Interferonul recombinant: tipuri, clasificare și mecanism de acțiune

Interferonii recombinați reprezintă un grup de medicamente cu proprietăți antivirale, utilizate în scopuri terapeutice și profilactice. Aceste proteine biologic active sunt sintetizate în mod natural în celulele umane ca răspuns la agenții străini invadatori. În medicina modernă, aceste medicamente sunt recunoscute ca fiind cele mai eficiente și mai sigure pentru tratamentul bolilor virale.

Clasificare

În microbiologie, există mai mult de 20 de tipuri de interferon (IFN), cu caracteristici și structuri biologice diferite. Droguri sunt clasificate pe baza lor după cum urmează:

• În funcție de tipul de substanță activă: o Interferon alfa (sau leucoblastic); o Interferon beta (fibroblast); o Interferon gamma (imunitar); o Interferon lambda.
• În funcție de metoda de obținere: o Natural, derivat din globulele albe umane; o Interferon uman recombinat produs pe cale sintetică (prin inginerie genetică).

Interferonul alfa și interferonul beta sunt incluse în familia de tip I datorită asemănării dintre ele funcții în organism și secvențe identice de aminoacizi. Interferonii gamma și lambda sunt identificați ca fiind de tip II și, respectiv, de tip III. Prima generație de proteine naturale a avut un mare dezavantaj - necesitau materii prime rare (sânge de donator) și un grad ridicat de purificare de proteine străine. Acest lucru a dus la un cost ridicat și la o eficiență scăzută a acestora. Interferonul alfa recombinant este în prezent liderul dintre medicamentele de acest tip în ceea ce privește gradul de studiu și amploarea utilizării lor în practica medicală.

Particularități

În plus față de clasificarea de mai sus, aceste proteine se disting prin subtipuri. Astfel, categoria de interferon alfa 2 recombinant include nu mai puțin de 24 de subtipuri, care diferă între ele în 24 de gene. Ele nu sunt complet identice în structura primară.

Spre deosebire de interferonul alfa, modificarea beta este codificată de o singură genă cunoscută. Ambele proteine sunt activate de viruși și folosesc aceiași receptori în mecanismul lor de acțiune asupra altor celule.

Interferonul recombinant uman subtip alfa-2b diferă de alfa-2a prin faptul că are două reziduuri de aminoacizi în structura sa. Restul (și sunt mai mult de o sută în total) sunt la fel. Prin urmare, bolile, la care sunt folosite, Efectele secundare sunt aceleași, dar reacția organismului (producția de anticorpi) este diferită.

Interferonii leucocitari naturali sunt, de asemenea, clasificați în funcție de gradul lor de puritate:

• Nativ, caracterizat printr-o purificare superficială și cât mai apropiată de materia primă originală. Acestea au cel mai mare potențial de acțiune imunobiologică.
• Concentrat, cu un grad ridicat de purificare. Acestea sunt utilizate cel mai adesea în cazurile în care este necesară o singură doză mare. Omogenitatea acestor preparate este de până la 90%.
• Combinat. Acestea se obțin prin metode blânde de purificare. Prezența unor citokine suplimentare face dificilă standardizarea acestor substanțe. În același timp, datorită acestui factor, ele au un efect imunomodulator mai mare, care contribuie la Extinderea domeniului de aplicare a acestora.

Interferonul uman recombinant are o proteină monospecifică. Aparține unuia dintre subtipurile. Tipul b1a din preparatele de interferon alfa recombinant se caracterizează printr-o formă glicozilată (atașarea neenzimatică a reziduurilor de zahăr la moleculele de proteine organice), iar b1b printr-o formă ne-glicozilată. Astfel de interferoni au o compoziție omogenă în proporție de 98%.

Aceste caracteristici ale proteinelor naturale și ale proteinelor sintetizate artificial determină diferența în aplicarea lor. Interferonii recombinați au efecte predominant antivirale și antitumorale. Natural - imunomodulator și are, de asemenea, o activitate mai mare împotriva patologiilor bacteriene și purulente-septice.

Preparate de interferon recombinant

Cele mai utilizate din acest grup de medicamente sunt

• interferon alfa 2a: "Reafferon", "Viferon", "Roferon", "Interioară";
• interferon alfa 2b: "Intron-A", "Lifferon", "Peginterferon", "Infagel", Inrek;
• interferon alfa 2c: "Berophor";
• interferon beta: "Interferon beta 1a", "Fron", "Rebif ", "Avonex", "Betaseron", "Betaferon";
• interferon gamma: "Actimmune", "Gammapheron", "Ingaron", "Imukin".

Boli

Interferonii recombinați sunt activi în tratamentul unor boli precum:

• Patologii dermatologice: herpes genital, veruci, condiloame, papilomatoză, herpes zoster;
• boli oftalmologice: inflamația corneei ochiului datorată infecției herpetice sau adenovirusului (reducerea duratei bolii, creșterea perioadelor intercurente);
• Boli infecțioase acute tractul respirator superiorGripă, infecții respiratorii acute (profilaxie de urgență pentru persoanele cu risc și în scopuri terapeutice);
• Patologia sistemului hepatobiliar: hepatita virală B, C în forme acute și cronice (efect clinic pronunțat, reducerea mortalității până la 60%);
• SIDA: normalizarea imunității, reducerea severității bolii la mai mult de jumătate dintre pacienți; reducerea riscului de sarcom Kaposi legat de SIDA;
• Alte patologii: CMVI (infecția cu citomegalovirus) care apare în stările de imunodeficiență (interferonii sunt folosiți pentru prevenirea acesteia) și după intervenții chirurgicale de transplant; panencefalita sclerozantă (inflamație a infecții cerebrale).

Aceste medicamente sunt caracterizate de un spectru universal de activitate antivirală. Spre deosebire de agenții chimioterapici, acestea nu conduc la forme rezistente ale agenților patogeni, ci acționează asupra factorilor imunității naturale, înnăscute.

Istoria descoperirii

Interferonii au fost descoperiți în urmă cu aproape 50 de ani. Primele medicamente au fost produse din sângele donatorilor. Celulele sanguine au fost tratate cu viruși în acest scop, după care au început să producă proteine cu proprietăți de protecție. Interferonul astfel obținut a fost foarte eficient, dar producția sa pe scară largă a fost dificilă din cauza lipsei de materii prime. De exemplu, pentru a obține volumul de medicament, necesare pentru pentru a trata un pacient bolnav de cancer, era necesară recoltarea de sânge de la 200 de donatori.

La mijlocul anilor `80, primele premise pentru interferonul recombinant sintetic au fost îndeplinite. Dezvoltarea rapidă a ingineriei genetice în acești ani a dus la crearea unei noi tehnologii - introducerea genei corespunzătoare în coloniile de celule bacteriene de Pseudomonas putida, capabile de multiplicare rapidă. Acest lucru a permis sinteza interferonului alfa 2b recombinant uman la scară industrială. Primul medicament creat în Uniunea Sovietică s-a numit Referon-ES "Reafferon".

În anii următori au existat studii extinse pe animale privind efectele teratogene și toxice ale medicamentului. Testele au confirmat siguranța acestuia pentru făt și nici o diferență între efectele secundare ale interferonului sintetizat artificial și cele ale interferonului natural.

Bacteriile E. coli au fost folosite ulterior pentru a produce interferon recombinant, deoarece acestea produc substanța mai rapid. Primul medicament bazat pe acesta a fost numit "Reafferon-EC" (de la abrevierea latină a microorganismului Escherichia coli). Aceste bacterii sunt, de asemenea, utilizate în majoritatea producției moderne de interferon recombinant.

Mod de acțiune

Interferonii sunt mediatori biologici deosebiți care activează sistemul imunitar uman. Contribuie la recunoașterea și suprimarea informației genetice străine. Atunci când virușii invadează celula, numărul agenților patogeni se înmulțește în doar câteva minute. Acestea s-au răspândit mai departe, afectând celule sănătoase se înmulțesc din nou. Acest proces are loc deosebit de rapid în stadiile inițiale ale bolii, timp în care organismul uman nu este capabil să producă cantitatea necesară de interferon.

Aceste proteine declanșează sinteza unei varietăți de enzime, anticorpi și alte componente ale apărării imunitare. Ca urmare, celulele devin imune la viruși. Există, de asemenea, următoarele mecanisme în care sunt implicați interferonii

• macrofagele sunt stimulate și activate pentru a înghiți celulele neviabile, deteriorate;
• suprimarea creșterii și eliminarea celulelor anormale (efect anti-tumoral);
• Efecte asupra imunocitocitelor (limfocite produse în măduva osoasă) - principalele celule ale sistemului imunitar: celule NK, limfocite T, monocite, macrofage și granulocite; stimularea citotoxicității nespecifice a acestora;
• Activarea sintezei proteinelor care sporesc rezistența celulară la agenții străini, transferând aceste proteine la celulele vecine;
• declanșarea unei cascade de reacții care stimulează producția de factori antiinflamatori (efect antiinflamator);
• Activarea sintezei propriilor noastre IFN-uri, care ajută la scurtarea perioadei de recuperare.

Interferonul recombinant alfa 2b, 2a și beta are un efect antiviral deosebit de puternic. Acestea blochează producția de proteine virale și inhibă reproducerea agenților patogeni. Unul dintre avantajele importante ale bazei lor este toxicitatea lor minimă și posibilitatea de a fi prescrise la copii.

Sinteză

Producția de interferoni recombinanți are loc în etape:

• eliberarea de ARN informațional după activarea producției de interferon în cultura bacteriană;
• sinteza ADN-ului complementar pe bază de ARN;
• Inserția ADN-ului obținut în etapa anterioară în vectori plasmidici - molecule de ADN extracromosomal capabile de duplicare independentă în cadrul celulelor bacteriene și responsabile de producerea de proteine;
• Producerea de ADN recombinant;
• sinteza clonelor microbiene producătoare de interferon;
• Reproducerea culturilor bacteriene pe medii nutritive;
• izolarea celulelor bacteriene prin centrifugare;
• Precipitarea proteinelor de interferon din soluție;
• Purificarea interferonului recombinant prin cromatografie de afinitate sau prin alte metode.

Reproducerea culturii clonale are loc în condiții industriale în reactoare, în timp ce etapele precedente se desfășoară în laboratoare. IFN-urile recombinate sunt produse în afara corpului uman; materialul lor genetic conține gena interferonului uman.

Există mai multe culturi bacteriene care pot fi folosite pentru a produce aceste proteine. În cele ce urmează, din ce se fabrică interferonul alfa 2b recombinant:

• Escherichia coli (acumularea produsului are loc la nivel intracelular);
• fân bacilul Bacillussubtilis (eliberează interferoni în mediu);
• Pseudomonas aeruginosa;
• ciuperci de drojdie Saccharomycopsis fibuligera.

Acest din urmă tip de progenitor are următoarele avantaje față de celelalte tipuri de progenitori

• Posibilitatea de a utiliza medii nutritive ieftine;
• separare ușoară prin separare;
• capacitate mare de procesare (de peste 10 ori mai mare decât a altora);
• Procesul de atașare a grupărilor de carbohidrați, cu un mecanism similar celui din celulele animale.

Formulare

Interferonul recombinat 2b, 2a și beta sunt disponibile în următoarele forme farmaceutice

• soluții pentru injectare;
• liofilizate;
• picături și filme pentru ochi
• soluții pentru administrare orală;
• supozitoare și microcliști pentru administrare rectală și vaginală;
• unguente
• geluri;
• tablete;
• aerosoli;
• vezicule sferice (lipozomi).

Alfa-IFN recombinant

Interferonul alfa sintetic este pe deplin compatibil cu proteinele naturale. Acestea joacă un rol important în declanșarea răspunsului imunitar în organismul uman, activează producția de citokine importante, mediază între congenitale și dobândite imunitate și asigură "memoria" imunologică.

Tabelul de mai jos prezintă principalele caracteristici ale unor preparate de interferon recombinant de acest tip:

O nouă generație de medicamente sunt alfa-IFN pegilați (sau conjugați), care se caracterizează printr-o acțiune prelungită. Acestea s-au dovedit a fi foarte eficiente împotriva Folosit în tratamentul bolilor virale hepatită. Printre acestea se numără "Pegasys" (IFN-α-2a) și "Pegintron" (interferon 2b recombinant uman).

Beta-IFN recombinant

Interferonul beta este în prezent de 2 subtipuri: b1a (glicozilat) și b1b (ne-glicozilat). Pe lângă efectele lor antivirale și imunomodulatoare, acestea au un efect asupra sistemul nervos și sunt utilizate pentru a trata scleroza multiplă. Medicamentele sunt administrate subcutanat sau intramuscular. S-a dovedit clinic că frecvența exacerbărilor poate fi redusă cu până la o treime, dar nu există încă criterii clare pentru a evalua eficacitatea.

Mecanismul de acțiune al acestor medicamente se bazează pe următoarele fenomene:

• Legarea interferonilor de receptori specifici de pe suprafața celulară, activând astfel producția de proteine cu efecte antivirale, anticancerigene și antiinflamatorii.
• Reducerea numărului de noi focare de leziuni cerebrale sclerotice și modificări atrofice în țesutul cerebral (confirmate de datele RMN).
• Inhibarea diviziunii leucocitelor și a migrației către zona de inflamație prin reducerea producției de enzime proteolitice.
• Degradarea crescută a interferonului gama, care joacă un rol important în dezvoltarea sclerozei multiple.

Gamma-IFN recombinant

În Rusia, cel mai produs interferon gamma recombinant este "Ingaron". Este utilizat în tratamentul unor boli precum:

• gripa (inclusiv gripa porcină);
• otită medie (forma de aerosol a medicamentului);
• boala granulomatoasă;
• osteopetroză (osteoscleroză familială congenitală);
• hepatita virală cronică B, C;
• SIDA;
• tuberculoza pulmonară;
• Patologii oncologice;
• infecții urogenitale;
• Herpesul genital și zona zoster;
• HPV;
• prostatită cronică.

Forma de aerosol de interferon gamma recombinant uman este, de asemenea, utilizată pentru a preveni gripa (irigarea nasului și a nazofaringelui). Substanța blochează producția de polipeptide responsabile de modificările fibrotice în țesutul hepatic și pulmonar.

Efecte secundare

Atunci când sunt tratați cu alfa- și gama-interferoni, cele mai frecvente efecte secundare sunt un sindrom asemănător gripei. Acesta include semne precum:

• Creșterea temperaturii corpului;
• dureri de cap și dureri musculare;
• frisoane;
• slăbiciune.

Aceste simptome apar de obicei în prima sau a doua săptămână de tratament. Acestea pot fi evitate prin reducerea dozei.

Următoarele reacții adverse sunt mai puțin frecvente:

• tulburări digestive;
• somnul afectat;
• trombocitopenie;
• scăderea numărului de celule albe din sânge;
• Intoxicație cu hormoni tiroidieni.

Următoarele probleme pot apărea, de asemenea, atunci când luați interferoni beta

• hipertensiune arterială;
• tahicardie;
• aritmie;
• dureri de inimă;
• insuficiență cardiacă;
• scăderea inteligenței;
• Tulburări psihiatrice - depresie, ideație suicidară, depersonalizare, crize epileptice.