Интерфероны что это такое простыми словами
Cобственный интерферон —
лучший из возможных
Как организм вырабатывает интерферон. Эффективность естественных интерферонов для иммунитета. Бактериальные лизаты как естественный активатор иммунной системы и стимуляции собственного интерферона.
Человек борется с вирусами с незапамятных времен. За миллионы лет эволюции наш организм выработал универсальную стратегию борьбы с неприятелем. Одним из ключевых игроков этого противостояния являются интерфероны. Это вещества, помогающие организму в короткий срок справиться с вирусами. Сегодня существует большое количество препаратов, содержащих в своем составе те или иные интерфероны. Но так ли они эффективны как собственный интерферон, вырабатываемый организмом?
Что такое интерферон?
В настоящее время известно более 20 интерферонов, которые подразделяются на три типа 3,4 :
Как работают собственные интерфероны человека?
Противовирусные свойства интерферонов вызывали у исследователей большой интерес с точки зрения терапии ряда заболеваний. И со временем благодаря различным медицинским и технологическим возможностям удалось получить лекарственные препараты, которые содержат в своем составе интерферон.
Использование препаратов интерферона в медицине
Препараты интерферона активно используются в лечении широкого спектра вирусных заболеваний. В частности, речь идет о вирусе папилломы человека, вирусных гепатитах, герпетической инфекции, а также гриппа и простудных заболеваний. Важным фактором выбора препаратов, содержащих интерферон для лечения того или иного заболевания, будет являться концентрация интерферона в препарате, то, каким способом он получен и какой тип интерферона (α, β, γ или λ) содержит в своем составе. Несмотря на то, что существуют препараты интерферона, которые отпускаются без рецепта, все же с врачом лучше заранее проконсультироваться, поскольку в отношении этих препаратов есть ряд противопоказаний. По способу получения препараты интерферона можно поделить на 4 типа 6,7 :
Преимущества и недостатки привнесенных интерферонов
К преимуществам препаратов, содержащих в своем составе интерфероны, можно отнести их доступность. Немаловажное преимущество интерферонов – возможное их применение против широкого спектра вирусов.
Сравнительно высокий уровень безопасности препаратов интерферона позволяет их применять и детям, которые, как известно, часто болеют гриппом и другими ОРВИ.
Экстренная иммунозащита от вирусов
Наш организм в процессе эволюции приспособился к борьбе с вирусами, однако при необходимости мы можем ему помочь, не сильно вмешиваясь в его работу.
Собственный интерферон – лучший из возможных
Интерфероны являются одной из групп цитокинов, которые проявляют антивирусное и иммуномодулирующее действие. Это система белков, обеспечивающих естественный иммунитет и влияющих на адаптивный.
Вступление
Системе интерферона отводится одна из ключевых ролей в иммунорегуляции.
Эндогенный и экзогенный интерферон
Индукторы интерферона
В настоящее время существует три класса индукторов интерферона 6 :
Топические бактериальные лизаты в качестве вторичных индукторов интерферона
Эффективность ИРС ® 19 и Имудон ® : данные исследований
В отношении эффективности и безопасности топических иммунокорректоров ИРС®19 и Имудон® проведено несколько крупных исследований.
Определение сывороточного интерферона, а также ИФНα и ИФНγ проводилось в НИИ вирусных препаратов РАМН им. Анджапаридзе. В частности, авторы установили, что у часто болеющих детей имеется серьезный дисбаланс в системе интерферона. При нормальных уровнях сывороточного ИФН у таких детей существенно снижена индуцированная продукция ИФНα и ИФНγ.
В ходе данного исследования авторы установили, что 2-недельный курс лечения иммунокорректором ИРС®19 приводит к существенному повышению продукции ИФНα у часто болеющих детей. В частности, почти у 67% детей опытной группы (получавших ИРС®19) восстанавливалась способность лейкоцитов к нормальному синтезу ИФНα, что повышает противовирусную резистентность. В контрольной группе этот показатель был на уровне 33%.
В ходе исследований также оценивался и такой показатель, как частота бактериальных инфекций. У детей обеих групп этот показатель снизился, однако если в опытной группе снижение частоты бактериальных инфекций дыхательных путей было на уровне 68,4%, то в контрольной группе – 42,9%. Применение ИРС®19 также позволило сократить частоту использования антибиотиков (1,2 раза в год против 2 раз в год у детей контрольной группы).
По результатам исследования, установлены следующие терапевтические эффекты препарата Имудон®:
Увеличение уровня интерферона после курса лечения препаратом Имудон®. Интересно, что по окончании лечения у детей контрольной группы в обеих подгруппах уровень интерферона в крови составил 5,4 МЕ/мл.
Что такое интерферон
Борьба с вторжением микроорганизмов, в том числе вирусов, – непростая задача как для взрослых, так и для детей всех возрастов. За защиту нашего организма от микробов отвечает иммунная система, которая представлена различными клетками и активными веществами, которые в норме призваны оберегать наше здоровье от внешней агрессии. Одним из таких механизмов защиты являются интерфероны.
Сегодня этим термином называют ряд белков, у которых наблюдаются похожие свойства, а именно – возможность влиять на размножение вирусов. Организм выделяет интерферон в ответ на вторжение вирусов, бактерий и появление продуктов их метаболизма. Они также обладают иммуномодулирующей активностью, воздействуя на различные звенья иммунитета.
Интерфероны отличаются неспецифической активностью, а это значит, что они активны против любых микроорганизмов, попавших внутрь. Лекарственные препараты с его содержанием применяются во всех направлениях медицины, в том числе при лечении онкологических заболеваний. [i]
Происхождение термина
Система интерферонов (ИФН) была создана природой более 500 миллионов лет назад. ИФН появились у первых позвоночных. Биологическое действие ИФН отличается универсальностью и достаточно высокой активностью против многих ДНК- и РНК-содержащих вирусов. [ii]
Свое название интерфероны получили от английского «interfere with», что в переводе означает «мешать, препятствовать». Впервые мир о них услышал в 1960-е годы прошлого столетия, когда английский ученый Алик Айзекс и швейцарский ученый Джон Линденманн обнаружили, что животные, которые были заражены вирусом одного типа, становились невосприимчивыми к ряду других вирусов. Этот феномен, с которыми до этого не сталкивался никто из ученых, назвали интерференцией, а сами белки интерферонами. [iii] В процессе своих исследований Айзекс и Линденманн завели специальный блокнот, который назвали «В поисках интерферона». Сегодня этот блокнот историки считают первым учебником, освещающим значение слова интерферон для всего человечества.
Когда научное сообщество все же оценило перспективу дальнейшего изучения вещества, то практически сразу для координации научной программы исследований был создан Научный комитет по интерферону. [iv] Его главой стал Алик Айзекс. В списке главных задач этого сообщества было развитие методов производства максимально безопасных препаратов с содержанием интерферона. Самая большая трудность состояла в очистке интерферонов, чтобы лекарства не могли нанести человеку вред. Но ученые были полны энтузиазма и приступили к работе.
Научные исследования интерферонов
В июне 1960 года ученые решились на смелый шаг – набрать добровольцев и впервые в истории человечества провести испытание интерферона на них. Поскольку из всех видов животных наиболее близки к человеку приматы, эксперименты проводились с применением интерферонов, полученных от них. Добровольцев заражали вирусом Коксаки (один из видов энтеровирусов, способный вызывать менингит), после чего им вводили в некотором количестве обезьяний интерферон.
Через некоторое время ученые подвели итоги опыта: в назальных смывах всех добровольцев был обнаружен вирус возбудителя заболевания, однако симптомы заболевания проявились только у одного испытуемого. Это означало, что интерферон действует и способен защищать человека от болезней. Таких экспериментов было проведено немало, и все они подтверждали – за препаратами с содержанием ИФН большое будущее.
В СССР в конце 1960-х гг. известный вирусолог и эпидемиолог, академик АМН СССР Валентин Дмитриевич Соловьев вместе со своими соратниками предложил оригинальную технологию производства интерферона. При таком изготовлении применялись лейкоциты плацентарной крови, которая поступала от рожающих женщин. Стимуляция ИФН в лейкоцитах производилась вирусом Ньюкасла, который чаще всего поражает домашнюю птицу.
Впервые испытание человеческого лейкоцитарного интерферона, произведенного в СССР, прошло в 1969 году, во время эпидемии гонконгского гриппа. Почти четырнадцать тысяч людей получили препарат интраназально. При подведении итогов исследования выяснилось, что эффективность ИФН в зависимости от возраста испытуемых доходила почти до 70%. Т.е. большинству участников удалось не заразиться гриппом, который во многих странах мира унес десятки тысяч человеческих жизней. С тех пор интерферон стал широко применяться для всех групп населения, в том числе в детских садах и школах, для предотвращения развития эпидемий.
Сегодня ученые уверены – открытие интерферонов входит в число величайших открытий XX века. Оно оказало значительное влияние не только на развитие вирусологии, но и на продвижение других медицинских направлений. В процессе своей работы ученым на сегодняшний день уже удалось описать более трехсот различных эффектов ИФН. Это без лишних слов определяет медицинскую значимость препаратов такого типа.
Классификация интерферонов
Исследователи выделяют четыре основных класса ИФН:
Все классы интерферонов способны бороться против вирусов и некоторых других патологических агентов. Также они активируют и усиливают действие макрофагов – «клеток-воинов» и «клеток-целителей», которые способны захватывать и переваривать вирусы, бактерии и другие токсичные для организма частицы.
Существует лейкоцитарный интерферон, который производится из крови человека, и рекомбинантный, полученный благодаря биоинженерным технологиям. Препараты, в основе которых лежит рекомбинантный интерферон, считаются более безопасными, так как их изготавливают без применения крови доноров.
Как правило, препараты, полученные из донорской крови, по своему составу различаются даже у одного производителя. Кроме неоднородности состава, к недостаткам этого вида препаратов относится низкая степень очистки от вирусных частиц. [v] Кроме того, производство человеческого лейкоцитарного интерферона требует значительных финансовых затрат. В настоящее время иммуномодуляторы и другие препараты лейкоцитарного ИФН применяют реже, чем рекомбинантного.
В 1989-90 гг. прошлого века были проведены первые клинические испытания отечественного рекомбинантного ИФН альфа-2б. Эксперименты проводились не только с применением инъекционной формы, но и с такими лекарственными формами, как мазь, гель и суппозитории. Так, например, для изготовления препарата ВИФЕРОН используется именно рекомбинантный интерферон, то есть интерферон, произведенный с помощью современных технологий, не требующих использования компонентов крови. Он безопасен, так как при его использовании отсутствует риск передачи через кровь различных заболеваний.
Можно ли применять интерфероны во время беременности?
Снижение иммунитета при беременности необходимо для продолжения вынашивания плода, но часто провоцирует развитие простудных и других вирусных заболеваний у будущей мамы. В этом случае на помощь могут прийти препараты с содержанием интерферона. Однако, большинство лекарственных препаратов необходимо с осторожностью применять при беременности. Помните – лекарство будущим мамам можно применять только в том случае, если об этом указано в инструкции. Выбирайте только те препараты, которые принесут пользу женщине и не нанесут вреда малышу. Например, это может быть противовирусный препарат ВИФЕРОН суппозитории ректальные, который разрешен с 14-й недели беременности.
Можно ли применять интерфероны для лечения детей?
Лекарства на основе интерферона показаны всем возрастным группам, включая новорожденных детей. При непременном выполнении главного условия – об этом тоже должно быть указано в инструкции. Для младшей возрастной группы одна из самых удобных лекарственных форм – свечи (суппозитории), так как при их применении не возникает проблем с глотанием или неприятием вкуса, которые характерны для многих малышей.
При введении свечи в прямую кишку действующее вещество сразу же всасывается и начинает активно работать. Таким образом оказывается системное противовирусное воздействие на организм. При таком методе применения препарата лекарство минует желудочно-кишечный тракт, где на препарат воздействует соляная кислота и ферменты.
Как работают интерфероны
Способность производить различные типы ИФН учеными была обнаружена у иммунокомпетентных клеток, а также у некоторых клеток соединительной ткани. После того, как патогенные клетки проникли внутрь, они тут же приступают к процессу воспроизводства. В ответ на это клеточные структуры начинают продуцировать интерфероны, которые действуют внутри и выходят за ее пределы, задействуя при этом «клетки-соседи» и передавая им информацию о том, что в организм проник вражеский агент, которому надо дать отпор. Таким образом обеспечивается сдерживание активного размножения вирусов и их способности к передвижению. Противовирусное действие препаратов, содержащих ИФН, основано на блокировании размножения вируса внутри клетки и повышении резистентности у других, пока еще не зараженных клеток.
Интерферон при вирусном гепатите (В, С)
Препараты с содержанием интерферона при вирусном гепатите применяются при активном воспроизводстве вируса в клетках печени. Применение препаратов ИФН позволяет уменьшить воспроизводство вируса, убрать воспаление и в некоторых случаях может помочь предотвратить переход гепатита в цирроз, а также карциному, которые опасны для жизни.
Интерферон приинфекционно-воспалительных заболеваниях урогенитального тракта [vi]
Поскольку любое заболевание, передающееся половым путем (например, хламидиоз, трихомониаз, гонорея, вирус папилломы человека) всегда сопровождается снижением показателей иммунитета, важным компонентом в лечении этих болезней является применение препаратов с содержанием интерферонов. [vii]
Интерферон при герпетической инфекции
Герпес – это вирус, который остается в организме навсегда. Кроме того, в течение жизни человек многократно инфицируется новыми штаммами вируса герпеса. При этом в организме могут одновременно существовать несколько видов и штаммов вирусов. При сниженных показателях иммунитета он активируется, провоцируя рецидив заболевания. Именно «особые взаимоотношения» вируса и организма человека являются основой формирования противовирусного иммунитета, которому могут помочь лекарственные препараты с содержанием интерферона. Неспецифическая иммунотерапия препятствует рецидивам заболевания и делает периоды ремиссии более длительными.
Интерферон при ОРВИ и гриппе
Препараты с содержанием интерферона широко применяются при острых респираторных вирусных инфекциях, в том числе при гриппе. Применение таких препаратов помогает избавиться от неприятных симптомов, ускорить процесс выздоровления и предупредить развитие осложнений. 1 Данные вещества отличаются широким спектром противовирусной активности и борются с более чем 300 вирусами ОРВИ, включая грипп.
Также стоит отметить, что к препаратам с содержанием интерферона отсутствует эффект привыкания, так как вирусы не способны стать устойчивыми к их воздействию.
Свечи, гель и мазь с содержанием интерферона
Один из препаратов, который содержит в своем составе интерферон, – это комплексный противовирусный иммуномодулирующий препарат ВИФЕРОН широкого спектра действия для детей и взрослых. Он способствует блокировке вируса и восстановлению показателей иммунитета. Оригинальная формула препарата – это сочетание интерферона альфа-2b и высокоактивных актиоксидантов. Он обладает универсальным действием в отношении широкого спектра вирусов и других возбудителей заболеваний.
Препарат, который производят в виде суппозиториев, геля и мази, разработан в результате фундаментальных исследований в области иммунологии, доказавших, что в присутствии антиоксидантов (витамины С, Е и другие) усиливается противовирусное действие интерферона. В состав препарата ВИФЕРОН входит рекомбинантный ИФН, который производится без использования компонентов крови человека.
В 2019 году, при подведении итогов ежегодной премии Russian Pharma Awards, проводимой по результатам опроса медиков России (в опросе участвует более 500 000 человек), в номинации «Самый назначаемый препарат от ОРВИ для детей с первых дней жизни» победил лекарственный препарат ВИФЕРОН.
Показания к применению препарата ВИФЕРОН:
Справочно-информационный материал
Врач общей практики
Интерфероны
Цитокины.
Структура и механизм действия большинства цитокинов охарактеризованы достаточно полно. Благодаря использованию методов генной инженерии и современной биотехнологии многие цитокины в настоящее время производятся в виде рекомбинантных препаратов, идентичных эндогенным молекулам, в количестве достаточном для их клинического применения.
Многие микроорганизмы – бактерии, дрожжи, вирусы – используются в качестве реципиентов чужеродного генетического материала с целью получения рекомбинантных штаммов – продуцентов биотехнологической продукции. Так получены рекомбинантные штаммы Е. coli, продуцирующие интерфероны, инсулин, гормоны роста, разнообразные антигены; штаммы В.subtilis, вырабатывающие интерферон; дрожжи, продуцирующие интерлейкины и др.
Использование рекомбинантных цитокинов, обеспечивающих адекватную и целенаправленную медикаментозную коррекцию иммунных дисфункций, повышает эффективность иммунотерапии и лечения в целом. Вводимые в организм цитокины восполняют дефицит эндогенных регуляторных молекул и полностью воспроизводят их эффекты. Это особенно важно в условиях тяжелой или хронической патологии, когда применение традиционных иммуномодуляторов или индукторов синтеза цитокинов бесполезно из-за истощения компенсаторных возможностей иммунной системы. В настоящее время терапия рекомбинантными цитокинами является одним из наиболее перспективных и постоянно расширяющихся направлений иммунофармакологии.
Особое место в свете современных представлений о молекулярных механизмах иммунных реакций принадлежит интерферону гамма (далее – интерферон-y, IFN-y) – регуляторному цитокину иммунного ответа.
На основе рекомбинантного IFN-y создан препарат РЕКОФЕРОН® ГАММА. Рекомбинантный IFN-y в организме животных и человека при терапии и профилактике заболеваний различной этиологии обеспечивает адекватную и целенаправленную медикаментозную коррекцию иммунных дисфункций, восполняя дефицит эндогенных регуляторных молекул и полностью воспроизводя их эффекты. Высокая иммунокорригирующая эффективность, прогнозируемость и селективность его действия обусловлены наличием на клетках специфических рецепторов, и существованием природных механизмов его элиминации. Лекарственные препараты на основе рекомбинантного IFN-y являются мощными средствами патогенетической иммуно-ориентированной терапии и обладают как прямым замещающим действием, так и оказывают различные индуктивные эффекты. В настоящее время они находят широкое применение в лечении инфекционных, онкологических и некоторых других заболеваний животных.
КЛАССИФИКАЦИЯ И РОЛЬ ИНТЕРФЕРОНОВ
В настоящее время известно более 20 интерферонов, различающихся по структуре, биологическим свойствам и преобладающему механизму действия. IFN подразделяют на три типа:
Вирусные интерфероны индуцируются в процессе вирусной инфекции, а синтез интерферонов II типа (IFN-y) индуцируется митогенными или антигенными стимулами. Большинство типов вирусоинфицированных клеток способно синтезировать IFN-a/b в клеточной культуре. В противоположность этому IFN-y синтезируется только некоторыми клетками иммунной системы, включая естественные киллерные (NK) клетки, CD4 Т-клетки и CDS цитотоксические супрессорные клетки.
| Характеристика | IFN-a | IFN-b | IFN-y |
|---|---|---|---|
| Химическое строение | Протеин | Гликопротеин | Гликопротеин |
| Молекулярный вес, кДа | 17,5-23,0 | 23,0 | 20,0-23,0 |
| Число кодирующих генов | более 20 | 1 | 1 |
| Количество подтипов | По крайней мере, 22 у человека, еще несколько определены у животных | 1 | 1 |
| Функциональная форма | Мономер | Димер | Димер |
| Кислотоустойчивость | Есть | Есть | Нет |
| Индукторы | Вирусы (РНК > ДНК), В-митогены | Вирусы (РНК > ДНК), В-митогены | Антигены, Т-митогены |
| Основные источники | Моноциты, В-лимфоциты | Эпителиоциты, моноциты | Т-лимфоциты, NK-клетки |
| Механизм действия | Угнетает синтез белка | Угнетает синтез белка | Усиливает антигены МНС, активизирует цитотоксические Т-клетки, макрофаги и NK-клетки |
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНТЕРФЕРОНОВ
Противовирусное действие
Блокада транскрипции генов, кодирующих IFN, осуществляется за счет выработки клеткой белка-супрессора, связывающего на цепи нуклеиновых кислот область, контролирующую транскрипцию данных генов. Кроме того, для запуска транскрипции необходим белок-активатор, разблокирующий и активирующий эту зону. Индукторы IFN могут влиять как на угнетение вы-работки белка-супрессора, так и на активацию синтеза белка-активатора. Активация генов приводит в действие синтезирующую белок систему клетки, в результате чего осуществляется синтез и секреция IFN.
Таким образом, под воздействием IFN в клетке синтезируется два фермента, один из которых расщепляет вирусную РНК, а другой тормозит синтез вирусных белков. В результате новые вирусные частицы либо вовсе не формируются, либо их число уменьшается в десятки или сотни раз.
Под влиянием IFN повреждается и синтезирующая белок система клетки, что может привести к ее гибели. Однако это касается только клеток, инфицированных вирусом. Неинфицированные клетки индифферентны к воздействию IFN, поскольку оба вышеуказанных белка активируются лишь в присутствии вирусной РНК. Некоторые вирусы способны блокировать противовирусное действие IFN. Так, например, аденовирусы продуцируют специфическую РНК, которая предотвращает активацию протеинкиназы.
Противовирусный эффект интерферонов обобщен и представлен на схеме ниже.
Эти механизмы интегрально реализуют противовирусный эффект, приводя к подавлению репликации вируса.
Иммуномодулирующее действие
IFN обладают не только противовирусным, но и иммуномодулирующим действием за счет влияния на экспрессию рецепторов главного комплекса гистосовместимости (МНС). IFN увеличивают экспрессию молекул 1-го класса МНС на всех видах клеток, тем самым улучшая распознавание инфицированных клеток цитотоксическими Т-лимфоцитами (CTL). Кроме того, IFN-y усиливает экспрессию молекул 2-го класса МНС на антигенпрезентирующих клетках, в результате чего улучшается презентация вирусных антигенов CD4+ лимфоцитам и активируются натуральные киллеры (NK-клетки). IFN также стимулируют фагоцитоз.
Регуляция иммунного ответа цитокинами (см. рисунок ниже), в том числе интерферонами, происходит по эстафетному принципу, воздействие цитокина на клетку вызывает образование ею других цитокинов – цитокиновый каскад.
Антипролиферативное и противоопухолевое действие
Антипролиферативный и противоопухолевый эффекты IFN объясняются следующими механизмами:
Антибактериальное действие
В последние годы показано, что IFN обладают также антибактериальным эффектом, в основе которого лежит способность IFN индуцировать активность некоторых ферментов в пораженной клетке:
Кроме того, антибактериальная роль IFN-y заключается в активации макрофагов, которые продуцируют провоспалительные цитокины, а также активные формы кислорода и азота, простагландины. Эти факторы способствуют развитию воспалительного процесса, ведущего к гибели бактерий.
ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЭНДОГЕННОГО ИНТЕРФЕРОНА ГАММА
Индуцировать выработку IFN-y способны интерфероногенные вещества, антигены, Т-митогены и некоторые цитокины. Продукция IFN-y находится под контролем цитокинов. IL-12 и IL-18 усиливают его экспрессию, а IL-2 способствует реализации функции CD4+ лимфоцитов, активируя выработку IFN-y.
Синтез IFN-y подавляется IL-4, IL-10, дексаметазоном, циклоспорином А, вирусными белками-супрессорами, раковыми клетками.
Фоновое количество IFN-y всегда есть в организме, даже если нет ин-фекции, например, анализ на интерфероновый статус показывает у здоровых людей и животных всегда определяемое количество IFN в крови, оно при стимуляции или инфекции многократно возрастает. Однако при герпе-свирусной инфекции и на последних стадиях опухолевого процесса, количество IFN-y стремиться к нулю, так как вирус герпеса и раковые клетки продуцируют белки, блокирующие синтез IFN-y. Поэтому при герпесвирус-ной инфекции и раке индукторы интерферонов бессмысленны, их нужно вводить в организм извне.
IFN-y обладает сходным с другими IFN биологическим действием (подавление репликации вирусов, антипролиферативное действие, иммуномодулирующий эффект), но IFN-y теснее связан с системой цитокинов и вносит более существенный вклад в иммунорегуляцию.
Биологическая активность IFN-y реализуется через специфические клеточные рецепторы и внутриклеточный сигнальный протеинкиназный каскад, приводящий к активации соответствующих транскрипционных факторов и транскрипции целого семейства генов, кодирующих факторы резистентности к инфекционным агентам и комплементарные цитокины.
Т-лимфоциты и макрофаги. Важнейшей функцией IFN-y является его участие в опосредовании взаимосвязей между лимфоцитами и макрофагами и в регуляции соотношения клеточной и гуморальной составляющих адаптивного иммунного ответа (рис. 1). IFN-y служит стимулятором макрофагов, способствуя проявлению различных функций этих клеток, включая процессинг и презентацию антигенов, выработку цитокинов, генерацию активных форм кислорода и азота. К цитокинам, продукция которых усиливается под влиянием IFN-y, относятся ИЛ-1 и ИЛ-12 (этот цитокин усиливает синтез IFN-y и диффренцировку Т-хелперов в сторону Тх1).
IFN-y повышает экспрессию антигенов МНС I класса, которые играют важную роль в распознавании чужеродных клеток (вирусинфицированные, опухолевые) CD8+ цитотоксическими Т-лимфоцитами и повышает экспрессию антигенов МНС II класса на антигенпредставляющих клетках.
IFN-y снижает секреторную активность Th2, подавляя синтез IgE, IgG(2,4) и IgA. Одновременно IFN-y усиливает развитие Th1-зависимого адаптивного иммунного ответа. IFN-y вместе со своим антагонистом IL-4 поддерживает баланс Th1/Th2.
Цитотоксические Т-лимфоциты и NK-клетки с помощью IFN-y участвуют в реализации цитотоксического эффекта (противоопухолевая и противовирусная активность). При введении в организм IFN-y активность NK-клеток повышается уже через несколько часов.
Моноциты. IFN-y стимулируют экспрессию высокоаффинного рецептора IL-2 (IL-2R) на мембране моноцитов, повышая их восприимчивость к IL-2. В свою очередь IL-2 при воздействии на моноциты стимулирует их способность уничтожать опухолевые клетки и бактерии. В результате стимуляции IFN-y и IL-2 моноциты вырабатывают большое количество биологически активных веществ и медиаторов воспаления: свободные формы кислорода, H2O2, простагландин Е2, тромбоксан В2, TNF-a (фактор некроза опухоли a).
IFN-y активирует продукцию белков острой фазы воспаления, усиливает экспрессию генов С2 и С4 компонентов системы комплемента.
В-лимфоциты. IFN-y ингибирует В-клеточный ответ на IL-4, подавляет продукцию IgE и экспрессию CD23-антигена. Так, при синдроме гиперпродукции IgE и диффузном нейродермите у человека применяется IFN-y, он угнетает синтез IL-4 и IL-5 T-хелперами. IFN-y является индуктором апоптоза дифференцированных В-клеток, дающих начало аутореактивным клонам. Отменяет супрессивный эффект IL-4 на IL-2-зависимую пролиферацию и генерацию лимфокин-активированных киллеров.
Таким образом, играя важную роль в иммунорегуляции, IFN-y является ключевым цитокином клеточного и ингибитором гуморального адаптивного иммунного ответа.
IFN-y имеет решающее значение для врожденного и адаптивного иммунитета против вирусных, бактериальных и некоторых протозойных инфекций.
Противовирусное действие IFN-y заключается в том, что он блокирует репликацию вирусных ДНК и РНК, синтез вирусных белков и сборку зрелых вирусных частиц (схема).
IFN-y влияет на клеточный иммунный ответ, активируя Th1-клетки, NK-клетки, макрофаги, цитотоксические Т-лимфоциты. Он повышает как неспецифическую резистентность, так и антиген-специфический иммунный ответ. При этом IFN-y вызывает цитотоксическое действие на вирус-инфицированные клетки (рис. 3, 4).
Антибактериальное действие IFN-y заключается в его способности индуцировать активность некоторых ферментов в пораженной клетке, что приводит к нарушению метаболизма и разрушению бактериальной клетки. Кроме того, активированные IFN-y цитотоксические Т-лимфоциты и NK-клети реализуют цитотоксический эффект, а активированные макрофаги продуцируют провоспалительные цитокины, активные формы кислорода и азота, простагландины. Эти факторы способствуют развитию воспалительного процесса, ведущего к гибели бактерий.
Антипролиферативный эффект IFN-y заключается в подавлении роста опухолевых клеток за счет подавления синтеза РНК и протеинов, ингибирования опухолевых ростовых факторов, стимулирующих пролиферацию клеток, замедлении клеточного цикла с переходом в фазу «покоя», восстановлении сдерживающего контроля за пролиферацией, а также за счет активации цитотоксических Т-лимфоцитов и NK-клеток, которые участвуют в реализации цитотоксического эффекта.
Таким образом, все интерфероны представляют собой группу полифункциональных белковых факторов с выраженным противовирусным и противоопухолевым эффектом разной степени. IFN-a обладает самой сильной противовирусной активностью среди всех интерферонов, а IFN-y имеет более выраженную антипролиферативную активность. Все интерфероны обладают иммунорегуляторным действием разной степени выраженности (мак-симальной обладает IFN-y) – повышает активность макрофагов, Т-лимфоцитов и NK-клеток.
ПРОИЗВОДСТВО РЕКОМБИНАНТНЫХ ИНТЕРФЕРОНОВ
Генетическая инженерия является сердцевиной биотехнологии. Она по существу сводится к генетической рекомбинации, т.е. обмену генами между двумя хромосомами. Метод рекомбинации in vitro или генетической инженерии заключается в выделении или синтезе ДНК из отличающихся друг от друга организмов или клеток, получении гибридных молекул ДНК, введении рекомбинантных (гибридных) молекул в живые клетки, создании условий для экспрессии и секреции продуктов, кодируемых генами.
Гены, кодирующие те или иные структуры, или выделяют (клонируют) как таковые (хромосомы, плазмиды), или прицельно выщепляют из этих генетических образований с помощью ферментов рестрикции. Эти ферменты, а их уже известно более тысячи, способны резать ДНК по многим определенным связям, что является важным инструментом генной инженерии. В последнее время обнаружены ферменты, расщепляющие по определенным связям РНК, наподобие рестриктаз ДНК. Эти ферменты названы рибозимами.
Сравнительно небольшие гены могут быть получены с помощью химического синтеза. Для этого вначале расшифровывают число и последовательность аминокислот в белковой молекуле вещества, а затем по этим данным узнают очередность нуклеотидов в гене, поскольку каждой аминокислоте соответствуют три нуклеотида (кодон). С помощью синтезатора создают химическим путем ген, аналогичный природному гену.
Полученный одним из способов целевой ген с помощью ферментов лигаз сшивают с другим геном, который используется в качестве вектора, для встраивания гибридного гена в клетку. Вектором могут служить плазмиды, бактериофаги, вирусы человека, животных и растений.
Экспрессируемый ген (например, ген IFN-y) в виде рекомбинатной ДНК встраивается в бактериальную клетку Е. coli, которая приобретает новое свойство — продуцировать несвойственное этой клетке вещество (IFN-y), кодируемое экспрессируемым геном (рис. ниже).
В качестве реципиентов экспрессируемого гена чаще всего используют Е. coli, В. subtilis, псевдомонады, нетифоидные серовары сальмонелл, дрожжи, вирусы.
Методом генной инженерии созданы сотни препаратов медицинского и ветеринарного назначения, получены рекомбинантные штаммы-суперпродуценты, многие из которых нашли практическое применение. Уже используются в медицине полученные методом генной инженерии вакцины против гепатита В, интерлейкины-1, 2, 3, 6, инсулин, гормоны роста, интерфероны a, b, у, фактор некроза опухолей, пептиды тимуса, миелолептиды, тканевый активатор плазминогена, эритропоэтин, антигены ВИЧ, фактор свертывания крови, моноклональные антитела и многие антигены для диагностических целей.
Одними из ключевых компонентов иммунного ответа являются Интерлейкин-2 (IL-2), Интерферон гамма (IFN-y) и Интерферон альфа (IFN-a). На их основе были созданы различные цитокиновые рекомбинантные препараты, которые нашли широкое применение в гуманной и ветеринарной медицине, в том числе:
ПРЕПАРАТЫ ИНТЕРФЕРОНОВ
Препараты интерферонов составляют отдельную группу противовирусных средств. Они были созданы на основе расшифровки биохимического строения природных IFN, которые вырабатываются многими клетками крови. IFN представляют собой группу низкомолекулярных пептидов, обладающих противовирусной, иммуномоделирующей и антипролиферативной активностью.
РЕКОФЕРОН® ГАММА – рекомбинантный интерферон гамма (IFN-y), обладает выраженной противовирусной эффективностью, относится к иммуномодуляторам.
IFN-y является регуляторным цитокином, продуцентом которого являются естественные киллерные клетки, CD4, Th1 клетки и CD8 цитотоксические супрессорные клетки. Рецепторы к интерферону гамма имеют макрофаги, нейтрофилы, естественные киллерные клетки, цитотоксические Т-лимфоциты. IFN-y активирует эффекторные функции этих клеток, в частности их микробицидностъ, цитотоксичность, продукцию цитокинов, супероксидных и нитрооксидных радикалов. IFN-y блокирует репликацию вирусных ДНК и РНК, синтез вирусных белков и сборку зрелых вирусных частиц. При этом вызывает цитотоксическое действие на вирус-инфицированные клетки.
Ингибирует В-клеточный ответ на интерлейкин-4, подавляет продукцию IgE и экспрессию CD23-антигена. Является индуктором апоптоза дифференцированных В-клеток, дающих начало аутореактивным клонам. Отменяет супрессивный эффект интерлейкина-4 на интерлейкин-2-зависимую пролиферацию и генерацию лимфокин активированных киллеров. Активирует продукцию белков острой фазы воспаления, усиливает экспрессию генов С2 и С4 компонентов системы комплемента.
Антипролиферативный эффект IFN-y заключается в подавлении роста клеток за счет подавления синтеза РНК и протеинов, а также ингибирования ростовых факторов стимулирующих пролиферацию клеток.