Interferoner | |
---|---|
Molekylär struktur av interferon-α | |
Identifierare | |
Symbol | Interferoner |
Pfam | PF00143 |
Interpro | IPR000471 |
PROSITE | PDOC00225 |
SCOP | 1au1 |
SUPERFAMILJ | 1au1 |
Tillgängliga proteinstrukturer | |
Pfam | strukturer |
PDB | RCSB PDB ; PDBe ; PDBj |
PDBsumma | 3D-modell |
Interferoner ( förkortning IFN [1] ) är det gemensamma namnet för ett antal proteiner med liknande egenskaper, som utsöndras av kroppens celler som svar på invasionen av viruset , på vissa bakterieämnen och på lågmolekylära kemiska föreningar [ 2] [3] . Interferoner inducerar eller aktiverar vissa cellulära proteiner som blockerar viral replikation [3] . För det mesta beror den antivirala effekten av interferoner på induktionen av mer än 300 gener som stimuleras av dem, vilka är ansvariga för olika antivirala funktioner [4] . "Den faktor som definieras som interferon måste vara av proteinnatur, ha antiviral aktivitet mot olika virus, åtminstone i homologa celler , medierad av cellulära metaboliska processer, inklusive RNA och proteinsyntes" [5] .
Preparat som innehåller "-feron" i namnet innehåller inte alltid interferoner. Ergoferon och anaferon är till exempel homeopatiska medel och är inte läkemedel [6] [7] .
1957, medlemmar av London National Institute for Medical Researchvirologer engelsmannen Alik Isaacsoch schweiziska Jean Lindemannav misstag upptäckt interferon under experimenten. Forskarna ställdes inför ett obegripligt fenomen: möss som var infekterade med vissa virus blev inte sjuka. Sökandet efter orsakerna till detta fenomen visade att möss som inte gav efter för infektion med virus redan var sjuka av en annan virusinfektion vid tidpunkten för infektionen. Således visade det sig att i kroppen på möss förhindrar ett av virusen reproduktionen av det andra. Detta fenomen med virusantagonism kallas interferens . hinder, hinder), detta fenomen uppstår när två virus introduceras i kroppen samtidigt eller med ett intervall på högst 24 timmar.
När interferoner väl upptäcktes var deras kliniska prövningar på människor en besvikelse fram till 1970-talet, då humant interferon kunde renas, varefter det började visa effekt mot vissa sjukdomar vid höga doser [8] . Under många år var huvudleverantören av humant interferon runt om i världen ett forskningslaboratorium i Finland, som producerade leukocytinterferon, främst interferon-alfa, med hjälp av blodleukocyter genom deras stimulering med Sendai-viruset . Sedan Wellcome Research Laboratorieslärt sig hur man får en stor mängd av detta interferon från lymfoblaster , som odlades i suspension redan i industriell skala [9] .
På 1980-talet skedde ett genombrott i produktionen av interferon, Biogen i Schweiz och Genentech i USA lärde sig att producera rekombinant interferon med hjälp av Escherichia coli , klona in interferon-genen i det, vilket gjorde det möjligt att öka produktionen och producera interferoner av vilken typ som helst, och produktionskostnaden borde ha krympts med cirka 100 gånger. Från och med 2016 har minst ett dussin subtyper av interferon-alfa, en interferon-beta och en interferon-gamma identifierats bland rekombinanta humana interferoner [9] .
Humana interferoner delas in i grupper beroende på vilken typ av celler de bildas i: α, β och γ. a-interferoner inkluderar flera typer av proteiner med en molekylvikt av cirka 20 kDa . Av särskild betydelse är interferoner alfa-2b (för behandling av allvarliga virussjukdomar, särskilt hepatit) och beta-1a (används för att behandla multipel skleros ).
Det finns en klassificering av endogena interferoner efter typ, baserad på närvaron av specifika cellmembranreceptorer [10] :
Interferon gamma-1b används i USA för behandling av kronisk granulomatös sjukdom [11] och osteopetros [12] .
Pegylerade interferoner är proteiner kemiskt bundna till polyetylenglykol (PEG, engelska PEG ).
Humant interferon-a
Humant interferon-p
Humant interferon-y
Interferonpreparat finns i olika former - i pulver, lösningar, droppar etc.
Den mest studerade egenskapen hos interferon är dess förmåga att förhindra reproduktion av virus . Det produceras i däggdjurs- och fågelceller som svar på virusinfektion .
När en cell infekteras börjar viruset föröka sig. Värdcellen börjar samtidigt producera interferon, som lämnar cellen och kommer i kontakt med närliggande celler. Även om interferon inte har en direkt antiviral effekt, kan det orsaka sådana förändringar i celler som förhindrar reproduktionen av viruset , bildandet av viruspartiklar och dess vidare spridning. Interferon verkar i flera riktningar. För det första påverkar det cellerna intill den infekterade, vilket utlöser en kedja av händelser i dem som leder till undertryckande av syntesen av virala proteiner och, i vissa fall, sammansättning och frisättning av virala partiklar (genom att aktivera oligoadenylatcyklas ). Som svar på exponering för interferon producerar celler stora mängder proteinkinas R. Detta enzym fosforylerar translationsinitieringsfaktor eIF-2, fosforylerad eIF-2 bildar ett inaktivt komplex med en annan faktor, eIF-2B. Som ett resultat minskar nivån av proteinsyntes i cellen. Efter proteinkinas R aktiveras syntesen av ribonukleas L , vilket klyver cellulärt RNA och ytterligare minskar nivån av proteinsyntes. I allmänhet är interferonberoende translationsundertryckning skadlig för både viruset och värdcellen. Förutom att påverka translation kan interferoner aktivera hundratals andra gener (kända som interferonstimulerade gener) som spelar en roll för att skydda celler från virus [13] [14] . Dessutom begränsar interferon spridningen av viruspartiklar genom att aktivera p53 -proteinet , vilket leder till apoptotisk död av den infekterade cellen [15] [16] .
Den andra verkningsriktningen för interferoner är att stimulera immunsystemet att bekämpa virus. Interferon ökar syntesen av molekyler i det stora histokompatibilitetskomplexet av klass I och II och aktiverar immunproteasomen . En hög nivå av molekyler av det huvudsakliga histokompatibilitetskomplexet av klass I säkerställer en effektiv presentation av virala peptider till cytotoxiska T-lymfocyter och naturliga mördarceller , och immunoproteasomen bearbetar virala peptider innan presentationen. En hög nivå av klass II stora histokompatibilitetskomplexmolekyler säkerställer presentationen av virala antigener för T-hjälpare . Hjälpar-T-celler frisätter i sin tur cytokiner som koordinerar aktiviteten hos andra immunsystemceller. Vissa typer av interferoner, såsom interferon-γ, kan direkt stimulera immunsystemets celler såsom makrofager och naturliga mördarceller .
Interferonproduktion kan stimuleras inte bara av intakta virus , utan också av olika andra medel, såsom vissa inaktiverade virus, dubbelsträngade RNA , syntetiska dubbelsträngade oligonukleotider och bakteriella endotoxiner .
Den biologiska aktiviteten av interferon är mycket hög. I musinterferon är det 2⋅10 9 enheter/mg, och en enhet minskar bildandet av virus med cirka 50 %. Det betyder att en molekyl interferon räcker för att göra en cell resistent mot en virusinfektion . Det har visat sig att interferonmolekyler måste ha en effekt på cellen i minst fyra timmar för att cellen ska börja bekämpa viruset, så många experter anser inte att intranasal användning av interferon är effektiv för att förebygga akuta respiratoriska virus. infektioner [17] . Nya studier på möss visar dock att interferon applicerat på slemhinnan kan fungera som ett immunologiskt adjuvans mot influensavirus, vilket förstärker immunsystemets specifika respons [18] . Ett influensavaccin som använder interferon som adjuvans testas kliniskt i USA [19] .
Interferon orsakar också ett antal andra biologiska effekter, inklusive hämning av cellreproduktion .
Inom medicinen används interferoner för att förebygga och behandla virusinfektioner. Behandlingen är dock begränsad och kommer med betydande biverkningar, som inkluderar utveckling av influensaliknande symtom som feber, muskelvärk och huvudvärk. I själva verket förekommer liknande symtom också under produktionen av endogent interferon av kroppen själv som svar på en virusinfektion. Terapeutisk behandling med interferon leder också till leukopeni och trombocytopeni , och exponering för det centrala nervsystemet orsakar depression [20] . Samtidigt har preparat med alla alfa-interferoner vanligtvis varningar om att de kan orsaka eller förvärra dödliga eller livshotande neuropsykiatriska, autoimmuna, ischemiska eller infektionssjukdomar [21] .
Interferon alfa administreras vanligtvis intramuskulärt i en daglig dos av 3⋅10 6 till 8⋅10 7 IE , vilket gör det möjligt att uppnå en interferonkoncentration i blodet i storleksordningen 50-500 IE per ml . Interferon beta administreras intravenöst, eftersom det efter intramuskulär administrering nästan inte detekteras i blodet. Vid behandling av cancer kan lokala injektioner direkt in i tumören användas [22] . Oral användning av interferoner är ineffektiv [22] , deras långa aminosyrasekvenser är känsliga för klyvning av proteaser i matsmältningskanalen [23] . Vid intranasalt administrering tvättas interferoner snabbt ut med slem [22] . Andra metoder för att tillföra interferon i kroppen, även om de visade vissa resultat, kunde inte nå framgång i klinisk praxis [24] .
Sprayer och näsdropparNässlemhinnan är kapabel att absorbera olika endogena hormoner, inklusive interferoner [25] . Experimentella studier har dock visat att nasal administrering av interferon i doser av storleksordningen 10 6 IE var 4:e timme inte har någon förebyggande effekt. Det finns dock bevis för att administrering av stora doser (i storleksordningen 10 8 IE) kan ge skydd mot rhinovirusinfektion , vilket kan bero på det snabba avlägsnandet av interferon tillsammans med slem [26] . Studier av nässpray med rekombinant interferon alfa-2b visar att den är ineffektiv vid behandling, giftig och ökar chanserna för sekundär infektion [27] .
Under förkylningsenhetens arbetefrån 1946 till 1989 hittades inget effektivt botemedel mot förkylning . Både interferon alfa och interferon beta, när de används intranasalt före uppkomsten av en virussjukdom, har visat sig vara effektiva för att förebygga rhinovirus, coronavirus, luftvägssyncytialinfektioner och influensa, dock förekomsten av lokala biverkningar och det faktum att interferon var mest effektivt i förebyggande syfte ledde till att interferon inte har funnit tillämpning för behandling av dessa infektioner [28] . Det finns inga bevis för terapeutiskt värde för interferon mot vanliga luftvägsvirusinfektioner [26] [29] . Samtidigt, enligt en systematisk översikt från 2021, kan interferon alfa vara lovande mot covid-19 när det gäller sjukhusvistelse och minskad virusutsöndring, men forskningen är fortfarande knapphändig [30] .
Instillation i ögonenEn liten, dubbelblind, placebokontrollerad studie på 1980-talet visade att instillation av rekombinant interferon alfa-2b i ögat resulterade i detekterbara nivåer av interferon i nässlemmet under de följande 8 timmarna. Samtidigt, med en ökning av dosen, var en av de betydande biverkningarna ytlig punctate keratit . Denna intranasala tillförsel av interferon visade sig vara mindre toxisk än den nasala vägen, men studien avgjorde inte om interferonnivåerna i näsgångarna var tillräckliga för terapeutisk eller profylaktisk användning [31] .
Rektala stolpillerEn studie på råttor från 1980-talet visade att suppositoriuminterferon alfa i sig inte absorberades från tarmen, men en liten mängd absorption uppnåddes med natriumursodeoxicholat. Absorptionsnivån var dock för låg för behandling av hepatit, där interferon vanligtvis används [32] .
Utvecklingen av metoder för att erhålla leukocyter och rekombinant interferon i preparativa mängder, såväl som mycket effektiva metoder för rening av dessa, öppnade möjligheten att använda dessa läkemedel vid behandling av viral hepatit B och C och vissa typer av neoplastiska sjukdomar (exklusivt i injicerbar form).
För närvarande produceras kommersiella preparat i Ryssland: human leukocyt, lymfoblastisk "Velferon" (Wellferon), fibroblast (Feron); interferon och interferoner erhållna genom genteknik: rekombinant alfa (Laferobion, Roferon, Realdiron och andra), beta- och gammainterferon (Ingaron).
I vissa länder i det postsovjetiska rymden produceras interferon-innehållande OTC-produkter i form av droppar [33] , salvor, stolpiller, geler (till exempel Viferon, Grippferon, Genferon, en variant av Laferobion, etc.), positionerade av tillverkare för användning vid olika sjukdomar, i särskilt SARS och influensa. Samtidigt finns det enligt WHO varken högkvalitativa kliniska studier av effekt, eller systematiska observationer av lokal användning av interferoner för behandling av influensa [34] .
Även i Ryssland finns det förväxling med kommersiella namn: inte alla läkemedel med roten -feron- i namnet innehåller något interferon. Till exempel innehåller det homeopatiska medlet "Anaferon" ingen aktiv substans alls [6] , liksom "Ergoferon" [7] .
En utmärkande egenskap hos rekombinanta interferoner är att de erhålls utanför människokroppen (producerade av bakterien E. coli , i vars DNA den mänskliga interferongenen är insatt). Detta minskar produktionskostnaden avsevärt, plus minskar sannolikheten för överföring av någon infektion från givaren till noll.
Interferoninducerare är ämnen av naturligt eller syntetiskt ursprung som stimulerar produktionen eller frisättningen av sina egna interferoner i människokroppen [35] . I tidiga prekliniska studier på 1970-talet visade inducerare ingen tydlig antiviral effekt, men många av dem visade hög toxicitet; de används inte i medicinsk praxis i utvecklade länder . Dessa ämnen påverkar direkt kroppens komplexa signalsystem, vilket kan leda till allvarliga biverkningar [36] .
Interferoninducerare av naturligt ursprung delas in i dubbelsträngat RNA (dsRNA isolerat från jäst och bakteriofager) och polyfenoler isolerade från växter. Syntetiska induktorer representeras av aromatiska kolväten och polynukleotider .
Utanför länderna i före detta Sovjetunionen är interferoninducerare (inklusive i länderna i Västeuropa och Nordamerika) inte registrerade som läkemedel, och deras kliniska effektivitet har inte bevisats i någon större internationell studie. [36] [37]
Av stor betydelse är psykopatologiska störningar, inklusive depression orsakad av interferon[ vad? ] . Tills nyligen var den rådande uppfattningen att förekomsten av depression (inklusive historia ) är en kontraindikation för utnämningen av interferoner; i händelse av utveckling av depression med användning av interferon rekommenderades behandlingen att avbrytas omedelbart, främst på grund av den höga suicidalrisken för sådana tillstånd. Studier under senare år [38] har emellertid avslöjat den otvivelaktiga terapeutiska effekten av antidepressiva medel för korrigering av affektiva störningar hos patienter med hepatit C som får interferon [39] .
![]() | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |
|