СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА ИНТЕРФЕРОНА В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ ТЕКСТ НАУЧНОЙ СТАТЬИ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА

СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА ИНТЕРФЕРОНА В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ ТЕКСТ НАУЧНОЙ СТАТЬИ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА

РОЛЬ ИНТЕРФЕРОНОВ В ПРОТИВОВИРУСНОЙ ЗАЩИТЕ ОРГАНИЗМА

И. А. Шурыгина, М. Г. Шурыгин.

(Иркутский государственный медицинский университет, ректор — акад. М ТА и АН ВШ A. A. Майбо-рода, кафедра инфекционных болезней, зав. — проф. И.В. Малов, кафедра госпитальной терапии, зав. — проф. Т.П. Сизых)

Резюме. В статье излагаются современные представления об интерферонах — их типах, функции, механизмах действия. Подробно описана роль интерферонов в противовирусном иммунитете.

Интерфероны (ИНФ) представляют собой гликопротеины, относящиеся к цитокинам и вырабатываемые ядросодержащими клетками, преимущественно лейкоцитами и фибробластами. Интерфероны имеют вес от 16000 до 45000 D, оказывают противовирусное, антипролиферативное и иммуномодулирующее действие.

В отличие от многих других цитокинов продукция ИФН не специфична — один и тот же тип интерферона вырабатывается на внедрение различных агентов, также как неспецифично действие интерферонов — одни и те же интерфероны ингибируют репликацию различных вирусов. С другой стороны, молекулы интерферонов специфичны в их действии по видовой принадлежности

-ИФН-а продуцируется моноцитами и В-лим-фоцитами. Синтез их индуцируется чужеродными клетками, клетками, инфицированными вирусом, бактериями, опухолевыми клетками;

-ИФН-Р вырабатывается фибробластами, эпителиальными клетками и макрофагами в ответ на вирусную или другую чужеродную нуклеиновую кислоту;

— ИФН-О) вырабатывается лимфоцитами, инфицированными вирусами.

Эукаридты, ксеногены, опухоли, вирус-инфии,

Прокариоты Некоторые митогемы

Пораженные вирусом лимфоииты

СенсиОили тированные Т-лимфоииты ♦

Рис.1. Типы интерферонов

руется одним геном. Эти гены расположены в 9 хромосоме.

ИФН-у соединяется со специфическим клеточным рецептором и не реагирует перекрестно с рецепторами ИФН-а, ИФН-р и ИФН-со. В генетическом плане также нет гомологии между генами ИФН I типа и геном ИФН-у.

Непосредственным действием на вирусы интерфероны не обладают. Биологический механизм действия ИФН связан с активацией клеточных генов, в результате чего синтезируется множество различных белков, часть из которых обладают противовирусными свойствами (рис.2).

ДНК вирусы РНК вирусы

большинство РНК вирусов

Ингибирование транскрипции M« протеин мРНК смнтстазы

Ингибирование трансляции Метилаи мРНК

2’5′-олигоадемитат вирусная РНК синтетаза Протеинкиназа Фосфодиэстираза

Ингибирование сборки белков иуклеокапсидэ

Ингибирование сборки вируса

Рис.2. Механизмы действия интерферонов

Также ИФН индуцирует два фермента, обладающих противовирусной активностью: 2′-5’аденилатсинтетазу и протеинкиназу.

Рис. З. Схема индукции, продукции ИФН и активации клеток

Естественные индукторы вызывают активацию гена интерферона (А), что ведет к продукции мРНК (В). На основе мРНК транслируется ИФН (С), который секретируется во внеклеточную жидкость

, где взаимодействует с мембранным рецептором (Е). В стимулированных интерфероном клетках активируются гены (Й) эффекторных протеинов (ЭП). Это обеспечивает антивирусную устойчивость непораженным клеткам. Активированные клетки также стимулируют контактные клетки (в) к продукции ЭП.

стимулирующее влияние на NK клетки. Это приводит к снижению выработки NK клетками ИФН. Так осуществляется механизм отрицательной обратной связи, посредством которого ИФН регулируют размах противовирусного иммунного ответа.

ROLE OF INTERFERON IN

Открытие у ИФН противовирусной активности сделало их перспективными для использования при лечении вирусных заболеваний. Однако широкое применение ИФН в клинической практике стало возможным только после разработки способов получения больших количеств ИФН, в том числе внедрения генно-инженерных методов получения рекомбинантных интерферонов.

В настоящее время ИФН одобрены для лечения вирусных болезней (папилломы и кондиломы, herpes simplex, хронических гепатитов В и С) и опухолевых процессов (волосатоклеточный лейкоз, хронический миелолейкоз, неходжкинские лимфомы, саркома Капоши у больных ВИЧ-инфекцией). Клинические испытания также показали эффективность ИФН при криоглобулинемии и множественной миеломе. И ФН-Р получил одобрение для лечения рассеянного склероза, ИФН-у -для лечения хронических гранулематозов. Изучение эффективности при других вирусных инфекциях и онкопатологии продолжается, как и разработка препаратов, способных стимулировать синтез эндогенных ИФН.

I. A. Shurygina, M. G. Shurygin (Irkutsk State Medical University)

In this article authors describe modern concept about interferon — their types, functions and mechanisms of action. Authors give one’s attention to role of interferon in antiviral immunity.

1. Вершигора A. E. Общая иммунология. — Киев: Вы-ща школа, 1989. — С.529-530, 643-644.

2. Майер К. П. Гепатит и последствия гепатита: Практич. рук.: Пер. с нем. — М.: ГЭОТАР Медицина, 1999. — 432 с.

3. Adolf G. R. Human interferon omega — a review // Mult. Scler. — 1995. — Vol.l, Supp II. — S.44-47.

4. Baron S., Coppenhaver D. H., Dianzani F. et al. Interferon: principles and medical applications. — The University of Texas Medical Branch at Galveston, Galveston, Texas, 1992.

5. Baron S., Dianzani F. The interferons: a biological system with therapeutic potential in viral infections // Antiviral Res. — 1994. — Vol.24. — P.97-110.

6. Bazer F. W., Spencer T. E., Ott T. L. Placental interferons // Am. J. Reprod. Immunol. — 1996. — Vol.35, №4. — P.297-308.

7. Belardelli F. Role of interferons and other cytokines in the regulation of the immune response // APMIS. —

1995. — Vol.103, №3. — P.161-179.

8. Billiau A., Heremans H., Vermeire K., Matthys P. Immunomodulatory properties of interferon-gamma // Ann. N.Y. Acad. Sci. — 1998. — Sep,.29;856. — P.22-32.

9. Biron C. A. Role of early cytokines, including alpha and beta interferons (IFN-alpha/beta), in innate and adaptive immune responses to viral infections // Semin. Immunol. — 1998. — Vol. 10, №5. — P.383-390.

10. Biron C. A. Initial and innate responses to viral infec-tions-pattern setting in immunity or disease // Curr. Opin. Microbiol. — 1999. — Vol.2,№4. — P. 374-381.

11. Boehm U., Klamp T., Groot M., Howard J. C. Cellular responses to interferon-gamma // Annu. Rev. Immunol. — 1997. — Vol.15. — P.749-795.

12. Dianzani F. Interferon treatments: how to use an endogenous system as a therapeutic agent // J. Interferon Res. — 1992. — P.2-109.

i
Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы
.

13. Doly J., Civas A., Navarro S., Uze G. Type I interferons: expression and signalization // Cell. Mol. Life. Sci. — 1998. — Vol.54, №10. — P. 1109-1121.

14. Isaacs A. Interferon // Adv. Virus Res. — 1963. — Vol.10.-P.l-20.

15. Foster G. R. Interferons in host defense // Semin. Liver Dis. — 1997. — Vol.17, №4. — P.287-295.

16. Gessani S., Belardelli F. I FN-gamma expression in macrophages and its possible biological significance // Cytokine Growth Factor Rev. — 1998. — Vol.9, №2. — P.l 17-123.

17. Gresser I. Wherefore interferon? // J. Leukoc. Biol. —

1997. — Vol.61, №5. — P.567-574.

18. Larner A., Reich N. C. Interferon signal transduction // Biotherapy. — 1996. — Vol.8, №3-4. — P.175-181.

19. Lefevre F., Guillomot M., DAndrea S. et al. Inter-feron-delta: the first member of a novel type I inter-

feron family // Biochimie. — 1998. — Vol.80, №8-9. — P.779-788.

20. De Maeyer E., De Maeyer-Guignard J. Type I interferons // Int. Rev. Immunol. — 1998. — Vol.17, №1-4. — P.53-73.

21. Martal J. L., Chene N. M., Huynh L. P. et al. I FN-tau: a novel subtype I IFNI. Structural characteristics, non-ubiquitous expression, structure-function relationships, a pregnancy hormonal embryonic signal and crossspecies therapeutic potentialities // Biochimie. —

1998. — Vol.80, №8-9. — P.755-777.

22. Medical microbiology: 4-th Ed. / Ed. by S. Baron. — University of Texas Medical Branch at Galveston,

23. Platanias L. C., Fish E. N. Signaling pathways activated by interferons // Exp. Hematol. — 1999. — Vol.27, №11. — P. 1583-1592.

24. Samuel C. E. Reoviruses and the interferon system // Curr. Top. Microbiol. Immunol. — 1998. — Vol.233. — Reovir. ii. — P.125-145.

25. Tilg H., Kaser A. Interferons and their role in inflammation // Curr. Pharm. Des. — 1999. — Vol.5, №10. — P.771-785.

26. Young H. A., Hardy K. J. Role of interferon-gamma in immune cell regulation // J. Leukoc. Biol. — 1995. — Vol.58, №4. — P.373-381.

О АБРАМОВИЧ С. Г. —

ХЛОРИДНЫЕ НАТРИЕВЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ВАННЫ В ЛЕЧЕНИИ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ

(Иркутский государственный институт усовершенствования врачей, ректор — член-корр. Р АМН, проф. A.A. Дзизинский, кафедра физиотерапии и курортологии, зав. — проф. A.A. Федотченко)

Резюме. Хлоридные натриевые ванны являются эффективным методом санаторно-курортного лечения больных гипертонической болезнью благодаря их благоприятному влиянию на ведущие звенья патогенеза заболевания. В настоящей статье по данным литературы рассматриваются вопросы механизма действия и практического применения бальнеотерапии хлоридны-ми натриевыми минеральными водами.

ХНВ имеют очень большой диапазон минерализации (от 2 до 600 г/л) и разнообразный химический состав. В чистом виде хлоридных натриевых минеральных вод в природе нет. Наряду с ионами натрия и хлора в них всегда в небольших количествах имеется калий, магний, кальций,

Цитокины.

В семейство цитокинов входят интерлейкины, интерфероны, хемокины, ростовые и колониестимулирующие факторы, представляющие собой сигнальные полипептидные молекулы иммунной системы. Обладая широким спектром биологической активности, они определяют не только адекватный уровень иммунного ответа, но и регулируют взаимодействия главных интегративных систем организма — нервной, иммунной и эндокринной.

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

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. I FN 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. Д НК-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.

Противовирусный эффект интерферонов

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). I FN 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). I FN 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.

Иммуномодулирующий эффект интерферонов

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.

Структура молекулы интерферона гамма

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. I L-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).

Эффекты интерферона гамма

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). I FN-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. I FN-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. I FN-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.

Противовирусный иммунный ответ

Таким образом, все интерфероны представляют собой группу полифункциональных белковых факторов с выраженным противовирусным и противоопухолевым эффектом разной степени. I FN-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).

Биологический метод получения интерферона гамма

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:

  • РЕКОФЕРОН® ГАММА
    — IFN-y ( ООО «Фарма Ген»
    , Санкт-Петербург),
  • РЕКОФЕРОН® АЛЬФА
    — IFN-a ( ООО «Фарма Ген»
    , 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. I FN представляют собой группу низкомолекулярных пептидов, обладающих противовирусной, иммуномоделирующей и антипролиферативной активностью.

На основе рекомбинантных интерферонов компанией ООО «Фарма Ген»
(Санкт-Петербург) разработаны лекарственные препараты РЕКОФЕРОН® ГАММА
и РЕКОФЕРОН® АЛЬФА
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. I FN-y активирует эффекторные функции этих клеток, в частности их микробицидностъ, цитотоксичность, продукцию цитокинов, супероксидных и нитрооксидных радикалов. I FN-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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: