Интерферон человеческий – биологические свойства. Характеристика противовирусных средств интерфероны Интерферон для чего он

Интерфероны – группа белков с противовирусным действием, вырабатываемых эукариотическими клетками в ответ на внедрение в них ряда биологических агентов – интерфероногенов. Представляет собой семейство белков-гликопротеидов с молекулярной массой от 15 до 70 кДа. В зависимости от того, какими клетками синтезируется интерферон, выделяют три типа: α, β и γ.

Альфа-интерферон вырабатывается лейкоцитами, бета- фибробластами, гамма- вырабатывается активированными Т-лимфоцитами, макрофагами, естественными киллерами, т. е. иммунными клетками.

Помимо противовирусного действия интерферон обладает противоопухолевой защитой, т к задерживает пролиферацию опухолевых клеток, а также иммуномодулирующей активностью, стимулируя фагоцитоз, естественные киллеры, регулируя антителообразование В-клетками, активируя экспрессию главного комплекса гистосовместимости.

Механизм действия интерферона сложен. Интерферон непосредственно на вирус вне клетки не действует, а связывается со специальными рецепторами клеток и оказывает влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки на стадии синтеза белков.

Действие интерферона тем эффективнее, чем раньше он начинает синтезироваться или поступать в организм извне. Поэтому его используют с профилактической целью про многих вирусных инфекциях, например гриппе, а также с лечебной целью при хронических вирусных инфекциях(гепатиты, герпес, рассеянный склероз)

Интерфероны обладают видоспецифичностью, т е интерферон человека менее эффективен для животных и наоборот.

Получают интерферон двумя способами: а) путем инфицирования культуры лейкоцитов или лимфоцитов крови человека безопасным вирусом, в результате чего инфицированные клетки синтезируют интерферон, к-й затем выделяют и конструируют из него препараты интерферона.

б) генно-инженерным способом – путем выращивания в производственных условиях рекомбинантных штаммов бактерий, способных продуцировать интерферон. Обычно используют рекомбинантные штаммы псевдомонад, кишечной палочки со встроенными в и ДНК генами интерферона. Рекомбинантный интерферон нашел широкое применение в медицине как профилактическое и лечебное средство при вирусных инфекциях и при иммунодефицитах.

Интерфероногены - факторы, индуцирующие синтез интерферонов клетками позвоночных животных. Из природных факторов такими св-вами обладают РНК- и ДНК-геномные вирусы, некоторые виды бактерий, актиномицетов, риккетсий, хламидий, микоплазм, токсоплазмы, плазмодии, НК, липополисахариды бактерий, полисахариды грибов, природные полифенолы. Из синтетических веществ синтез интерферонов индуцируют полифосфаты, поликарбоксилаты, пропандиамин, основные красители.

12. Нормограмма резистентности.

Механизмы противомикробной защиты

1. Понятие противомикробной резистентности

2. Неспецифическая микробная резистентность

3. Фагоцитоз

1. Одним из определяющих факторов, участвующих в развитии инфекции и соответственно инфекционных заболеваний,являетсявосприимчивый макроорганизм. Совокупность механизмов, определяющих невосприимчивость (устойчивость) организма к действию любого микробного агента, обозначается термином "противомикробная (антимикробная) резистентность". Это одно из проявлений общей физиологической реактивности макроорганизма, его реакции на своеобразный раздражитель - микробный агент.

Противомикробная резистентность сугубо индивидуальна, ее уровень определяется генотипом организма, возрастом, условиями жизни и труда и т. д.

Повышению широкого комплекса факторов неспецифической защиты, в частности, способствуют ранее прикладывание к груди и грудное вскармливание.

По специфичности механизмы противомикробной зашиты делятся:

На неспецифические - первый уровень защиты от микробных агентов;

Специфические - второй уровень защиты, обеспечиваемый иммунной системой. Реализуется следующим образом:

Через антитела - гуморальный иммунитет; .

Через функцию клеток-эффекторов (Т-киллеров и макрофагов) - клеточный иммунитет.

Первый и второй уровни защиты тесно связаны между собой через макрофаги.

Неспецифические и специфические механизмы противомикробной защиты могут быть тканевыми (связанными с клетками) игуморальными.

2.Неспецифическая микробная резистентность - это врожденное свойство макриорганизма, обеспечивается передаваемыми понаследству достаточно многочисленными механизмами, которые делятся на следующие типы:

Тканевые;

Гуморальные;

Выделительные (функциональные).

К тканевым механизмам неспецифической естественной противомикробной защиты относятся:

Барьерная функция кожи и слизистых оболочек;

Колонизационная резистентность, обеспечиваемая нормальной микрофлорой;

Воспаление и фагоцитоз (может также участвовать в специфической защите);

Барьерфиксирующая функция лимфоузлов;

Ареактивность клеток;

Функция естественных киллеров.

Первым барьером на пути проникновения микробов во внутреннюю среду организма являются кожа и слизистые оболочки.Здоровая неповрежденная кожа и слизистые для большинства микроорганизмов непроницаемы. Однако некоторые виды возбудителей инфекционных заболеваний способны проходить и через них. Такие возбудители получили название особо опасных, к ним относят возбудителей чумы, туляремии, сибирской язвы, некоторых микозов и вирусных инфекций. Работа с ними проводится в специальных защитных костюмах и только в специально оборудованных лабораториях.

Помимо чисто механической функции, кожа и слизистые оболочки обладают антимикробным действием - нанесенные на кожу бактерии (например, кишечная палочка) довольно быстро погибают. Бактерииидность кожи и слизистых оболочек обеспечивают:

Ее нормальная микрофлора (функция колонизационной рези-стентности);

Секреты потовых (молочная кислота) и сальных (жирные кислоты) желез;

Лизоцим слюны, слезной жидкости и др.

Если возбудитель преодолевает кожно-слизистый барьер, то он попадает в подкожную клетчатку/подслизистый слой, где реализуется один из основных неспецифических тканевых механизмов защиты - воспаление. В результате развития воспаления происходит:

Отграничение очага размножения возбудителя от окружающих тканей;

Его задержка в месте внедрения;

Замедление размножения;

В конечном счете - его гибель и удаление из организма.

3. В ходе развития воспаления реализуется еще один универсальный тканевой механизм неспецифической защиты - фагоцитоз.

Явление фагоцитоза было открыто и изучено великим русским ученым И. И. Мечниковым.

Итогом этих многолетних работ стала фагоцитарная теория иммунитета, за создание которой Мечников был удостоен Нобелевской премии.

Фагоцитарный механизм защиты слагается из нескольких последовательных фаз:

Узнавание;

Аттракция;

Поглощение;

Киллинг;

Внутриклеточное переваривание.

Фагоцитоз со всеми стадиями называется завершенным.Если фазы киллинга и внутриклеточного переваривания не наступают, то фагоцитоз становится незавершенным. При незавершенном фагоцитозе микроорганизмы сохраняются внутри лейкоцитов и вместе с ними разносятся по организму. Таким образом, незавершенный фагоцитоз вместо механизма защиты превращается в его противоположность, помогая микроорганизмам защищаться от воздействия макроорганизма и распространяться в нем.

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 . 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

У млекопитающих, птиц, рептилий и рыб обнаружены противовирусные вещества широкого спектра действия – интерфероны. Впервые они были обнаружены при изучении вирусной интерференции, когда животное, зараженное одним вирусом, устойчиво к заражению другим неродственным вирусом.

Интерфероны (IFN, ИФН) - общее название, под которым в настоящее время объединяют ряд биологически активных белков или гликопротеидов со сходными свойствами, синтезируемых клетками организма в процессе защитной реакции в ответ на вторжение чужеродных агентов: вирусную инфекцию или антигенное воздействие. Благодаря интерферонам клетки становятся невосприимчивыми по отношению к вирусу. Определяемый в качестве интерферона фактор должен быть белковой природы, обладать антивирусной активностью по отношению к разным вирусам, опосредованной клеточными метаболическими процессами, включающими синтез РНК и белка.

Интерфероны - мультигенное семейство индуцибельных цитокинов, обладающих разнообразными функциями, включающими противовирусную, антипролиферативную, противоопухолевую и иммуномодулирующую.

В настоящее время известно более 20 интерферонов, различающихся по структуре, биологическим свойствам и преобладающему механизму действия. IFN подразделяют на три типа:

• Тип I - известный как вирусный интерферон, включает IFN-a (лейкоцитарный, синтезируется активированными моноцитами и В-лимфоцитами), IFN-b (фибробластный, синтезируется фибробластами и эпителиальными клетками, макрофагами), IFN-w, IFN-k;
• Тип II - известный как иммунный, включает IFN-y (синтезируется активированными Т-лимфоцитами и NK-клетками);
• Тип III - был обнаружен позже типа I и типа II, информация о нем свидетельствует о важности IFN типа III в некоторых видах вирусных инфекций.

Первому типу (IFN-a, IFN-b), главным образом, присущи антивирусный и антипролиферативный эффекты, в меньшей степени - иммуномодулирующий. Они вырабатываются непосредственно после встречи с патогеном, их действие направлено на локализацию возбудителя и предотвращение его распространения в организме. Главное действие IFN-b локальное, направленное на предотвращение распространения возбудителя инфекции из места его внедрения. Если не происходит инактивация инфекционного агента в месте внедрения, и он циркулирует в организме, его контакт с лимфоцитами и макрофагами индуцирует выработку IFN-a. Последний быстро распространяется током крови и проникает в окружающие ткани, поскольку его главной функцией является защита отдаленных органов. Эти интерфероны осуществляют раннюю и неспецифическую защиту организма от инфекционного агента.

Главное действие интерферонов второго типа (IFN-y) - участие в реакциях иммунитета. Он начинает вырабатываться на последующих этапах инфекционного процесса уже сенсибилизированными Т-лимфоцитами и активно участвует в каскаде специфического иммунного ответа.

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.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНТЕРФЕРОНОВ

Противовирусное действие

Интерфероны не действуют непосредственно на вирус. Под их влиянием клетка становится резистентной к инфекции. Интерфероны являются первой линией защиты от вирусной инфекции, поскольку начинают вырабатываться сразу же после контакта с вирусом. При этом выраженность ответа прямо пропорциональна заражающей дозе.

В покое нормальные клетки содержат незначительное количество IFN, поскольку гены, кодирующие их, не транкрибируются. Транскрипция начинается после контакта клетки с соответствующим индуктором. Индукторами IFN-a и -b являются вирусы, РНК (особенно двунитевая), липополисахариды (LPS), компоненты некоторых бактерий. Среди вирусов наиболее сильными индукторами интерферонов являются РНК-геномные. ДНК-содержащие вирусы - слабые индукторы (за исключением поксвирусов). Индукторами IFN-y выступают антигены и Т-митогены.

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.

В результате связывания молекул IFN со специфическими интерфероновыми рецепторами на поверхности клеток происходит активация группы генов (локализованных у человека в 21-й хромосоме). Этот процесс сопровождается формированием более 20 новых внутриклеточных белков, способствующих возникновению резистентности к вирусам. Основными из них являются два - 2",5",-олигоаденилатсинтетаза и протеинкиназа. 2",5",-олигоаденилатсинтетаза представляет собой фермент, конвертирующий аденозинтрифосфат (АТФ) в 2",5",-олигоаденилат. Последний активирует РНК-азу L, которая приводит к повреждению как клеточной, так и вирусной РНК. За счет инактивации фактора elF-2 (пролонгирующего фактора) протеинкиназа инактивирует удлинение пептидных цепей вирусных белков.

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.

Как видно из схемы, связывание IFN с рецептором индуцирует в клетке три одновременно протекающих процесса, которые заканчиваются:

• активацией латентной эндорибонуклеазы, приводящей к разрушению вирусной РНК;
• подавлением синтеза вирусной матричной РНК;
• подавлением синтеза белков вирусной оболочки.

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:

• активацией цитотоксических клеток;
• усилением экспрессии опухольассоциированных антигенов;
• модуляцией продукции антител;
• ингибицией действия опухолевых ростовых факторов;
• ингибицией синтеза РНК и белков опухолевой клетки;
• замедлением клеточного цикла с переходом в фазу «покоя»;
• стимуляцией опухолевых клеток к созреванию;
• восстановлением сдерживающего контроля за пролиферацией;
• торможением образования новых сосудов в опухоли;
• ингибицией метастазирования;
• биомодуляцией активности цитостатиков: изменением метаболизма и снижением клиренса;
• преодолением лекарственной резистентности за счет ингибиции генов множественной лекарственной резистентности.

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:

• Индукция индоламин-2,3-дезоксигеназы приводит к снижению внутриклеточного содержания L-триптофана, что, в свою очередь, является при-чиной гибели бактериальной клетки в связи с нарушением метаболизма;
• Индукция NO-синтетазы приводит к продукции NO – мощного бактерицидного фактора, способствующего разрушению бактериальной клетки.

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

Эндогенный IFN-y (рисунок ниже, таблица) был открыт в 1965 году (E.F. Wheelock), представляет собой чувствительный к кислой среде гликопротеин с молекулярной массой 20 000 - 23 000. Гены, кодирующие IFN-y, находятся у чело-века в 12-ой паре хромосом.

Основные продуценты эндогенного IFN-y - естественные киллерные (NK) клетки и Т-лимфоциты. Среди Т-лимфоцитов продуцентами IFN-y являются как цитотоксические CD8+-, так и хелперные CD4+ Т-лимфоциты, однако при дифференцировке на Тх1 и Тх2 способность продуцировать IFN-? имеют только Тх1.

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.

Клетками - мишенями для действия IFN-y являются макрофаги, нейтрофилы, естественные киллерные клетки, цитотоксические Т-лимфоциты, имеющие на своей поверхности рецепторы к IFN-y (рисунок ниже).

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).

Нейтрофилы. IFN-y повышает активность цитохрома b558 в нейтрофилах (например, при недостаточности фагоцитов - при хронической гранулематозной болезни), что сопровождается активизацией внутриклеточного разрушения бактерий и снижает риск инфекций.

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

Интерфероны получают двумя способами: лейкоцитарные - получают из донорской крови человека и животных после воздействия на нее вирусами; рекомбинантные - получают методом генетической рекомбинации – молекулярной биотехнологии. Лейкоцитарные интерферон обязательно проверяется на наличие антител к вирусам для исключения возможного заражения при их применении. Рекомбинантные интерфероны абсолютно безопасны, при их применении полностью исключена вероятность заражения пациента.

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:

• - IFN-y ( , Санкт-Петербург),
• - IFN-a ( , Санкт-Петербург).

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.

На основе рекомбинантных интерферонов компанией (Санкт-Петербург) разработаны лекарственные препараты и для ветеринарного применения. Рекофероны® - это рекомбинантные интерфероны. В настоящее время препарат РЕКОФЕРОН® ГАММА успешно прошел доклинические и клинические испытания, а также испытания в ФГБУ "ВГНКИ" при государственной регистрации, прошел процедуру государственной регистрации в Россельхознадзоре. Номер регистрационного удостоверения: 78-3-6.15-2710№ПВР-3-6.15/03158.

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.

НОВОСТИ

Сергей Цыб: Важно поддержать разработчиков лекарств на начальной стадии

В правительстве идет активное обсуждение программы «Фарма 2030», где наибольшее внимание уделяется инструментам поддержки разработок собственных лекарственных препаратов. Об этом заявил замминистра промышленности и торговли Сергей Цыб 15 мая на начавшемся Российском фармацевтическом форуме в Санкт-Петербурге.

Часть ведомств поддержало законопроект о продаже лекарств в супермаркетах

Законопроект, позволяющий продажу безрецептурных лекарств в обычных магазинах, поддержали ФАС и Минэкономразвития. Об этом «Известиям» сообщили в ведомствах. Свою позицию там объяснили тем, что это приведет к повышению конкуренции на фармацевтическом рынке и снижению цен. Кроме того, медикаменты, которые продают без рецепта врача, станут доступнее для потребителей. После принятия закона торговцы могут получить доступ к 480 млрд рублей - примерно в такую сумму оценили эксперты рынок безрецептурных средств.

Интерфероны представляют собой природные белковые соединения, которые синтезируются клетками иммунитета и выполняют ряд защитных функций, направленных на поддержание гомеостаза (постоянство внутренней среды организма). Одной из таких функций является противовирусное действие. Интерфероны являются основным структурным компонентом группы современных противовирусных средств широкого спектра активности.

Интерфероны были открыты в 1957 году британским ученым Айзеком во время проведения лабораторных экспериментов на мышах. Он обратил внимание, что мыши, переболевшие вирусной инфекционной патологией стали невосприимчивыми к заражению тем же вирусом. Он назвал это явление интерференцией (естественная невосприимчивость), а соединения, которые обеспечивали иммунную защиту интерферонами.

Виды

В зависимости от типа клеток иммунитета, которые вырабатывают интерфероны, они были разделены на 3 основные группы:

• Тип-альфа - продуцируется лейкоцитами.
• Тип-бета - вырабатывается клетками соединительной ткани.
• Тип-гамма - синтезируется клетками иммунной системы макрофагами, природными киллерами (разновидность лимфоцитов).

Для создания противовирусных препаратов используется преимущественно интерферон-альфа, так как он обладают наибольшей активностью в отношении вирусов. Также на стадии клинических исследований находится разработка препаратов на основе интерферона-бета, который оказывает положительное влияние на течение рассеянного склероза (хроническая аутоиммунная патология, характеризующаяся поражением миелиновых оболочек структур нервной системы).

Механизм действия

Виды препаратов на основе интерферонов

В современной фармакологии были разработаны 3 вида лекарственных соединений, которые отличаются по технологии получения молекулы, а также длительности терапевтического эффекта:

• Лимфобластоидные - естественные интерфероны, которые получают из лимфоцитов, основным представителем является человеческий лейкоцитарный интерферон-альфа, Реаферон.
• Рекомбинантные - получают при помощи генной инженерии, эти соединения представляют собой синтетические аналоги естественных интерферонов (Лаферон, Лаферобион, Генферон, Ингарон, Реальдирон, Гриппнефрон).
• Пегилированные - также являются синтетическим аналогом, но основным отличием является то, что молекула интерферона адсорбирована на полиэтиленгликоле, за счет этого длительность терапевтического эффекта препарата значительно увеличивается (Пегасис, Пегинтрон).

На сегодняшний день самыми дорогостоящими препаратами являются пегилированные интерфероны, так как для проведения курса терапии инфекционного вирусного заболевания требуется меньшее количество препарата и кратности его введения.

Когда применяются

Основным медицинским показанием для применения интерферонов является лечение вирусных инфекционных заболеваний, вызванных чувствительными к данному соединению вирусами:

Также на сегодняшний день данные препараты активно используются для поддержания функциональной активности иммунной системы при различных иммунодефицитах, включая ВИЧ СПИД , а также для уничтожения чужеродных клеток при развитии онкологического процесса . В педиатрии интерфероны могут применяться при осложненном течении кори у ребенка .

В современной фармакологии препараты на основе лейкоцитарных интерферонов практически не изготавливаются. Это связано с достаточно высокой стоимостью производства и невысокой стабильностью полученного соединения.

Противопоказания

Несмотря на то, что интерфероны являются природными соединениями они обладают выраженным действием на другие органы и системы, поэтому выделяется ряд противопоказаний для их использования:

• Тяжелая психическая патология.
• Предрасположенность к развитию судорог, наличие в анамнезе эпилепсии.
• Различные гематологические нарушения, сопровождающиеся изменениями картины периферической крови.
• Тяжелая патология органов дыхательной или сердечно-сосудистой системы в стадии декомпенсации.
• Тяжелая патология печени, сопровождающаяся значительным снижением ее функциональной активности, цирроз (замещение клеток печени соединительной тканью, которое является частым последствием длительного течения вирусных гепатитов).
• Декомпенсированное нарушение углеводного обмена при тяжелом течении сахарного диабета.

При беременности и во время грудного вскармливания данные препараты назначаются только по строгим медицинским показаниям, если ожидаемая польза для матери значительно превышает возможные риски для организма развивающегося плода или грудного ребенка. Перед назначением интерферонов лечащий врач обязательно проводит комплексное обследование пациента и исключает наличие возможных противопоказаний.

Негативные реакции

Интерфероны оказывают влияние не только на функциональное состояние иммунной системы, но и на работу других органов, поэтому уже в начале курса терапии могут привести к появлению болей в мышцах (миалгия), глазах, тяжести в теле, общей слабости, ощущению разбитости, незначительному повышению температуры, обычно до субфебрильных цифр. В дальнейшем эти признаки могут исчезать самостоятельно. При длительном применении противовирусных средств данной группы могут развиваться более выраженные побочные эффекты, к которым относятся:

• Гематологические изменения, сопровождающиеся снижением количества эритроцитов, гемоглобина, тромбоцитов. Также могут появляться патологические формы клеток крови.
• Изменения со стороны нервной системы, включающие упадок настроения, нарушения сна, судорожные подергивания отдельных групп скелетных мышц, изменения сознания, головные боли, периодическое головокружение.
• Преходящие нарушения кровотока в головном мозгу по типу ишемии.
• Ухудшение зрения, спровоцированное нарушением кровотока в сетчатке глаза.
• Кашель, имеющий различных характер, одышка, воспаление легких (пневмония). Описан единичный случай остановки дыхания у пациента на фоне применения данных противовирусных средств.
• Нарушение ритма сокращений сердца (аритмия), снижение уровня артериального давления (артериальная гипотония), реже может развиваться инфаркт (гибель участка мышцы сердца) миокарда.
• Патологическое нарушение функционального состояния щитовидной железы, чаще сопровождающееся снижением продукции ее гормонов.
• Появление высыпаний на коже.
• Снижение аппетита, тошнота с периодической рвотой, изменение вкусовых ощущений, реже может развиваться желудочно-кишечное кровотечение.
• Повышение активности ферментов печеночных трансаминаз в крови, которое указывает на повреждение гепатоцитов (клетки печени).
• В нечастых случаях была зарегистрирована алопеция (выпадение волос).

Так как все негативные патологические реакции, развивающиеся на фоне курса терапии интерферонами, являются достаточно тяжелыми, то при их появлении возможность дальнейшего использования препарата определяет только врач в индивидуальном порядке.

Интерфероны на сегодняшний день получают все большее распространение. Они выпускаются в нескольких основных лекарственных формах, к которым относятся суппозитории (свечи), капли для закапывания в нос, а также раствор для парентерального (внутримышечного введения).

Подробности 19.08.2015

Интерферон - природный белок, блокирующий распространение вируса путем подавления синтеза белков оболочки вируса, а также синтеза вирусной РНК. Противовирусное действие интерферонов базируется на активации внутриклеточных ферментов протеинкиназы и аденилатсинтетазы. Протеинкиназа подавляет синтез белков вируса; аденилатсинтетаза способствует «разрезанию» РНК вируса.

На интерфероны возлагается значительная роль в обеспечении работы иммунной системы. Однако часто в организме их синтезируется недостаточно, чтобы преодолеть тяжелую инфекцию. К тому же интерфероны начинают вырабатываться только после попадания вируса в организм. Поэтому для профилактики и лечения гриппа назначают лекарственные средства для поддержания иммунной системы: различными способами в организм вводят интерфероны или лекарства, стимулирующие выработку организма собственных интерферонов.

Интерферон относится к важным защитным белкам иммунной системы. Открыт при изучении интерференции вирусов, т. е. явления, когда животные или культуры клеток, инфицированные одним вирусом, становились нечувствительными к заражению другим вирусом. Оказалось, что интерференция обусловлена образующимся при этом белком, обладающим защитным противовирусным свойством. Этот белок назвали интерфероном.

Интерферон представляет собой семейство белков-гликопротеидов, которые синтезируются клетками иммунной системы и соединительной ткани. В зависимости от того, какими клетками синтезируется интерферон, выделяют три типа: α, β и γ-интерфероны.

Альфа-интерферон вырабатывается лейкоцитами, и он получил название лейкоцитарного; бета-интерферон называют фибробластным, поскольку он синтезируется фибробластами - клетками соединительной ткани, а гамма-интерферон - иммунным, так как он вырабатывается активированными Т-лимфоцитами, макрофагами, естественными киллерами, т. е. иммунными клетками.

Интерферон синтезируется в организме постоянно, и его концентрация в крови держится на уровне примерно 2 МЕ/мл (1 международная единица - ME - это количество интерферона, защищающее культуру клеток от 1 ЦПД 50 вируса). Выработка интерферона резко возрастает при инфицировании вирусами, а также при воздействии индукторов интерферона, например РНК, ДНК, сложных полимеров. Такие индукторы интерферона получили название интерфероногенов.

Помимо противовирусного действия интерферон обладает противоопухолевой защитой, так как задерживает пролиферацию (размножение) опухолевых клеток, а также иммуномодулирующей активностью, стимулируя фагоцитоз, естественные киллеры, регулируя антителообразование В-клетками, активируя экспрессию главного комплекса гистосовместимости.

Механизм действия интерферона сложен. Интерферон непосредственно на вирус вне клетки не действует, а связывается со специальными рецепторами клеток и оказывает влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки на стадии синтеза белков.

Применение интерферона

Действие интерферона тем эффективнее, чем раньше он начинает синтезироваться или поступать в организм извне. Поэтому его используют с профилактической целью при многих вирусных инфекциях, например гриппе, а также с лечебной целью при хронических вирусных инфекциях, таких как парентеральные гепатиты (В, С, D), герпес, рассеянный склероз и др. Интерферон дает положительные результаты при лечении злокачественных опухолей и заболеваний, связанных с иммунодефицитами.

Интерфероны обладают видоспецифичностью, т. е. интерферон человека менее эффективен для животных и наоборот. Однако эта видоспецифичность относительна.

Получение интерферона

Получают интерферон двумя способами:

а) путем инфицирования лейкоцитов или лимфоцитов крови человека безопасным вирусом, в результате чего инфицированные клетки синтезируют интерферон, который затем выделяют и конструируют из него препараты интерферона;

б) генно-инженерным способом - путем выращивания в производственных условиях рекомбинантных штаммов бактерий, способных продуцировать интерферон.

Обычно используют рекомбинантные штаммы псевдомонад, кишечной палочки со встроенными в их ДНК генами интерферона. Интерферон, полученный генно-инже-нерным способом, носит название рекомбинантного.

Индукторы интерферона

Индукторы интерферона – препараты, стимулирующие выработку организмом собственных интерферонов. В плане аллергенности индукторы интерферонов отличаются большей безопасностью, поскольку организм благодаря введению этих препаратов вырабатывает свои белки-интерфероны, а не получает чужеродные. Это значит, что такой интерферон не обладает антигенностью – риск аллергических реакций минимизируется. Однако индукторы интерферонов все же не следует применять бесконтрольно, так как они чреваты побочными эффектами. Индукторы интерферонов можно применять в сочетании с препаратами других групп – противовирусными, противоспалительными и прочее.