Rekombinantni interferon: vrste, klasifikacija i mehanizam djelovanja

Rekombinantni interferoni su grupa antivirusnih lijekova koji se koriste u terapeutske i preventivne svrhe. Ovi biološki aktivni proteini se prirodno sintetišu u ljudskim ćelijama kao odgovor na prodor stranih agenasa. U modernoj medicini ovi lijekovi su prepoznati kao najefikasniji i najsigurniji za liječenje virusnih bolesti.

Kla_sifikacija:

U mikrobiologiji postoji više od 20 vrsta interferona (IFN), koji se razlikuju po svojstvima i biološkoj strukturi. Lijekovi na osnovu njih su klasifikovani na sledeći način:

• Prema vrsti aktivne komponente: o alfa interferon (ili leukocit); o beta interferon (fibroblast); o gama interferon (imun); o Lambda interferon.
• Prema načinu proizvodnje: o prirodno, dobijeno iz leukocita ljudske krvi; o humani rekombinantni interferon, proizveden sintetički (genetičkim inženjeringom).

Alfa-i beta-interferoni su kombinovani u porodicu tipa I zbog sličnosti njihovih funkcije u tijelu i iste sekvence aminokiselina. Gamma i lambda interferoni su izolovani u poseban tip II i III, respektivno. Prva generacija prirodnih proteina imala je veliki nedostatak – zahtijevala je upotrebu oskudnih sirovina (donatorske krvi) i visok stepen prečišćavanja od stranih proteina. To je prouzrokovalo njihovu visoku cijenu i nisku efikasnost. Rekombinantni alfa interferoni trenutno zauzimaju vodeću poziciju među lijekovima ove vrste po stepenu proučavanja i širini primjene u medicinskoj praksi.

Mogućnosti

Pored gornje klasifikacije, ovi proteini se razlikuju po podtipovima. Dakle, kategorija rekombinantnih alfa 2 interferona uključuje najmanje 24 podtipa koji se razlikuju u 24 gena. Po primarnoj strukturi nisu potpuno identični.

Za razliku od alfa interferona, beta modifikacija je kodirana samo jednim poznatim genom. Obje vrste proteina aktiviraju virusi i koriste iste receptore u svom mehanizmu djelovanja na druge ćelije.

Podtip humanog rekombinantnog interferona alfa-2b razlikuje se od alfa-2a po dva aminokiselinska ostatka u strukturi. Ostali (a ukupno ih je više od stotinu) su isti. Dakle, bolesti, u kojoj korišćeni su, kao i neželjeni efekti su isti, ali reakcija organizma (proizvodnja antitela) je različita.

Leukocitni prirodni interferoni se takođe klasifikuju prema stepenu prečišćavanja:

• Native, karakteriše plitko čišćenje i što bliže originalnim sirovinama. Oni imaju najveći potencijal za imunobiološke efekte.
• Koncentrisan, sa visokim stepenom prečišćavanja. Koriste se najčešće u slučajevima kada je potrebno uvesti veliku pojedinačnu dozu. Ujednačenost sastava ovih lijekova doseže 90%.
• Kombinovano. Dobijeni su nježnim metodama čišćenja. Prisutnost dodatnih citokina otežava standardizaciju ovih tvari. Istovremeno, zbog ovog faktora imaju veći imunomodulatorni efekat, šta doprinosi na proširenje njihovog obima primjene.

Rekombinantni humani interferon u svom sastavu ima monospecifični protein. Pripada jednom od podtipova. Tip b1a u rekombinantnim preparatima alfa interferona karakteriše glikolizovani oblik (neenzimsko vezivanje ostataka šećera za organske proteinske molekule), a b1b nije glikolizovan. Takvi interferoni su 98 homogenih po sastavu%.

Ove karakteristike prirodnih i umjetno sintetiziranih proteina uzrokuju razliku u obimu njihove primjene. Antivirusni i antitumorski efekti prevladavaju u rekombinantnim interferonima. U prirodno-imunomodulatornom, a postoji i veća aktivnost protiv bakterijskih i gnojno-septičkih patologija.

Pripreme rekombinantnih interferona

Najčešće korišteni od ove grupe lijekova su sljedeći:

• alfa 2a interferon: "Reaferon", "Viferon", "Roferon", "Interal";
• alfa 2b interferon: "Intron-A", "Layfferon", "Peginterferon", "Infagel", Inrek;
• alfa 2C interferon: "Berophor";
• beta-interferon: "Interferon-beta-1a", "Phron", "Rebif", "Avonex", "Betaceron", "Betaferon";
• gama interferon: "Aktimmun", "Gammapheron", "Ingaron", "Imukin".

Bolesti

Rekombinantni interferoni su aktivni u liječenju bolesti kao što su:

• dermatološke patologije: genitalni herpes, bradavice, kondilomi, papilomatoza, šindre;
• oftalmološke bolesti: upala rožnjače oka uzrokovana herpetičnom ili adenovirusnom infekcijom (skraćivanje trajanja bolesti, povećanje periodičnih perioda);
• akutne zarazne bolesti gornjih disajnih puteva: gripa, ARVI (hitna prevencija za rizične osobe, kao i u terapeutske svrhe);
• patologije hepatobilijarnog sistema: virusni hepatitis B, C u akutnom i hroničnom obliku (izražen klinički efekat, smanjenje smrtnosti do 60%);
• AIDS: normalizacija imuniteta, smanjenje težine bolesti kod više od polovine pacijenata; smanjenje rizika od razvoja Kaposijevog sarkoma povezanog sa AIDS-om;
• ostale patologije: CMVI (infekcija citomegalovirusom) koja se javlja u pozadini stanja imunodeficijencije (interferoni se koriste za njegovu prevenciju), kao i nakon operacija transplantacije; sklerozirajući panencefalitis (upala mozga).

Ove lijekove karakterizira univerzalni spektar antivirusne aktivnosti. Za razliku od hemoterapeutskih sredstava, oni ne dovode do pojave rezistentnih oblika patogena, već utiču na faktore urođenog, prirodnog imuniteta.

Istorija otkrića

Interferoni su otkriveni prije gotovo 50 godina. Prvi lijekovi dobiveni su iz krvi davalaca. Da bi to učinili, krvne ćelije su tretirane virusima, nakon čega su počele proizvoditi proteine sa zaštitnim svojstvima. Ovako dobijen interferon bio je visoko efikasan, ali je njegova proizvodnja u velikim razmjerima bila teška zbog nedostatka sirovina. Na primjer, za dobijanje volumena lijeka, neophodno za od liječenja 1 pacijenta sa rakom bilo je potrebno prikupiti krv od 200 davalaca.

Sredinom 80-ih godina XX veka pojavili su se prvi preduslovi za proizvodnju sintetičkih rekombinantnih interferona. Brzi razvoj genetskog inženjeringa ovih godina doveo je do stvaranja nove tehnologije – uvođenja odgovarajućeg gena u kolonije bakterijskih stanica Pseudomonas putida sposobne za brzo množenje. To je omogućilo sintezu humanog rekombinantnog alfa 2b interferona u industrijskim razmjerima. Prvi lijek stvoren u SSSR-u zvao se "Reaferon".

U narednim godinama provedena su temeljita istraživanja ovog lijeka na životinjama na teratogena i toksična svojstva. Testovi su potvrdili njegovu sigurnost za fetus i odsustvo razlika između nuspojava umjetno sintetiziranog i prirodnog interferona.

Kasnije su bakterije E. coli korištene za dobijanje rekombinantnog interferona, jer brže proizvode ovu supstancu. Prvi lijek dobiven na njihovoj osnovi nazvan je "Reaferon-EU" (od skraćenice latinskog naziva ovog mikroorganizma Escherichia coli). Ove bakterije se također koriste u većini modernih proizvodnja rekombinantnih interferona.

Princip rada

Interferoni su vrsta bioloških medijatora koji aktiviraju ljudski imuni sistem. Oni doprinose prepoznavanju i suzbijanju stranih genetskih informacija. Kada se virusi unesu u ćeliju, broj patogena se povećava mnogo puta u nekoliko minuta. Šire se dalje, udarajući zdrave ćelije i ponovo množenje. Ovaj proces se posebno brzo odvija u početnoj fazi bolesti, jer u tom periodu ljudsko tijelo nije u stanju proizvesti potrebnu količinu interferona.

Zahvaljujući ovim proteinima pokreće se sinteza brojnih enzima, antitijela i drugih komponenti imunološke odbrane. Kao rezultat toga, ćelije postaju imune na viruse. Postoje i sljedeći mehanizmi u koje su uključeni interferoni:

• stimulacija makrofaga, njihova aktivacija da apsorbuju neodržive, zahvaćene ćelije;
• suzbijanje rasta i uništavanja atipičnih ćelija (antitumorski efekat);
• efekat na imunocite (limfocite proizvedene u koštanoj srži) – glavne ćelije imunog sistema: NK ćelije, T limfociti, monociti, makrofagi i granulociti; stimulacija njihove nespecifične citotoksičnosti;
• aktivacija sinteze proteina koji povećavaju otpornost ćelija na strane agense, prenos ovih proteina u susjedne ćelije;
• pokretanje kaskade reakcija koje stimulišu proizvodnju antiinflamatornih faktora (antiinflamatorni efekat);
• aktivacija sinteze vlastitog IFN-a, što smanjuje vrijeme oporavka.

Posebno živopisan antivirusni efekat karakterističan je za rekombinantne interferone alfa 2b, 2A i beta. Blokiraju proizvodnju virusnih proteina i sprečavaju reprodukciju patogena. Jedna od važnih prednosti lijekova na njihovoj osnovi je minimalna toksičnost i mogućnost propisivanja u djetinjstvu.

Sinteza

Proizvodnja rekombinantnih interferona odvija se u fazama:

• oslobađanje informativne RNK nakon aktivacije proizvodnje interferona u bakterijskoj kulturi;
• sinteza komplementarne DNK zasnovana na RNK;
• ugrađivanje DNK dobijene u prethodnoj fazi u plazmidne vektore – vanhromosomske molekule DNK sposobne za nezavisno kopiranje unutar bakterijskih ćelija i odgovorne za proizvodnju proteina;
• dobijanje rekombinantne DNK;
• sinteza klonova mikroorganizama koji proizvode interferon;
• reprodukcija bakterijske kulture na hranljivom mediju;
• izolacija bakterijskih ćelija centrifugiranjem;
• precipitacija proteina interferona iz rastvora;
• pročišćavanje rekombinantnog interferona afinitetnom hromatografijom ili drugim metodama.

Reprodukcija klonske kulture odvija se u industrijskim uslovima u reaktorima, a prethodne faze-u laboratorijama. Rekombinantni IFN-ovi se proizvode izvan ljudskog tijela, Gen humanog interferona ugrađen je u njihov genetski materijal.

Postoji nekoliko bakterijskih kultura na osnovu kojih se dobijaju ovi proteini. Sljedeće je od čega je napravljen rekombinantni alfa 2b interferon:

• Escherichia coli Escherichia coli (akumulacija proizvoda se dešava intracelularno);
• Bacili sijena Bacillussubtilis (emituju interferone u životne sredine);
• Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa;
• gljive kvasca saccharomycopsis fibuligera.

Ova druga vrsta proizvođača ima sljedeće prednosti u odnosu na druge:

• , mogućnost korišćenja jeftinih hranljivih medija;
• lako odvajanje tokom razdvajanja;
• visoke performanse procesa (više od 10 puta u poređenju sa drugima);
• proces spajanja grupa ugljenih hidrata, po mehanizmu sličan onom u životinjskim ćelijama.

Oblici za oslobađanje

Rekombinantni interferoni 2b, 2A i beta dostupni su u sljedećim oblicima doziranja:

• rješenja za injekcije;
• liofilizati;
• kapi za oči i filmovi;
• rješenja za oralnu primjenu;
• svijeće i mikroklizmi za rektalnu i vaginalnu primjenu;
• masti;
• gelovi;
• pilule;
• aerosoli;
• sferne vezikule (liposomi).

Rekombinantni alfa-IFN

Sintetički alfa interferoni u potpunosti odgovaraju prirodnim proteinima. Oni igraju važnu ulogu u pokretanju imunog odgovora u ljudskom tijelu, aktiviraju proizvodnju važnih citokina, posreduju između urođeno i stečeno imunitet i obezbijediti imunološku "memoriju".

Donja tabela prikazuje glavne karakteristike nekih rekombinantnih interferonskih preparata ove vrste:

Naslov	Tip	Obrazac za oslobađanje	Uslovi korišćenja
"Reaferon-EU"	Alpha 2A	Liofilizat za pripremu rastvora za injekcije i lokalnu upotrebu, ampule i bočice	Odrasli: akutni i hronični virusni hepatitis B, C; rak bubrega u fazi 4; maligni kožni limfomi, karcinom bazalnih ćelija i skvamoznih ćelija; Kaposijev sarkom; hronična leukemija; esencijalna trombocitemija; konjunktivitis, keratokonjunktivitis, keratitis virusne prirode Deca starija od 1 g.: limfoblastna leukemija; respiratorna laringealna papilomatoza
"Viferon"	Alpha 2A	Rektalne supozitorije	Kod odraslih i dece: akutne respiratorne infekcije; gripa; hronični virusni hepatitis B, C, D; infekcije urogenitalnog trakta; herpes kože i sluzokože Za novorođenčad: meningitis; sepsa; intrauterina infekcija sa klamidijom, herpesom i drugim infekcijama
"Roferon-A"	Alpha 2A	Cijev za špric	Virusne patologije: genitalne bradavice (virus humanog papiloma); hronični hepatitis B i C Bolesti limfnog sistema: limfomi; leukemija dlakavih ćelija; mijeloična leukemija; trombocitoza Tumori: Kaposijev sarkom; melanoma; karcinom bubrežnih ćelija
"Interal-P"	Alpha 2A	Liofilizat za pripremu rastvora za injekcije	Odrasli: hronični i akutni virusni hepatitis B, C; meningoencefalitis; keratitis i keratoiridociklitis; rak bubrega u fazi 4; maligni kožni limfomi, karcinom bazalnih ćelija i skvamoznih ćelija; Kaposijev sarkom; hronična leukemija; esencijalna trombocitemija; Multipla skleroza Deca: limfoblastna leukemija; respiratorna laringealna papilomatoza; hronični hepatitis C (od 3 godine)
"Intron-A"	Alpha 2B	Rješenje u / U I n / A administracije	Virusne i maligne bolesti: akutni i hronični hepatitis B, C; leukemija dlakavih ćelija; mijeloična leukemija; karcinom bubrežnih ćelija; Kaposijev sarkom; kožni T-ćelijski limfom; maligni melanom
"Layfferon"	Alpha 2B	Rastvor za intravenoznu injekciju i ukapavanje u oko	Slično lijeku "Interal-P"
"Infagel"	Alpha 2B	Gel u tubama za vanjsku upotrebu	Liječenje herpesa, prevencija gripe i SARS-a
"Rialdiron"	Alpha 2B	Liofilizat za intravensku i intravensku primjenu	Bolesti opisane za lijek "Intron-A", kao i krpeljni encefalitis, gljivična mikoza i Cesari sindrom
"Berophor"	Alpha 2C	Kapi za oči u kapilarnim pipetama	Virusne infekcije oka

Nova generacija lijekova su pegilirani (ili konjugirani) alfa-IFN, koje karakterizira produženo djelovanje. Pokazuju visoku efikasnost u tretman virusa hepatitis. To uključuje "Pegasus" (IFN-α-2a) i "Pegintron" (humani rekombinantni interferon 2b).

Rekombinantni beta-IFN

Trenutno postoje 2 podtipa među beta interferonima - b1a (glikolizovani)i b1b (nehlikolizovani). Pored antivirusnih i imunomodulatornih efekata, oni utiču na nervni sistem i koriste se za liječenje multiple skleroze. Lijekovi se daju subkutano ili intramuskularno. Klinički je dokazano da se smanjenje učestalosti egzacerbacija bolesti javlja za gotovo trećinu, međutim, još ne postoje jasni kriteriji za procjenu efikasnosti.

Mehanizam djelovanja takvih lijekova zasniva se na sljedećim pojavama:

• Vezivanje interferona za specifične receptore na površini ćelije, aktiviranje proizvodnje proteina sa antivirusnim, antitumorskim antiinflamatornim dejstvom kao rezultat.
• Smanjenje broja novih žarišta sklerotičnog oštećenja mozga i atrofičnih promjena u njegovim tkivima (potvrđeno MRI podacima).
• Inhibicija diobe leukocita i njihova migracija u područje upale smanjenjem proizvodnje proteolitičkih enzima.
• Povećan raspad gama interferona, koji igra važnu ulogu u razvoju multiple skleroze.

Rekombinantna gama-IFN

U Rusiji se najčešće proizvodi rekombinantni gama interferon u sastavu lijeka "Ingaron". Koristi se u liječenju bolesti kao što su:

• gripa (uključujući "svinje");
• otitis media (aerosolni oblik lijeka);
• granulomatozna bolest;
• osteopetroza (kongenitalna porodična osteoskleroza);
• hronični virusni hepatitis B, C;
• SIDA;
• tuberkuloza pluća;
• onkološke patologije;
• urogenitalne infekcije;
• genitalni herpes i šindre;
• HPV;
• hronični prostatitis.

Aerosolni oblik humanog rekombinantnog gama interferona koristi se i za prevenciju gripe (navodnjavanje nosa i nazofarinksa). Ova supstanca blokira proizvodnju polipeptida odgovornih za razvoj fibrotičnih promjena u tkivu jetre i pluća.

Neželjeni efekti

Kada se liječi alfa i gama interferonima, sindrom hipertenzije nalik gripi najčešće se bilježi kao nuspojava. Uključuje znakove kao što su:

• porast tjelesne temperature;
• glavobolja i bolovi u mišićima;
• jeza;
• slabost.

Ovi simptomi se obično javljaju tokom prve ili druge sedmice liječenja. Mogu se eliminisati smanjenjem doze.

Sljedeći neželjeni efekti su rjeđi:

• probavni poremećaji;
• pogoršanje sna;
• trombocitopenija;
• smanjenje nivoa bijelih krvnih zrnaca u krvi;
• intoksikacija hormonima štitnjače.

Prilikom uzimanja beta-interferona mogu se pojaviti i sljedeće negativne pojave:

• ;
• tahikardija;
• aritmija;
• bol u srcu;
• srčana insuficijencija;
• smanjena inteligencija;
• mentalni poremećaji-depresija, suicidalne misli, depersonalizacija, epileptični napadi.