Rekombinantní interferon: druhy, klasifikace a mechanismus účinku

Rekombinantní interferony jsou skupinou antivirotik používaných pro terapeutické a profylaktické účely. Tyto biologicky aktivní proteiny jsou přirozeně syntetizovány v lidských buňkách v reakci na vstup cizích látek. V moderní medicíně jsou tyto léky považovány za nejúčinnější a nejbezpečnější pro léčbu virových onemocnění.

Klasifikace

V mikrobiologii se rozlišuje více než 20 druhů interferonů (IFN), které se liší vlastnostmi a biologickou strukturou. Léčivé přípravky na jejich základě jsou klasifikovány následovně:

• Podle typu aktivní složky: o alfa interferon (nebo leukocytární); o beta interferon (fibroblastický); o gama interferon( imunitní); o Lambda interferon.
• Metodou získávání: o přírodní, získané z bílých krvinek lidské krve; o lidský rekombinantní interferon produkovaný syntetickou cestou (metodou genetického inženýrství).

Alfa a beta interferony se spojují do rodiny typu i díky jejich podobnosti funkce v těle a stejné aminokyselinové sekvence. Interferony gama a lambda se rozlišují do samostatného typu II a III. První generace přírodních proteinů měla velkou nevýhodu – vyžadovaly použití vzácných surovin (dárcovská krev) a vysoký stupeň čištění od cizích proteinů. To vedlo k jejich vysokým nákladům a nízké účinnosti. Rekombinantní alfa interferony v současné době zaujímají vedoucí postavení mezi léky tohoto typu, pokud jde o stupeň studia a šíři aplikace v lékařské praxi.

Zvláštnost

Kromě výše uvedené klasifikace se tyto proteiny liší podtypy. Kategorie rekombinantních interferonů alfa 2 tedy zahrnuje nejméně 24 podtypů, které se mezi sebou liší ve 24 genech. Nejsou zcela identické v primární struktuře.

Na rozdíl od alfa interferonů je beta modifikace kódována pouze jedním známým genem. Oba druhy proteinů jsou aktivovány viry a zapojují stejné receptory do svého mechanismu účinku na jiné buňky.

Podtyp lidského rekombinantního interferonu alfa-2b se liší od alfa-2a dvěma aminokyselinovými zbytky ve struktuře. Zbytek z nich (a celkem jich je více než sto) – se shodují. Proto nemoci, při kterém platí, a také vedlejší účinky jsou stejné, ale reakce těla (produkce protilátek) je jiná.

Leukocytární přírodní interferony jsou také klasifikovány podle stupně čištění:

• Nativní, charakterizované mělkým čištěním a co nejblíže původní surovině. Mají největší potenciál imunobiologické expozice.
• Koncentrované, s vysokým stupněm čištění. Nejčastěji se používají v případech, kdy je nutné podat velkou jednorázovou dávku. Homogenita složení těchto léků dosahuje 90%.
• Kombinované. Získávají se jemnými čisticími metodami. Přítomnost dalších cytokinů ztěžuje standardizaci těchto látek. Současně mají díky tomuto faktoru vyšší imunomodulační účinek, co přispívá rozšíření oblasti jejich použití.

Rekombinantní lidský interferon má ve svém složení monospecifický protein. Patří k jednomu z podtypů. Typ B1A v přípravcích rekombinantního interferonu alfa je charakterizován glykolizovanou formou( neenzymatické připojení cukerných zbytků k organickým molekulám proteinu) a B1B je neglykolyzováno. Takové interferony mají jednotné složení na 98%.

Tyto vlastnosti přírodních a uměle syntetizovaných proteinů určují rozdíl v jejich použití. Rekombinantní interferony dominují antivirové a protinádorové účinky. Přírodní-imunomodulační a také vyšší aktivita proti bakteriálním a hnisavým septickým patologiím.

Rekombinantní interferonové přípravky

Nejrozšířenější z této skupiny léčivých přípravků jsou následující:

• alfa 2a interferon: "Reaferon", "Viferon", "Roferon", "Interal";
• alfa 2b interferon: "Intron-A", "Lifferon", "Peginterferon", "Infagel", Inrek;
• alfa 2C interferon: "Berofor";
• beta interferon: "Interferon-beta-1a", "Fron", "Rebif", "Avonex", "Betaseron", "Betaferon";
• interferon gama: "Aktimmun", "Gammaferon", "Ingaron", "Imukin".

Onemocnění

Rekombinantní interferony jsou aktivní při léčbě nemocí, jako jsou:

• dermatologické patologie: genitální herpes, bradavice, kondylomy, papilomatóza, pásový opar;
• oční onemocnění: zánět rohovky oka způsobený herpetickou nebo adenovirovou infekcí (zkrácení doby trvání onemocnění, zvýšení intertrecidních období) ;
• akutní infekční onemocnění horních dýchacích cest: chřipka, ARVI (nouzová prevence pro ohrožené i léčebné účely);
• patologie hepatobiliárního systému: virová hepatitida B, C v akutní a chronické formě (výrazný klinický účinek, snížení úmrtnosti na 60%);
• AIDS: normalizace imunity, snížení závažnosti onemocnění u více než poloviny pacientů; snížení rizika Kaposiho sarkomu spojeného s AIDS;
• další patologie: CMVI (cytomegalovirová infekce), která se vyskytuje na pozadí imunodeficienčních stavů (interferony se používají k jeho prevenci), stejně jako po transplantačních operacích; sklerotizující panencefalitida (zánět mozek).

Tyto léky jsou charakterizovány univerzálním spektrem antivirové aktivity. Na rozdíl od chemoterapeutik nevedou ke vzniku rezistentních forem patogenů, ale ovlivňují faktory vrozené přirozené imunity.

Historie objevu

Interferony byly objeveny téměř před 50 lety. První léky byly získány z krve dárců. Za tímto účelem byly krevní buňky ošetřeny viry, poté začaly produkovat proteiny s ochrannými vlastnostmi. Takto získaný interferon měl vysokou účinnost, ale jeho výroba ve velkém měřítku byla obtížná kvůli nedostatku surovin. Například pro získání objemu léku, nezbytné pro léčba 1 pacienta s rakovinou, bylo nutné odebrat krev od 200 dárců.

V polovině 80. let 20. století vznikly první předpoklady pro výrobu syntetických rekombinantních interferonů. Rychlý vývoj genetického inženýrství v těchto letech vedl k vytvoření nové technologie-zavedení odpovídajícího genu do kolonií bakteriálních buněk Pseudomonas putida schopných rychle se množit. To umožnilo syntézu lidského rekombinantního interferonu alfa 2b v průmyslovém měřítku. První lék vytvořený v SSSR byl pojmenován "Reaferon".

V následujících letech byly na zvířatech provedeny důkladné studie tohoto léku na teratogenní a toxické vlastnosti. Testy potvrdily jeho bezpečnost pro plod a žádný rozdíl mezi vedlejšími účinky uměle syntetizovaného a přírodního interferonu.

Později se bakterie E. coli začaly používat k výrobě rekombinantního interferonu, protože tuto látku produkují rychleji. První lék získaný na jejich základě byl pojmenován "Reaferon-EU" (ze zkratky latinského názvu tohoto mikroorganismu Escherichia coli). Tyto bakterie se také používají ve většině moderních produkcí rekombinantních interferonů.

Princip činnosti

Interferony jsou druh biologických mediátorů, které aktivují lidský imunitní systém. Podporují rozpoznávání a potlačování cizích genetických informací. Při zavádění virů do buňky po několika minutách se počet patogenů opakovaně zvyšuje. Šíří se dále a zasahují zdravé buňky a znovu se množí. Tento proces se vyskytuje obzvláště rychle v počátečním stádiu onemocnění, protože během tohoto období není lidské tělo schopno produkovat potřebné množství interferonu.

Díky těmto proteinům dochází ke spuštění syntézy řady enzymů, protilátek a dalších složek imunitní obrany. V důsledku toho se buňky stávají imunními vůči virům. Existují také následující mechanismy, které zahrnují interferony:

• stimulace makrofágů, jejich aktivace k absorpci neživotravných postižených buněk;
• potlačení růstu a zabíjení atypických buněk (protinádorový účinek);
• účinky na imunocyty (lymfocyty produkované v kostní dřeni) - hlavní buňky imunitního systému: NK buňky, T lymfocyty, monocyty, makrofágy a granulocyty; stimulace jejich nespecifické cytotoxicity;
• aktivace syntézy proteinů, které zvyšují odolnost buněk vůči cizím činidlům, přenos těchto proteinů do sousedních buněk;
• zahájení kaskády reakcí, které stimulují produkci protizánětlivých faktorů (protizánětlivý účinek);
• aktivace syntézy vlastních IFN, což umožňuje zkrátit dobu zotavení.

Zvláště jasný antivirový účinek je charakteristický pro rekombinantní interferony alfa 2b, 2a a beta. Blokují produkci virových proteinů a zabraňují množení patogenů. Jednou z důležitých výhod léků na jejich základě je minimální toxicita a možnost předepisování v dětství.

Syntéza

Produkce rekombinantních interferonů probíhá postupně:

• izolace messenger RNA po aktivaci produkce interferonu v bakteriální kultuře;
• syntéza komplementární DNA na bázi RNA;
• vložení DNA získané v předchozím kroku do plazmidových vektorů jsou extrachromozomální molekuly DNA schopné nezávislé kopie uvnitř bakteriálních buněk a odpovědné za produkci proteinů;
• získání rekombinantní DNA;
• syntéza klonů mikroorganismů produkujících interferon;
• reprodukce bakteriální kultury na živném médiu;
• izolace bakteriálních buněk odstředěním;
• depozice interferonových proteinů z roztoku;
• čištění rekombinantního interferonu metodou afinitní chromatografie nebo jinými způsoby.

Reprodukce klonové kultury probíhá v průmyslových podmínkách v reaktorech a předchozí fáze v laboratořích. Rekombinantní IFN jsou produkovány mimo lidské tělo, Gen lidského interferonu je vložen do jejich genetického materiálu.

Existuje několik bakteriálních kultur, na jejichž základě jsou tyto proteiny odvozeny. Níže je uvedeno, Z čeho je vyroben rekombinantní interferon alfa 2b:

• Escherichia coli Escherichia (akumulace produktu probíhá intracelulárně);
• bacillussubtilis senná hůlka (zvýrazněte interferony v životní prostředí);
• Pseudomonas aeruginosa;
• kvasinky Saccharomycopsis fibuligera.

Druhý druh producentů má oproti ostatním následující výhody:

• možnost použití levných výživných médií;
• snadné oddělení při separaci;
• vysoký výkon procesu (více než 10krát oproti ostatním);
• proces připojení sacharidových skupin, který je mechanismem blízký procesu ve zvířecích buňkách.

Formy vydání

Rekombinantní interferony 2B, 2a a beta jsou k dispozici v následujících dávkových formách:

• injekční roztoky;
• lyofilizáty;
• kapky a oční fólie;
• perorální roztoky;
• svíčky a mikroklyzmy pro rektální a vaginální podání;
• mast;
• gel;
• pilulka;
• aerosol;
• sférické vezikuly (liposomy).

Rekombinantní alfa IFN

Syntetické alfa interferony plně odpovídají přírodním proteinům. Hrají důležitou roli při spouštění imunitní odpovědi v lidském těle, aktivují produkci důležitých cytokinů, jsou prostředníky mezi vrozené a získané imunita a poskytují imunologickou "paměť".

Níže uvedená tabulka uvádí hlavní charakteristiky některých léčiv rekombinantního interferonu tohoto typu:

Léky nové generace jsou pegylované (nebo konjugované) alfa IFN, které se vyznačují prodlouženým účinkem. Vykazují vysokou účinnost při léčba virového hepatitida. Patří mezi ně "Pegasys" (IFN-α-2a) a "Pegintron" (lidský rekombinantní interferon 2B).

Rekombinantní beta IFN

Mezi beta interferony se v současné době rozlišují 2 podtypy-B1A (glykolyzované) a B1B (neglykolyzované). Kromě antivirových a imunomodulačních účinků mají vliv na nervový systém a používají se k léčbě roztroušené sklerózy. Léky se podávají subkutánně nebo intramuskulárně. Klinicky se ukázalo, že ke snížení výskytu exacerbací onemocnění dochází téměř o třetinu, nicméně dosud neexistují jasná kritéria pro hodnocení účinnosti.

Mechanismus účinku těchto léků je založen na následujících jevech:

• Vazba interferonů na specifické receptory na buněčném povrchu, aktivace v důsledku této produkce proteinů s antivirovým protinádorovým protizánětlivým účinkem.
• Snížení počtu nových ložisek sklerotického poškození mozku a atrofických změn v jeho tkáních (podporováno údaji MRI).
• Inhibice dělení bílých krvinek a jejich migrace do oblasti zánětu snížením produkce proteolytických enzymů.
• Zvýšený rozpad interferonu gama, který hraje důležitou roli ve vývoji roztroušené sklerózy.

Rekombinantní gama IFN

V Rusku se rekombinantní interferon gama nejčastěji vyrábí jako součást léčiva "Ingaron". Používá se při léčbě nemocí, jako jsou:

• chřipka (včetně "prasete");
• otitis (aerosolová forma léčiva);
• granulomatózní onemocnění;
• osteopetróza (vrozená familiární osteoskleróza);
• chronická virová hepatitida B, C;
• AIDS;
• plicní tuberkulóza;
• onkologické patologie;
• urogenitální infekce;
• genitální herpes a pásový opar;
• HPV;
• chronická prostatitida.

Aerosolová forma lidského rekombinantního interferonového Gama se také používá k prevenci chřipky (nosní a nosohltanové zavlažování). Tato látka blokuje produkci polypeptidů odpovědných za vývoj fibrotických změn v játrech a plicní tkáni.

Nežádoucí účinky

Při léčbě alfa a gama interferony je jako vedlejší účinky nejčastěji hlášen syndrom podobný chřipce. Zahrnuje příznaky jako:

• zvýšení tělesné teploty;
• bolesti hlavy a svalů;
• mrazení;
• slabost.

Tyto příznaky se obvykle objevují během prvního nebo druhého týdne léčby. Mohou být eliminovány snížením dávky.

Méně časté jsou následující nežádoucí účinky:

• porucha trávení;
• zhoršení spánku;
• trombocytopenie;
• snížená hladina bílých krvinek v krvi;
• intoxikace hormony štítné žlázy.

Při užívání beta interferonů se mohou objevit také následující negativní jevy:

• hypertenze;
• tachykardie;
• arytmie;
• bolesti v srdci;
• srdeční selhání;
• snížená inteligence;
• duševní poruchy-deprese, sebevražedné myšlenky, depersonizace, epileptické záchvaty.