzierungsprozess der Th1-Zellen beginnt nach ihrer Stimulation mit der Freisetzung von Interleukin-12 aus antigenpräsentierenden Zellen. Durch die Bindung von IL-12 an seinen Rezeptor auf der Oberfläche von naiven T-Zellen erfolgt eine Phosphorylierung und damit eine Aktivierung von STAT4 (= signal transducer and activator of transcription). STAT4 diffundiert in den Zellkern und initiiert dort die Transkription von IFNγ, dem wichtigsten Zytokin der Th1-Zelldifferenzierung. Die erhöhte Expression von IFNγ führt über die Phosphorylierung der Janus-Tyrosin-Kinasen (JAK) 1 und 2 zur Aktivierung von STAT1. STAT1 ist wiederum befähigt den Transkriptionsfaktor T-bet, als wichtigsten Transkriptionsfaktor der Th1-Differenzierung zu aktivieren. Über einen positiven Rückkopplungsmechanismus wirkt T-bet zugleich auf die Expression von IFNγ. Mit dieser Art von Rückkoppelung wird die Differenzierung der Th1-Zellen stabilisiert und aufrechterhalten. Über die Expression von TBX21 (sowie einem weiteren Transkriptionsfaktor = Homeoboxfaktor HLX1) wird die Entwicklung der Th2-Zellen durch Bildung von Th2-spezifischen Zytokinen supprimiert.
Die eigentlichen Effektoren der Th1-Immunantwort sind Makrophagen, die letztlich das auslösende Agens (z.B. einen Erreger) durch Phagozytose beseitigen. Aktivierte Makrophagen schütten die proinflamatorischen Zytokine IL-2, IL-5, Lymphotoxin alpha und TNFalpha aus. Desweiteren sezernieren sie IL-12 und Interferon gamma, um über eine stimulierende Rückkopplung die Th1-Zellpopulation zu stabilisieren.Verschiebt sich die Homöostase zwischen den T-Zellpopulationen und etabliert sich ein Ungleichgewicht zu Gunsten einer T-Zell-Population so führt dies zu Erkrankungen der verschiedensten Art. Ein Ungleichgewicht zugunsten von Th2-Zellen besteht in Verbindung mit einer supprimierten Th1-Antwort bei versch. allergischen Erkrankungen.
Differenzierung der Th2-Zellen:
Der Th2-Differenzierungsprozess wird durch die Zytokine IL-4 und IL-13 dominiert und gesteuert. Auf naiven T-Zellen führt die Bindung an ihre Rezeptoren über die Janus-Tyrosin-Kinasen (JAK) 1 und 3 zur Aktivierung des Transkriptionfaktors STAT6 (Signal transducer and activator of transcription protein 6). STAT6 interagiert dann direkt mit GATA3 um die Th2- Differenzierung zu initiieren. Hierfür ist GATA3 essenziell. GATA3 wird in Th2-Zellen massiv, in Th1-Zellen jedoch nur gering exprimiert. Eine Blockade von GATA3, führt in bereits differenzierten Th2-Zellen, zur Blockade der Th2-Zytokinproduktion und zur Initiierung einer Th1-Reaktion. Beide Transkriptionsfaktoren, TBX21 und GATA3, besitzen die Fähigkeit die Zytokinproduktion der jeweils anderen T-Subpopulation zu inhibieren. Zudem besitzt GATA3 die Eigenschaft in einer Art „Autoaktivierung“ die eigene Expression unabhängig von STAT6 anzuregen und damit die Th2-Zelldifferenzierung zu stabilisieren. Genetische Varianten von GATA3 haben einen Einfluss auf atopische Phänotypen wie allergische Rhinitis oder atopisches Ekzem. Die Effektormechanismen der immunologischen Th2-Antwort werden v.a. durch IL-4 eingeleitet. IL-4 bindet an naive B-Zellen und induziert dadurch die Bildung von allergenspezifischen IgE. Vor allem durch die beiden Th2-spezifischen Zytokine IL-4 und IL-13 werden charakteristische allergische Reaktionen vom Typ I vermittelt, z.B. die Produktion von allergenspezifischem IgE aus B-Zellen.