Функционирование системы интерферонов

Введение

Полвека назад были открыт интерферон (ИФН) - первое противовирусное вещество, первый и наиболее детально изученный цитокин, первый биологически активный препарат, обладающий универсально широким диапазоном эффектов.

Изучение ИФН претерпело стремительную эволюцию от простого экспериментального наблюдения до научного объяснения и последующего познания нового феномена, завершившегося созданием весьма представительного поколения медицинских препаратов, которые широко применяются сейчас при инфекционных заболеваниях, в онкологии, неврологии, офтальмологии, дерматологии и т.д.

За прошедшие 50 лет накоплена обширная информация о физико-химических и биологических свойствах ИФН, изучена локализация интерфероновых и регуляторных генов в клетках, определены нуклеотидная и белковая последовательности всех основных типов и субтипов ИФН и в основном установлены роль и место ИФН в норме и при различных видах патологии. Именно ИФН оказались первыми функционально активными белками эукариотов, созданных в середине 80-х годов с помощью генной инженерии. Это решило проблему производства интерферонов в необходимых для здравоохранения количествах и стало поворотным событием в биологии и медицине, ознаменовавшим первый этап создания нового поколения биопрепаратов.

Многообразие физиологических функций ИФН указывает на их контрольно-регулирующую роль в сохранении гомеостаза. Система ИФН относится к числу быстрореагирующих и является одной из важнейших составляющих естественного (врожденного) иммунитета.

Интерфероны

Общие сведения об интерферонах

Интерфероны (ИФН) представляют собой наиболее изученную группу цитокинов (медиаторов иммунитета). Они закодированы в геноме клеток позвоночных и представлены семейством белков, обладающих противовирусной, иммуномодулирующей, антипролиферативной и другими видами биологической активности.

Интерфероны относятся к полифункциональным биорегуляторам и гомеостатическим агентам. Система ИФН относится к числу быстрореагирующих и их образование и действие можно рассматривать как важнейший механизм врожденного (естественного) иммунитета, играющий одну из ключевых ролей в провоспалительном и противовоспалительном каскаде цитокинов. Многообразие физиологических функций ИФН указывает на их контрольно-регулирующую роль в сохранении гомеостаза.

Функционирование системы ИФН складывается из строго следующих друг за другом этапов, представляющих своеобразную цепную реакцию организма в ответ на внедрение чужеродной информации. В настоящее время полностью расшифрована сигнальная система клеток, обеспечивающая передачу сигнала с рецепторов ИФН в клеточное ядро и геном с активацией семейства генов, необходимым для формирования клеточной защиты от вирусных и бактериальных инфекций.

Функционирование системы интерферонов

Схематично можно выделить четыре основных звена данной цепочки:

·         Индукция или «включение» системы, приводящей к дерепрессии генов ИФН, транскрипции их информационных РНК с их последующей трансляцией. Индукция достаточно быстрый этап взаимодействия внешних сигналов с клеткой. Сигнальная система передачи организована таким образом, что уже через 30-40 мин. регистрируются признаки ответа клеточного генома.

·         Продукция - синтез клетками ИФН альфа-, бета-, гамма- и других типов и секреция их в окружающую среду. Продукция ИФН наблюдается сразу после завершения стадии индукции. Уже через 2-3 часа в периферической крови наблюдается накопление функционально активных молекул ИФН. Через 6-8 час. концентрация ИФН в периферической крови достигает максимума.

·         Действие - защита окружающих клеток от чужеродной информации (вирусы, бактерии и т.д.) вновь образованными ИФН. При большинстве инфекций ключевую роль играет генерализованный ответ организма на инфекционный агент. Важная функция в генерализованном ответе принадлежит дендритным клеткам. В том случае, когда дендритные клетки эффективно отвечают на соответствующий стимул, концентрация ИФН в периферической крови достигает того уровня, при котором обеспечивается высокий уровень защиты от вирусной инфекции.

·         Эффекты - антивирусный, иммуномодулирующий, антитуморогенный, радиопротективный сильно дифференцированы и имеют особенности проявления. В частности, при инфекционных процессах важен быстрый ответ и противостояние механизмам подавления регуляции синтеза ИФН вирус-специфическими белками. В механизмах противоопухолевой активности ИФН принципиальное значение имеет специфическая активация цитотоксических Т-лимфоцитов. Главенствующую роль в этот играет ИНФ-γ и распознавание этими клетками опухоле-специфических антигенов.

Наряду с противовирусной активностью интерфероны проявляют антипролиферативный и иммуномодулирующий эффекты, оказывая воздействие на рост и дифференцировку клеток организма.

Всего же к настоящему времени описано более 100 разнообразных эффектов ИФН, которые и определяют медицинскую значимость препаратов ИФН. Основные биологические эффекты интерферонов указаны ниже:

·         Подавление размножения внутриклеточных инфекционных агентов вирусной и невирусной природы (хламидии, риккетсии, бактерии, простейшие)

·         Антипролиферативная активность

·         Антитуморогенный эффект

·         Антимутагенный эффект

·         Антитоксическое действие

·         Радиопротективный эффект

·         Регуляция продукции антител

·         Стимуляция макрофагов, усиление фагоцитоза

·         Усиление цитотоксического действия сенсибилизированных лимфоцитов, направленного на клетки-мишени

·         Активация естественных киллерных клеток

·         Стимуляция высвобождения гистамина базофилами

·         Индукция синтеза простагландинов