biotechnologia


 
 

Interferony

ludzki interferonInterferony zostały odkryte przez Icaacsa i Lindemanna w roku 1957. Stanowiło to istotny krok w kierunku poznania mechanizmów naturalnej obrony organizmu. U podstaw tego odkrycia leżała obserwacja zarodków kurzych, u których fragmenty błony owodniowej po poddaniu działania wirusa stały się niewrażliwe na nadważenia.
Interferony to białka sekrecyjne o charakterze cytokin wykazujące działanie przeciwwirusowe, antyproliferacyjne i immunomodulujace. Indukowane są pod wpływem antygenów bakteryjnych i pierwotniakowych, wirusów czy polinukleotydów. Wyróżniamy trzy typy interferonów:
1. interferony typu I do których należą m.in. IFN-α oraz IFN-β działające przez receptory IFNAR-1 i IFNAR-2.
2. interferony typu II, których przedstawicielem jest IFN-γ wiążący się z IFNGR-1 oraz IFNGR-2
3. interferony typu III, odkryte najpóźniej, obejmują IFN-λ


Interferony typu I

IFN-α jest wytwarzany głównie przez monocyty, makrofagi i limfocyty (przede wszystkim typu „null”). Zbudowany jest z białek zawierających 165-166 aminokwasów, o całkowitym ciężarze cząsteczkowym od 19 do 24kD. Znanych jest 22 podtypy tego interferonu. Kodowany jest przez co najmniej 23 geny zlokalizowane na krótszym ramieniu chromosomu 9.
IFN-β produkowany jest przez fibroblasty. To glikoproteina o masie cząsteczkowej ok. 20kD. W budowie wykazuje znaczne podobieństwo do IFN-α (30% analogicznych aminokwasów). Kodujące go geny leżą na chromosomie 9.

Interferony typu II

IFN-γ wytwarzany jest przez limfocyty T po indukcji antygenami lub mitogenami. Jego masa cząsteczkowa wynosi 45kD. Gen kodujący ten interferon zlokalizowany jest w obrębie chromosomu 12.

Interferony typu III

IFN-λ zostały odkryte i opisane przez dwa niezależne zespoły badawcze w wyniku analiz bioinformatycznych genomowego DNA. Wykazują one nieznaczną homologię do interferonów typu I oraz rodziny interleukin 10 (IL-10). W skład tej grupy wchodzą: IFN-λ1, IFN-λ2 i IFN-λ3 lub odpowiednio: IL-29, IL-28A i IL-28B. Kodowane są przez geny zlokalizowane na chromosomie 19. Do swojego działania wymagają transbłonowych receptorów cytokinowych typu II, jest to receptor oznaczany jako IL28R lub IFN-λR.


Działanie interferonów

Warunkiem działania interferonów jest ich połączenie ze swoistymi receptorami, których liczba waha się w granicach 2*102 do 6*103. Powstały kompleks interferon-receptor aktywuje kinazę tyrozynową, która przez fosforylacją określonych białek tworzy wraz z nimi czynnik transkrypcyjny. Jako wynik tego, w jądrze komórkowym po połączeniu z tzw. elementem odpowiedzi stymulowanej przez interferon (z ang. ISRE – interferon-stimulated response element) dochodzi do wzrostu ekspresji genów odpowiedzialnych za produkcję białek efektorowych. Obecność ISRE wykazano w regionach promotorowych wszystkich genów indukowanych przez interferon. Do białek efektorowych należą m.in. kinaza białkowa i 2,5-oligoadenylosyntetaza. Działanie przeciwwirusowe interferonów upośledza translację wirusowego mRNA, blokuje syntezę i elongację białek wirusowych oraz wpływa hamująco na dojrzewanie wirionów. Uzyskiwana tą drogą niewrażliwość na zakażenie może być przekazywane komórkom sąsiadującym, które nie posiadają swoistych receptorów. Aktywność interferonów zależy od tzw. interferonowych czynników regulacyjnych (ang. IRF – interferon regulatory factors) działających poprzez zmiany ekspresji genów indukowanych przez interferon lub swoiste receptory błonowe.
Interferony nie wykazują bezpośredniego działania przeciwwirusowego, poprzez uruchamianie w komórce szeregu enzymów degradujących materiał genetyczny wirusa wywołują tzw. stan przeciwwirusowy. Ich działanie przeciwnowotworowe wynika z silnego pobudzenia syntezy antygenów charakterystycznych dla nowotworu i obecnych ja jego komórkach. Stają się one bardziej rozpoznawalne i wrażliwe na atak mechanizmów immunologicznych.
Interferony wpływają na wszystkie typy odpowiedzi immunologicznej poprzez hamowanie lub aktywację obronnych mechanizmów immunologicznych. Indukują proces dojrzewania i proliferacji komórek efektorowych typu NK, makrofagów i cytotoksycznych komórek linii T oraz wpływają na syntezę komplementu. Prowadzą również do proliferacji i aktywacji limfocytów B oraz wzmagają ekspresję antygenów zgodności tkankowej klasy I i II w fibroblastach, astrocytach, komórkach tucznych oraz nowotworowych. Wpływają na ekspresję innych cytokin tj. IL-1, IL-6 czy TNF-α. Często na początku terapii interferonem pojawia się jako uciążliwy efekt leczenia zespół objawów rzekomogrypowych.


Formy farmakologiczne interferonów

Po raz pierwszy interferony w terapii zostały zastosowane przez Kari Centella. Stymulował on ludzkie limfocyty wirusem Sendai, a otrzymany produkt oczyszczał tiocyjaninem potasowym, otrzymując w ten sposób mieszaninę IFN-α i IFN-β. Metoda ta była jednak ograniczona poprzez zbyt małą dostępność ludzkich leukocytów, koszt i czas procesu. Kolejnym krokiem było zastosowanie technologii rekombinacji DNA do uzyskiwania interferonów. Po sklonowaniu ludzkiego genu odpowiedzialnego za wytwarzanie IFN-α umieszczono go w aparacie genetycznym E.coli za pomocą odpowiedniego plazmidu. Taka droga pozyskiwania IFN-α okazała się tania i wydajna, dlatego ma w dzisiejszych czasach dominujące znaczenie. Rekombinowane IFN-α2 obejmuja podtypy: 2a, 2b i 2c, różniące się między sobą sekwencją aminokwasów. Również IFN-β i IFN-γ wytwarzane są metodami naturalnymi jak i rekombinowanymi. Do celów terapeutycznych stosuje się obecnie dwie formy farmakologiczne IFN-β: IFN-β 1B oraz IFN-β 1A. Ten pierwszy wytwarzany jest w komórkach bakteryjnych, zaś drugi - w komórkach ssaczych. IFN-β 1B nie jest w związku z tym glikozylowany oraz dodatkowo różni się jednym aminokwasem od IFN-β 1A.
Następnym etapem produkcji interferonów było wprowadzenie ich jako leków w postaci pegylowanej. Pegylacja polega na dołączeniu do interferonu cząsteczki glikolu polietylenowego o masie cząsteczkowej 40kD. Wpływa to na hamowanie ich wydalania przez nerki, a tym samym na poprawę właściwości farmakokinetycznych i efektywności terapeutycznej. Dostępne obecnie postaci IFN-α2a i IFN-α2b są bardziej skuteczne od swoich form klasycznych oraz są podawane pacjentom raz w tygodniu. Stosowana wcześniej wersja konwencjonalna charakteryzowała się niewygodnym sposobem dawkowania (trzy razy w tygodniu) oraz znacznymi wahaniami aktywności leku. Formy rekombinowane dominują obecnie na rynku, jednak w niektórych stanach klinicznych wskazane jest zastosowanie interferonów naturalnych. Przykładem takiego preparatu jest Alfaferon produkowany przez włoską firmę ALFA WASSERMANN. Otrzymywany jest on klasyczną metodą Centella, z ludzkich leukocytów, zaś oczyszczany jest metodą frakcjonowania. W jego skład wchodzi co najmniej 15 naturalnych białek, w części glikozylowanych. Interferon jest eliminowany z krążenia ustrojowego poprzez wiązanie w komórkach docelowych oraz degradację w nerkach. Jest niewykrywalny w ciągu 18-36h po podaniu, dlatego musi być podawany częściej niż formy pegylowane. Jego stosowanie nie indukuje wytwarzania przeciwciał antyinterferonowych, co jest często spotykane w przypadku zastosowania interferonów rekombinowanych.


Zastosowanie interferonów

Pierwszym ustalonym wskazaniem onkologicznym do stosowania IFN-α była białaczka włochatokomórkowa, jednak tylko u 5% leczonych pacjentów zaobserwowano całkowitą remisję. Obecnie głównym wskazaniem onkohematologicznym do stosowania IFN-α jest przewlekła białaczka szpikowa (PBS). Zarówno preparat naturalny, jak i postacie rekombinowane umożliwiają uzyskanie w fazie przewlekłej choroby remisji hematologicznej u 70-80% leczonych i całkowitej lub częściowej remisji cytogenetycznej u 20-30% chorych. IFN-α wykazuje również aktywność terapeutyczną w chłoniakach nieziarniczych o niskim stopniu zjadliwości i T-komórkowych chłoniakach skórnych u 30-50% chorych, jeśli stosowany był w monoterapii. Bardziej uzasadnione zdaje się stosowanie go w połączeniu z cytostatykami. Spośród nowotworów niehematologicznych IFN-α używa się w leczeniu raka nerki i czerniaka złośliwego. IFN-β ma zastosowanie głównie w leczeniu stwardnienia rozsianego (SM), natomiast uzasadnionym wskazaniem do stosowania IFN-λ jest przewlekła choroba ziarniakowa. Ten ostatni wykazuje także aktywność terapeutyczną w leczeniu raka nerki i jajników oraz reumatoidalnym zapaleniu stawów i atopowym zapaleniu skóry.


Autor: Karolina Podsiadły


Literatura:
1. Domagalski K., Tretyn A., Pawłowska M., Szczepanek J., Halota W.: Działanie interferonów typu III i ich rola w odpowiedziach immunologicznych. Postepy Hig Med Dosw (online) 2010, 64:522-533
2. Halota W., Pawłowska M., Andrejczyn M.: Interferony alfa w leczeniu przewlekłych zakażeń HCV. Przegl Epidemiol 2004, 58:405-411
3. Rechociński T., Matusik D., Rudziński T., Bednarkiewicz Z., Paprotna K., Deroń Z., Kurpesa M., Krzemińska-Pakuła M.: Kardiotoksyczne działanie interferonu. Pol Arch Med. Wewn. 2007, 117(1-2): 49-52
4. Robak T.: Cytokiny stosowane jako leki. Alergia Astma Immunologia 1996, 1:35-40
5. Selma K.: Leczenie przyczynowe stwardnienia rozsianego. Polski Przegląd Neurologiczny 2005, 1(3):118-123


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

213 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u