Рекомбинантен интерферон: видове, класификация и механизъм на действие

Рекомбинантните интерферони са група антивирусни лекарства, използвани за терапевтични и профилактични цели. Тези биологично активни протеини се синтезират естествено в човешките клетки в отговор на нахлуващи чужди агенти. В съвременната медицина тези лекарства са признати за най-ефективни и безопасни за лечение на вирусни заболявания.

Класификация

В микробиологията съществуват повече от 20 вида интерферони (IFN), които се различават по своите свойства и биологична структура. Наркотици Те се класифицират на следната основа:

• В зависимост от вида на активния компонент: o Интерферон алфа (или левкоцит); o Интерферон бета (фибробласт); o Интерферон гама (имунен); o Интерферон ламбда.
• В зависимост от метода на производство: o естествен, получен от човешки бели кръвни клетки; o рекомбинантен човешки интерферон, произведен синтетично (чрез генно инженерство).

Интерферонът алфа и интерферонът бета се групират в семейство тип I поради сходството на техните функции в организма и идентични аминокиселинни последователности. Интерфероните гама и ламбда са идентифицирани съответно като отделен тип II и тип III. Първото поколение природни протеини има основен недостатък - те изискват оскъдни суровини (донорска кръв) и висока степен на пречистване от чужди протеини. Това води до високата им цена и ниската им ефикасност. Понастоящем рекомбинантният интерферон алфа е най-широко проученият сред този вид лекарства, както и най-широко използваният в медицинската практика.

Характеристики

В допълнение към горната класификация тези протеини се различават по подтипове. Така категорията на рекомбинантния интерферон алфа 2 включва не по-малко от 24 подтипа, които се различават помежду си по 24 гена. Те не са напълно идентични по отношение на първичната си структура.

За разлика от интерферон алфа, модификацията бета се кодира само от един известен ген. И двата протеина се активират от вируси и използват едни и същи рецептори в механизма си на действие върху други клетки.

Подтип на човешкия рекомбинантен интерферон алфа-2b се различава от алфа-2а по своята структура с два аминокиселинни остатъка. Останалите (а те са общо над сто) са конгруентни. Следователно болестите, при което те се използват, Страничните ефекти са едни и същи, но реакцията на организма (производството на антитела) е различна.

Левкоцитните естествени интерферони се класифицират и според степента на чистота:

• родни, които се характеризират с ниска степен на чистота и са възможно най-близки до оригиналната суровина. Те имат най-голям потенциал за имунобиологично действие.
• Концентриран, силно пречистен. Те се използват най-често в случаите, когато е необходима висока еднократна доза. Хомогенността на тези препарати достига 90%.
• Комбинация. Те се получават чрез щадящи методи за пречистване. Наличието на допълнителни цитокини затруднява стандартизирането на тези вещества. В същото време поради този фактор те имат по-силен имуномодулиращ ефект, което допринася за .

Рекомбинантен човешки интерферон, състоящ се от моноспецифичен протеин. Той принадлежи към един от подтиповете. Типът b1a в препаратите от рекомбинантен интерферон алфа се характеризира с гликозилирана форма (неензимно присъединяване на захарни остатъци към органични белтъчни молекули), докато типът b1b се характеризира с негликозилирана форма. Тези интерферони са 98% хомогенни.

Тези характеристики на естествените и изкуствено синтезираните протеини водят до различни приложения. Рекомбинантните интерферони имат предимно антивирусно и антитуморно действие. Натуралният има имуномодулиращ ефект и е по-активен срещу бактериални и гнойно-септични патологии.

Рекомбинантни интерферонови препарати

Най-широко използваните лекарства от тази група са

• интерферон алфа 2а: "Reafferon", "Viferon", "Roferon", "Вътрешен";
• интерферон алфа 2b: "Интрон-А", "Layfferon", "Пегинтерферон", "Infagel", Inrek;
• интерферон алфа 2с: "Berofor";
• Интерферон бета: "Интерферон-бета-1а", "Fron", "Rebif", "Avonex", "Betaseron", "Betaferon";
• Интерферон гама: "Actimmune", "Гамаферон", "Ingaron", "Имукин".

Заболявания

Рекомбинантните интерферони са активни при лечението на заболявания като:

• Дерматологични нарушения: генитален херпес, брадавици, кондиломи, папиломатоза, херпес;
• офталмологични заболявания: възпаление на роговицата, дължащо се на херпесна или аденовирусна инфекция (по-кратка продължителност на заболяването, по-дълги периоди между рецидивите);
• Остри инфекциозни заболявания Горни дихателни пътища: грип, остри респираторни инфекции (спешна профилактика за рисковите групи и за терапевтични цели);
• Патологии на хепатобилиарната система: вирусен хепатит В, С в остра и хронична форма (изразен клиничен ефект, намаляване на смъртността до 60%);
• СПИН: нормализиране на имунитета, намаляване на тежестта на заболяването при повече от половината пациенти; намаляване на риска от свързания със СПИН сарком на Капоши;
• други патологии: CMVI (цитомегаловирусна инфекция), която се появява на фона на имунодефицитни състояния (за превенцията ѝ се използват интерферони) и след трансплантационна хирургия; склерозиращ паненцефалит (възпаление мозък).

Тези лекарства се характеризират с универсален спектър на антивирусна активност. За разлика от химиотерапевтичните агенти, той не предизвиква резистентни форми на патогените, а действа върху факторите на вродения, естествен имунитет.

История на откриването

Интерфероните са открити преди почти 50 години. Първите лекарства са получени от кръвта на донори. За тази цел кръвните клетки са били третирани с вируси, след което са започнали да произвеждат протеини със защитни свойства. Полученият интерферон е много ефективен, но широкомащабното му производство е затруднено поради недостиг на суровини. Например, за да се получи обем на лекарство, необходими за За лечението на един пациент с рак е необходимо да се събере кръв от 200 донори.

В средата на 80-те години на миналия век са създадени първите предпоставки за производството на синтетични рекомбинантни интерферони. Бързото развитие на генното инженерство през тези години доведе до създаването на нова технология - въвеждане на подходящ ген в колонии от бактериални клетки Pseudomonas putida, способни на бързо размножаване. Това направи възможно синтезирането на човешки рекомбинантен интерферон алфа 2b в промишлен мащаб. Първото лекарство, създадено в СССР, се нарича "Reafferon".

През следващите години това лечение е широко проучвано при животни, за да се определят тератогенните и токсикологичните му ефекти върху плода. Тестовете потвърдиха неговата безопасност на плода и не се прави разлика между страничните ефекти на изкуствено синтезирания и естествения интерферон.

Неотдавна за производството на рекомбинантен интерферон бяха използвани бактерии E. coli, тъй като те произвеждат веществото по-бързо. Първото лекарство на тяхна основа се нарича "Reafferon-ES" (от съкращението на латинското наименование на микроорганизма Escherichia coli). Бактериите се използват и в повечето съвременни производства на рекомбинантен интерферон.

начин на действие

Интерфероните са биологични медиатори, които активират човешката имунна система. Те допринасят за разпознаването и потискането на чуждата генетична информация. Когато вирусите навлязат в клетката, само след няколко минути броят на патогените се умножава. Те се разпространяват по-нататък и засягат.. здрави клетки и да се възпроизведе отново. Този процес е особено бърз в началото на заболяването, тъй като в този момент човешкият организъм не е в състояние да произведе необходимото количество интерферон.

Тези протеини задействат синтеза на редица ензими, антитела и други компоненти на имунната защита. В резултат на това клетките стават имунни срещу вирусите. Съществуват и следните механизми, в които участват интерфероните

• макрофагите се стимулират и активират, за да погълнат нежизнеспособни, болни клетки;
• Потискане на растежа и унищожаване на атипични клетки (противотуморен ефект);
• Въздействие върху имуноцитите (лимфоцити, произвеждани в костния мозък) - основните клетки на имунната система: NK-клетки, Т-лимфоцити, моноцити, макрофаги и гранулоцити; стимулиране на тяхната неспецифична цитотоксичност;
• Активиране на синтеза на протеини, които повишават устойчивостта на клетките към чужди агенти; прехвърляне на тези протеини към съседните клетки;
• задействане на каскада от реакции, които стимулират производството на противовъзпалителни фактори (противовъзпалителен ефект);
• Активиране на собствения синтез на IFN, което води до по-кратко време за излекуване.

Рекомбинантният интерферон алфа 2б, 2а и бета има особено силен антивирусен ефект. Те блокират производството на вирусни протеини и възпрепятстват размножаването на патогените. Едно от важните предимства на тяхната основа е минималната им токсичност и възможността да се предписват при деца.

Синтез на

Производството на рекомбинантни интерферони се извършва на етапи:

• освобождаване на информационна РНК след активиране на производството на интерферон в бактериална култура
• Синтез на комплементарна ДНК на базата на РНК;
• вмъкване на ДНК, получена в предишната стъпка, в плазмидни вектори - екстрахромозомни ДНК молекули, способни на независимо дублиране в бактериалните клетки и отговорни за производството на протеини;
• производство на рекомбинантна ДНК;
• синтез на микробни клонове, произвеждащи интерферон;
• размножаване на бактериална култура върху хранителна среда;
• извличане на бактериални клетки чрез центрофугиране;
• Утаяване на интерферонови протеини от разтвор;
• пречистване на рекомбинантния интерферон чрез афинитетна хроматография или по друг начин.

Размножаването на клоновата култура се извършва при промишлени условия в реактори, докато предишните етапи се извършват в лаборатории. Рекомбинантните IFN се произвеждат извън човешкото тяло; техният генетичен материал съдържа гена за човешкия интерферон.

Съществуват няколко бактериални култури, които могат да се използват за производството на тези протеини. От какво се състои рекомбинантният интерферон алфа 2b:

• Escherichia coli (натрупването на продукта става вътреклетъчно);
• бацил Bacillussubtilis (произвежда интерферони в околна среда);
• Pseudomonas aeruginosa;
• дрожди Saccharomycopsis fibuligera.

Последният тип прогенитор има следните предимства пред останалите:

• Възможността за използване на евтини хранителни среди;
• лесно разделяне по време на разделянето;
• Висока ефективност на процеса (повече от 10 пъти в сравнение с други);
• процес на свързване на въглехидратни групи, сходен по механизъм с този в животинските клетки.

Форми на дозиране

Рекомбинантният интерферон 2б, 2а и бета се предлага в следните лекарствени форми

• разтвори за инжектиране;
• лиофилизати;
• капки за очи и филми;
• разтвори за перорално приложение;
• супозитории и микроклистери за ректално и вагинално приложение;
• мехлеми;
• гелове;
• таблетки;
• аерозоли;
• сферични везикули (липозоми).

Рекомбинантен алфа-IFN

Синтетичният интерферон алфа е напълно съвместим с естествените протеини. Те играят важна роля в задействането на имунния отговор в човешкия организъм, активират производството на важни цитокини, посредничат между вродени и придобити имунитет и осигуряват имунологична "памет".

Таблицата по-долу показва основните характеристики на някои рекомбинантни интерферонови препарати от този тип:

Лекарствата от ново поколение са пегилирани (или конюгирани) алфа-IFN, които имат удължено действие. Те показват висока ефикасност при Лечение на вирусни хепатит. Те включват "Pegasys" (IFN-α-2a) и "Pegintron" (Човешки рекомбинантен интерферон 2b).

Рекомбинантен бета-IFN

Сред бета-интерфероните понастоящем има 2 подтипа - b1a (гликозилиран) и b1b (негликозилиран). В допълнение към антивирусния и имуномодулиращия си ефект, те оказват влияние върху нервната система и се използва за лечение на множествена склероза. Лекарствата се инжектират подкожно или интрамускулно. Клинично доказано е, че намаляват честотата на обострянията с до една трета, но няма ясни критерии за ефикасност.

Механизмът на действие на тези лекарства се основава на

• Свързване на интерфероните със специфични рецептори на клетъчната повърхност, като по този начин се активира производството на протеини с антивирусно, противораково и противовъзпалително действие.
• Намаляване на новите огнища на склеротично увреждане на мозъка и на атрофичните промени в мозъчната тъкан (потвърдено с МРТ).
• Инхибиране на деленето на левкоцитите и миграцията им към възпалителната зона чрез намаляване на производството на протеолитични ензими.
• Засилване на разграждането на интерферон гама, който играе важна роля в развитието на множествена склероза.

Рекомбинантен гама-IFN

В Русия най-широко се произвежда рекомбинантният интерферон гама в "Ingaron". Използва се за лечение на заболявания като:

• грип (включително "свински грип");
• отит на средното ухо (аерозолна форма на лекарството);
• грануломатозно заболяване;
• Остеопетроза (вродена фамилна остеосклероза);
• хроничен вирусен хепатит В, С;
• СПИН;
• белодробна туберкулоза;
• онкологични патологии;
• урогенитални инфекции;
• генитален херпес и херпес шингъл;
• HPV;
• хроничен простатит.

Аерозолният човешки рекомбинантен интерферон гама се използва и за профилактика на грип (промивка на носа и носоглътката). Те блокират производството на полипептиди, отговорни за фиброзните промени в черния дроб и белодробната тъкан.

Странични ефекти

При лечение с интерферони алфа и гама най-честите странични ефекти са грипоподобен синдром. Той включва знаци като:

• повишена телесна температура;
• главоболие и мускулна болка;
• студени тръпки;
• слабост.

Тези симптоми обикновено се появяват през първата или втората седмица от лечението. Те могат да бъдат овладени чрез намаляване на дозата.

Следните странични ефекти са по-рядко срещани:

• храносмилателни разстройства;
• лишаване от сън;
• тромбоцитопения;
• Намален брой бели кръвни клетки;;
• Интоксикация с тиреоидни хормони.

При прием на бета-интерферони могат да се появят и следните случаи:

• хипертония;
• тахикардия;
• аритмия;
• сърдечна болка;
• сърдечна недостатъчност;
• намалена интелигентност;
• психични разстройства - депресия, суицидни идеи, деперсонализация, епилептични припадъци.