Interferonit | |
---|---|
| |
Tunnisteet | |
Symboli | Interferonit |
Pfam | PF00143 |
Interpro | IPR000471 |
PROSITE | PDOC00225 |
SCOP | 1au1 |
SUPERPERHE | 1au1 |
Saatavilla olevat proteiinirakenteet | |
Pfam | rakenteet |
ATE | RCSB ATE ; PDBe ; ATEj |
ATE-summa | 3D malli |
Interferonit ( lyhenne IFN [1] ) on yleinen nimi useille proteiineille , joilla on samanlaiset ominaisuudet ja joita kehon solut erittävät vastauksena viruksen , joidenkin bakteeriaineiden ja pienimolekyylisten kemiallisten yhdisteiden tunkeutumiseen. 2] [3] . Interferonit indusoivat tai aktivoivat tiettyjä soluproteiineja, jotka estävät viruksen replikaation [3] . Suurimmaksi osaksi interferonien antiviraalinen vaikutus johtuu niiden stimuloiman yli 300 geenin induktiosta, jotka ovat vastuussa erilaisista antiviraalisista toiminnoista [4] . "Interferoniksi määritellyn tekijän on oltava proteiiniluonteista, sillä on oltava antiviraalinen vaikutus eri viruksia vastaan, ainakin homologisissa soluissa , solun aineenvaihduntaprosessien, mukaan lukien RNA:n ja proteiinisynteesi, välittämänä" [5] .
Valmisteet, jotka sisältävät "-feronia" nimessä, eivät aina sisällä interferoneja. Esimerkiksi ergoferon ja anaferon ovat homeopaattisia lääkkeitä eivätkä lääkkeitä [6] [7] .
Vuonna 1957 Lontoon National Institute for Medical Researchin jäseniävirologit englantilainen Alik Isaacsja sveitsiläinen Jean Lindemannlöysi vahingossa interferonin kokeiden aikana. Tutkijat kohtasivat käsittämättömän ilmiön: tietyillä viruksilla saaneet hiiret eivät sairastuneet. Tämän ilmiön syiden etsiminen osoitti, että hiiret, jotka eivät antaneet periksi virustartunnalle, olivat jo sairaita toiseen virusinfektioon tartuntahetkellä. Siten kävi ilmi, että hiirten kehossa yksi viruksista estää toisen lisääntymisen. Tätä virusantagonismin ilmiötä kutsutaan interferenssiksi . este, este), tämä ilmiö ilmenee, kun kaksi virusta tuodaan kehoon samanaikaisesti tai enintään 24 tunnin välein.
Kun interferonit löydettiin, niiden kliiniset kokeet ihmisillä olivat pettymys 1970-luvulle saakka, jolloin ihmisen interferoni voitiin puhdistaa, minkä jälkeen se alkoi osoittaa tehoa tiettyjä sairauksia vastaan suurilla annoksilla [8] . Ihmisen interferonin päätoimittaja ympäri maailmaa oli useiden vuosien ajan suomalainen tutkimuslaboratorio, joka tuotti leukosyyttiinterferonia, pääasiassa interferoni-alfaa, käyttämällä veren leukosyyttejä stimuloimalla niitä Sendai-viruksella . Sitten Wellcome Research Laboratoriesoppinut saamaan suuri määrä tätä interferonia lymfoblasteista , joita kasvatettiin suspensiossa jo teollisessa mittakaavassa [9] .
1980-luvulla interferonin tuotannossa tapahtui läpimurto, Biogen Sveitsissä ja Genentech Yhdysvalloissa oppivat valmistamaan yhdistelmä-interferonia Escherichia colilla , kloonaamalla siihen interferonigeenin, mikä mahdollisti interferonien tuotantoa ja tuotantoa. minkä tahansa tyypin, ja tuotantokustannusten olisi pitänyt pienentyä noin 100 kertaa. Vuodesta 2016 lähtien ihmisen rekombinanteista interferoneista on tunnistettu ainakin tusina interferoni-alfa-alatyyppiä, yksi interferoni-beeta ja yksi interferoni-gamma [9] .
Ihmisen interferonit jaetaan ryhmiin riippuen solutyypistä, joissa ne muodostuvat: α, β ja γ. a-interferonit sisältävät usean tyyppisiä proteiineja , joiden molekyylipaino on noin 20 kDa . Erityisen tärkeitä ovat interferonit alfa-2b (vakavien virussairauksien, erityisesti hepatiitin, hoitoon) ja beeta-1a (käytetään multippeliskleroosin hoitoon ).
On olemassa endogeenisten interferonien luokitus tyypin mukaan, joka perustuu tiettyjen solukalvoreseptorien esiintymiseen [10] :
Interferoni gamma-1b :tä käytetään Yhdysvalloissa kroonisen granulomatoottisen sairauden [11] ja osteopetroosin [12] hoitoon .
Pegyloidut interferonit ovat proteiineja, jotka ovat kemiallisesti sitoutuneet polyetyleeniglykoliin (PEG, englantilainen PEG ).
Ihmisen interferoni-a
Ihmisen interferoni-β
Ihmisen interferoni-y
Interferonivalmisteita on saatavana eri muodoissa - jauheina, liuoksina, tippoina jne.
Interferonin tutkituin ominaisuus on sen kyky estää virusten lisääntymistä . Sitä tuotetaan nisäkkäiden ja lintujen soluissa vasteena virusinfektiolle .
Kun solu on infektoitunut, virus alkaa lisääntyä. Isäntäsolu alkaa samanaikaisesti tuottaa interferonia, joka poistuu solusta ja tulee kosketukseen viereisten solujen kanssa. Vaikka interferonilla ei ole suoraa antiviraalista vaikutusta, se pystyy aiheuttamaan sellaisia muutoksia soluissa, jotka estävät viruksen lisääntymisen , viruspartikkelien muodostumisen ja sen leviämisen edelleen. Interferoni vaikuttaa useisiin suuntiin. Ensinnäkin se vaikuttaa infektoituneen solun viereisiin soluihin laukaisemalla niissä tapahtumaketjun, joka johtaa virusproteiinien synteesin tukahduttamiseen ja joissakin tapauksissa viruspartikkelien kokoamiseen ja vapautumiseen (aktivoimalla oligoadenylaattisyklaasia ). Vasteena interferonille altistumiseen solut tuottavat suuria määriä proteiinikinaasi R :tä. Tämä entsyymi fosforyloi translaation aloitustekijän eIF-2, fosforyloitu eIF-2 muodostaa inaktiivisen kompleksin toisen tekijän, eIF-2B:n, kanssa. Tämän seurauksena proteiinisynteesin taso solussa laskee. Proteiinikinaasi R :n jälkeen aktivoituu ribonukleaasi L : n synteesi , mikä pilkkoo solujen RNA:ta ja alentaa edelleen proteiinisynteesin tasoa. Yleensä interferonista riippuvainen translaation suppressio on haitallista sekä virukselle että isäntäsolulle. Translaatioon vaikuttamisen lisäksi interferonit pystyvät aktivoimaan satoja muita geenejä (tunnetaan nimellä interferonin stimuloimat geenit), joilla on rooli solujen suojaamisessa viruksilta [13] [14] . Lisäksi interferoni rajoittaa viruspartikkelien leviämistä aktivoimalla p53 -proteiinia , mikä johtaa infektoituneen solun apoptoottiseen kuolemaan [15] [16] .
Interferonien toinen toimintasuunta on stimuloida immuunijärjestelmää taistelemaan viruksia vastaan. Interferoni lisää luokkien I ja II tärkeimpien histokompatibiliteettikompleksien molekyylien synteesiä ja aktivoi immunoproteasomin . Luokan I suuren histokompatibiliteettikompleksin molekyylien korkea taso varmistaa viruspeptidien tehokkaan esittelyn sytotoksisille T-lymfosyyteille ja luonnollisille tappajasoluille , ja immunoproteasomi prosessoi viruspeptidejä ennen esittelyä. Korkea luokan II tärkeimpien histokompatibiliteettikompleksimolekyylien taso varmistaa virusantigeenien esittelyn T-auttajille . Auttaja-T-solut puolestaan vapauttavat sytokiineja , jotka koordinoivat muiden immuunijärjestelmän solujen toimintaa. Jotkut interferonityypit, kuten interferoni-y, voivat suoraan stimuloida immuunijärjestelmän soluja, kuten makrofageja ja luonnollisia tappajasoluja .
Interferonin tuotantoa voivat stimuloida ei vain ehjät virukset , vaan myös monet muut aineet, kuten jotkut inaktivoidut virukset, kaksijuosteiset RNA:t , synteettiset kaksijuosteiset oligonukleotidit ja bakteerien endotoksiinit.
Interferonin biologinen aktiivisuus on erittäin korkea. Hiiren interferonissa se on 2⋅109 yksikköä /mg, ja yksi yksikkö vähentää virusten muodostumista noin 50 % . Tämä tarkoittaa, että yksi interferonimolekyyli riittää tekemään solusta vastustuskykyisen virusinfektiolle . On osoitettu, että interferonimolekyylien on vaikutettava soluun vähintään neljä tuntia, jotta solu alkaa taistella virusta vastaan, joten monet asiantuntijat eivät pidä interferonin intranasaalista käyttöä tehokkaana akuutin hengitystieviruksen ehkäisyssä. infektiot [17] . Viimeaikaiset hiirillä tehdyt tutkimukset osoittavat kuitenkin, että limakalvolle levitetty interferoni voi toimia immunologisena adjuvanttina influenssavirusta vastaan, mikä voimistaa immuunijärjestelmän spesifistä vastetta [18] . Interferonia adjuvanttina käyttävää influenssarokotetta testataan kliinisesti Yhdysvalloissa [19] .
Interferoni aiheuttaa myös useita muita biologisia vaikutuksia, mukaan lukien solujen lisääntymisen esto.
Lääketieteessä interferoneja käytetään virusinfektioiden ehkäisyyn ja hoitoon. Hoito on kuitenkin rajallista ja siihen liittyy merkittäviä sivuvaikutuksia, joita ovat flunssan kaltaisten oireiden, kuten kuumeen, lihas- ja päänsäryn, kehittyminen. Itse asiassa samanlaisia oireita esiintyy myös kehon itsensä tuottaman endogeenisen interferonin vastauksena virusinfektioon. Terapeuttinen interferonihoito johtaa myös leukopeniaan ja trombosytopeniaan , ja keskushermostolle altistuminen aiheuttaa masennusta [20] . Samaan aikaan mitä tahansa alfa-interferoneja sisältävillä valmisteilla on yleensä varoituksia, että ne voivat aiheuttaa tai pahentaa kuolemaan johtavia tai hengenvaarallisia neuropsykiatrisia, autoimmuuni-, iskeemisiä tai infektiosairauksia [21] .
Interferoni alfaa annetaan tavallisesti lihakseen vuorokausiannoksena 3⋅10 6 - 8⋅10 7 IU , mikä mahdollistaa interferonipitoisuuden saavuttamisen veressä luokkaa 50-500 IU/ml . Interferoni beeta annetaan suonensisäisesti, koska lihaksensisäisen annon jälkeen sitä ei juuri havaita veressä. Syövän hoidossa voidaan käyttää paikallisia injektioita suoraan kasvaimeen [22] . Interferonien oraalinen käyttö on tehotonta [22] , niiden pitkät aminohapposekvenssit ovat herkkiä ruoansulatuskanavan proteaasien pilkkoutumiselle [23] . Kun interferonit annetaan intranasaalisesti, ne huuhtoutuvat nopeasti pois liman mukana [22] . Muut menetelmät interferonin kuljettamiseksi kehoon, vaikka ne osoittivatkin joitakin tuloksia, eivät voineet saavuttaa menestystä kliinisessä käytännössä [24] .
Suihkeet ja nenätipatNenän limakalvo pystyy absorboimaan erilaisia endogeenisiä hormoneja, mukaan lukien interferonit [25] . Kokeelliset tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että interferonin nenään annoksilla, jotka ovat luokkaa 10 6 IU joka 4. tunti, ei ole ennaltaehkäisevää vaikutusta. On kuitenkin näyttöä siitä, että suurten (10 8 IU:n suuruisten) annosten antaminen voi tarjota suojan rinovirusinfektiota vastaan , mikä voi johtua interferonin nopeasta poistumisesta liman mukana [26] . Rekombinantilla interferoni alfa-2b :llä tehdyt nenäsumutetta koskevat tutkimukset osoittavat, että se on tehoton hoidossa, myrkyllinen ja lisää toissijaisen infektion mahdollisuuksia [27] .
Common Cold Unit -yksikön työn aikanavuodesta 1946 vuoteen 1989 flunssaan ei löydetty tehokasta parannuskeinoa . Sekä interferoni alfa että interferoni beeta ovat nenänsisäisesti käytettynä ennen virustaudin puhkeamista osoittaneet olevansa tehokkaita rinoviruksen, koronaviruksen, hengitystieinfektioiden ja influenssan ehkäisyssä, mutta paikallisia sivuvaikutuksia ja interferoni oli tehokkain ehkäisyssä, mikä johti siihen, että interferonille ei ole löydetty käyttöä näiden infektioiden hoidossa [28] . Ei ole näyttöä interferonin terapeuttisesta arvosta yleisiä hengitystieinfektioita vastaan [26] [29] . Samaan aikaan vuoden 2021 systemaattisen katsauksen mukaan interferoni alfa saattaa olla lupaava COVID-19:ää vastaan sairaalahoidon ja viruksen leviämisen vähentämisen kannalta, mutta tutkimusta on vielä vähän [30] .
Instillaatio silmiinPieni, kaksoissokkoutettu, lumekontrolloitu tutkimus 1980-luvulla osoitti, että rekombinantin interferoni alfa-2b:n tiputtaminen silmään johti havaittaviin interferonipitoisuuksiin nenän limassa seuraavien 8 tunnin aikana. Samaan aikaan, kun annostusta lisättiin, yksi merkittävistä sivuvaikutuksista oli pinnallinen pistemäinen keratiitti . Tämän interferonin nenänsisäisen annostelun havaittiin olevan vähemmän myrkyllinen kuin nenän kautta, mutta tutkimuksessa ei määritetty, olivatko nenäkäytävissä olevat interferonipitoisuudet riittävät terapeuttiseen tai profylaktiseen käyttöön [31] .
Peräsuolen peräpuikotYksi rotilla tehty tutkimus 1980-luvulta osoitti, että peräpuikko -interferoni alfa ei imeytynyt suolistosta, mutta pieni määrä imeytymistä saavutettiin käyttämällä natriumursodeoksikolaattia. Imeytymistaso oli kuitenkin liian alhainen hepatiitin hoitoon, jossa interferonia yleensä käytetään [32] .
Menetelmien kehittäminen leukosyyttien ja rekombinantin interferonin saamiseksi valmistettavina määrinä sekä erittäin tehokkaita menetelmiä niiden puhdistamiseksi avasi mahdollisuuden käyttää näitä lääkkeitä virushepatiitti B- ja C-hepatiitin sekä joidenkin tyyppisten kasvainsairauksien hoidossa (yksinomaan injektoitava muoto).
Tällä hetkellä Venäjällä valmistetaan kaupallisia valmisteita: ihmisen leukosyytti, lymfoblastinen "Velferon" (Wellferon), fibroblasti (Feron); interferoni ja geenitekniikan menetelmillä saadut interferonit: yhdistelmä-alfa (Laferobion, Roferon, Realdiron ja muut), beeta- ja gamma-interferoni (Ingaron).
Joissakin neuvostoliiton jälkeisen alueen maissa interferonia sisältäviä OTC-tuotteita valmistetaan tippojen [33] , voiteiden, peräpuikkojen, geelien muodossa (esimerkiksi Viferon, Grippferon, Genferon, Laferobionin muunnos jne.), valmistajien asettamat käytettäväksi erilaisissa sairauksissa, erityisesti SARSissa ja influenssassa. Samaan aikaan WHO :n mukaan ei ole olemassa korkealaatuisia kliinisiä tehotutkimuksia eikä systemaattisia havaintoja interferonien paikallisesta käytöstä influenssan hoidossa [34] .
Myös Venäjällä on hämmennystä kaupallisten nimien kanssa: kaikki lääkkeet, joiden nimessä on juuri -feroni-, eivät sisällä interferonia. Esimerkiksi homeopaattinen lääke "Anaferon" ei sisällä lainkaan vaikuttavaa ainetta [6] , samoin kuin "Ergoferon" [7] .
Yhdistelmä-interferonien erottuva piirre on, että niitä saadaan ihmiskehon ulkopuolelta (jota tuottaa E. coli -bakteeri , jonka DNA :han ihmisen interferonigeeni on lisätty). Tämä vähentää merkittävästi tuotantokustannuksia ja vähentää todennäköisyyttä tartunnan leviämisestä luovuttajalta nollaan.
Interferoni- induktorit ovat luonnollista tai synteettistä alkuperää olevia aineita, jotka stimuloivat omien interferoniensa tuotantoa tai vapautumista ihmiskehossa [35] . Varhaisissa prekliinisissä tutkimuksissa 1970-luvulla induktorit eivät osoittaneet selkeää antiviraalista vaikutusta, mutta monet niistä osoittivat suurta toksisuutta; niitä ei käytetä lääketieteellisessä käytännössä kehittyneissä maissa . Nämä aineet vaikuttavat suoraan kehon monimutkaisiin signaalijärjestelmiin, mikä voi johtaa vakaviin sivuvaikutuksiin [36] .
Luonnollista alkuperää olevat interferonin indusoijat jaetaan kaksijuosteiseen RNA:han (hiivasta ja bakteriofageista eristetty dsRNA) ja kasveista eristettyihin polyfenoleihin. Synteettisiä induktoreita edustavat aromaattiset hiilivedyt ja polynukleotidit .
Entisen Neuvostoliiton maiden ulkopuolella interferoni-induktoreita (mukaan lukien Länsi-Euroopan ja Pohjois-Amerikan maat) ei ole rekisteröity lääkkeiksi, eikä niiden kliinistä tehokkuutta ole todistettu missään suuressa kansainvälisessä tutkimuksessa. [36] [37]
Erittäin tärkeitä ovat psykopatologiset häiriöt, mukaan lukien interferonin aiheuttama masennus[ mitä? ] . Viime aikoihin asti vallitseva mielipide oli, että masennuksen esiintyminen (mukaan lukien anamnees ) on vasta-aihe interferonien määräämiselle; jos masennus kehittyy interferonin käytön yhteydessä, hoito suositeltiin lopettamaan välittömästi, pääasiassa tällaisten tilojen suuren itsemurhariskin vuoksi. Viime vuosien tutkimukset [38] ovat kuitenkin paljastaneet masennuslääkkeiden kiistattoman terapeuttisen vaikutuksen mielialahäiriöiden korjaamiseen potilailla, joilla on C-hepatiitti ja jotka saavat interferonia [39] .
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
|