Rekombinantni interferoni so skupina protivirusnih zdravil, ki se uporabljajo v terapevtske in profilaktične namene. Ti biološko aktivni proteini se naravno sintetizirajo v človeških celicah kot odziv na prodor tujih dejavnikov. V sodobni medicini so ta zdravila priznana kot najbolj učinkovita in varna za zdravljenje virusnih bolezni.
Razvrstitev
V mikrobiologiji obstaja več kot 20 vrst interferonov (IFN), ki se razlikujejo po lastnostih in biološki strukturi. Zdravila, ki temeljijo na njih, so razvrščena na naslednji način:
- Po vrsti učinkovine: o alfa-interferon (ali levkocit); o beta-interferon (fibroblast); o gama-interferon (imunski); o lambda-interferon.
- Po načinu pridobivanja: o naravni, pridobljen iz levkocitov človeške krvi; o rekombinantni humani interferon, proizveden sintetično (z genskim inženiringom).
Alfa- in beta-interferoni so združeni v družino Itipa zaradi podobnosti njihovih funkcij v telesu in enakih zaporedij aminokislin. Interferoni gama in lambda so izolirani v ločena tipa II oziroma III. Prva generacija naravnih beljakovin je imela veliko pomanjkljivost - zahtevali so uporabo redkih surovin (krvi darovalca) in visoko stopnjo čiščenja tujih beljakovin. To je povzročilo njihove visoke stroške in nizko učinkovitost. Rekombinantni alfa-interferoni trenutno zasedajo vodilni položaj med tovrstnimi zdravili po stopnji študij in širini uporabe v medicinski praksi.
Funkcije
Poleg zgornje klasifikacije se ti proteini razlikujejo po podtipih. Torej kategorija rekombinantnih alfa 2 interferonov vključuje vsaj 24 podtipov, ki se med seboj razlikujejo v 24 genih. Niso popolnoma enaki v primarni strukturi.
Za razliko od interferonov alfa, beta modifikacijo kodira samo en znan gen. Obe vrsti beljakovin aktivirajo virusi in uporabljata iste receptorje v svojem mehanizmu delovanja na druge celice.
Podtip humanega rekombinantnega interferona alfa-2b se od alfa-2a razlikuje po dveh aminokislinskih ostankih v strukturi. Ostali (in skupaj jih je več kot sto) so enaki. Zato so bolezni, za katere se uporabljajo, pa tudi stranski učinki enaki, vendar je reakcija telesa (proizvodnja protiteles) drugačna.
Naravni interferoni levkocitov so razvrščeni tudi glede na stopnjo čiščenja:
- Native, za katero je značilno plitvo čiščenje inčim bližje originalni surovini. Imajo največji potencial za imunobiološke učinke.
- Koncentrirano, visoko prečiščeno. Najpogosteje se uporabljajo v primerih, ko je treba dati velik enkratni odmerek. Homogenost sestave teh pripravkov doseže 90%.
- Kombinirano. Pridobivajo se z nežnimi metodami čiščenja. Prisotnost dodatnih citokinov otežuje standardizacijo teh snovi. Hkrati imajo zaradi tega dejavnika večji imunomodulatorni učinek, kar prispeva k razširitvi njihovega obsega.
Rekombinantni humani interferon vsebuje monospecifično beljakovino. Spada v eno od podvrst. Za tip b1a v pripravkih rekombinantnega alfa interferona je značilna glikozilirana oblika (neencimsko dodajanje ostankov sladkorja organskim beljakovinskim molekulam), b1b pa je neglikoliziran. Takšni interferoni so po sestavi 98 % homogeni.
Te lastnosti naravnih in umetno sintetiziranih beljakovin določajo razliko v njihovem področju uporabe. Rekombinantni interferoni imajo prevladujoče protivirusne in protitumorske učinke. V naravi deluje imunomodulatorno, večja aktivnost pa je tudi proti bakterijskim in gnojno-septičnim patologijam.
Rekombinantni interferonski pripravki
Najpogosteje uporabljena zdravila iz te skupine so naslednja:
- alfa 2a interferon: "Reaferon","Viferon", "Roferon", "Interal";
- alfa 2b interferon: "Intron-A", "Laifferon", "Peginterferon", "Infagel", Inrek;
- alfa 2c interferon: "Berofor";
- beta-interferon: "Interferon-beta-1a", "Fron", "Rebif", "Avonex", "Betaseron", "Betaferon";
- gama-interferon: "Aktimmun", "Gammaferon", "Ingaron", "Imukin".
Bolezni
Rekombinantni interferoni so aktivni pri zdravljenju bolezni, kot so:
- dermatološke patologije: genitalni herpes, bradavice, kondilomi, papilomatoza, skodle;
- oftalmološke bolezni: vnetje roženice očesa, ki ga povzroča herpetična ali adenovirusna okužba (skrajšanje trajanja bolezni, povečanje ponavljajočih se obdobij);
- akutne nalezljive bolezni zgornjih dihalnih poti: gripa, SARS (nujna preventiva za ogrožene osebe, pa tudi za medicinske namene);
- patologije hepatobiliarnega sistema: virusni hepatitis B, C v akutni in kronični obliki (izrazit klinični učinek, zmanjšanje umrljivosti do 60%);
- AIDS: normalizacija imunosti, zmanjšanje resnosti bolezni pri več kot polovici bolnikov; zmanjšano tveganje za Kaposijev sarkom, povezan z aidsom;
- druge patologije: CMVI (okužba s citomegalovirusom), ki se pojavi v ozadju stanj imunske pomanjkljivosti (interferoni se uporabljajo za njegovopreprečevanje), pa tudi po operacijah presaditve; sklerozirajoči panencefalitis (vnetje možganov).
Za te pripravke je značilen univerzalni spekter protivirusnega delovanja. Za razliko od kemoterapevtskih sredstev ne vodijo do nastanka odpornih oblik patogenov, ampak vplivajo na dejavnike prirojene, naravne imunosti.
zgodovina odkritij
Interferone so odkrili pred skoraj 50 leti. Prva zdravila so bila pridobljena iz krvi darovalcev. Da bi to naredili, so krvne celice zdravile z virusi, nato pa so začele proizvajati beljakovine z zaščitnimi lastnostmi. Tako pridobljen interferon je bil zelo učinkovit, vendar je bila njegova proizvodnja v velikem obsegu ovirana zaradi pomanjkanja surovin. Na primer, za pridobitev količine zdravila, potrebnega za zdravljenje 1 bolnika z rakom, je bilo treba zbrati kri od 200 darovalcev.
Sredi 80-ih let XX stoletja so se pojavili prvi predpogoji za pridobivanje sintetičnih rekombinantnih interferonov. Hiter razvoj genskega inženiringa v teh letih je pripeljal do nastanka nove tehnologije – vnosa ustreznega gena v kolonije bakterijskih celic Pseudomonas putida, ki se lahko hitro razmnožujejo. To je omogočilo sintezo humanega rekombinantnega interferona alfa 2b v industrijskem obsegu. Prvo zdravilo, ustvarjeno v ZSSR, se je imenovalo Reaferon.
V naslednjih letih so bile o tem zdravilu opravljene temeljite študije na živalihpredmet teratogenih in toksičnih lastnosti. Testi so potrdili njegovo varnost za plod in odsotnost razlik med stranskimi učinki umetno sintetiziranega in naravnega interferona.
Pozneje so za pridobivanje rekombinantnega interferona začeli uporabljati bakterije E. coli, saj hitreje proizvajajo to snov. Prvo zdravilo, pridobljeno na njihovi podlagi, se je imenovalo "Reaferon-EC" (iz okrajšave latinskega imena tega mikroorganizma Escherichia coli). Te bakterije se uporabljajo tudi pri najsodobnejši proizvodnji rekombinantnih interferonov.
Načelo delovanja
Interferoni so neke vrste biološki mediatorji, ki aktivirajo človeški imunski sistem. Prispevajo k prepoznavanju in zatiranju tujih genetskih informacij. Z vnosom virusov v celico se po nekaj minutah število patogenov večkrat poveča. Širijo se naprej, prizadenejo zdrave celice in se ponovno razmnožijo. Ta proces se še posebej hitro pojavi v začetni fazi bolezni, saj v tem obdobju človeško telo ne more proizvesti potrebne količine interferona.
Zahvaljujoč tem beljakovinam se sproži sinteza številnih encimov, protiteles in drugih komponent imunske obrambe. Posledično postanejo celice imune na viruse. Razlikujejo se tudi naslednji mehanizmi, v katerih so vključeni interferoni:
- stimulacija makrofagov, njihova aktivacija za absorpcijo neživih, prizadetih celic;
- zaviranje rasti in uničenje nenormalnih celic(protitumorski učinek);
- vpliv na imunocite (limfocite, ki nastanejo v kostnem mozgu) - glavne celice imunskega sistema: NK celice, T-limfociti, monociti, makrofagi in granulociti; stimulacija njihove nespecifične citotoksičnosti;
- aktivacija sinteze beljakovin, ki povečajo odpornost celic na tuje agente, prenos teh beljakovin v sosednje celice;
- začetek kaskade reakcij, ki spodbujajo proizvodnjo protivnetnih dejavnikov (protivnetni učinek);
- aktivacija sinteze lastnega IFN, ki skrajša čas okrevanja.
Še posebej močno protivirusno delovanje je značilno za rekombinantne interferone alfa 2b, 2a in beta. Blokirajo proizvodnjo virusnih beljakovin in preprečujejo razmnoževanje patogenov. Ena od pomembnih prednosti zdravil na njihovi osnovi je minimalna toksičnost in možnost predpisovanja v otroštvu.
Sinteza
Pridobivanje rekombinantnih interferonov poteka v fazah:
- izolacija sporočilne RNA po aktivaciji proizvodnje interferona v bakterijski kulturi;
- sinteza komplementarne DNK na osnovi RNA;
- vdelava DNK, pridobljene na prejšnji stopnji, v plazmidne vektorje - ekstrakromosomske molekule DNK, ki so sposobne neodvisnega kopiranja znotraj bakterijskih celic in odgovorne za proizvodnjo beljakovin;
- pridobivanje rekombinantne DNK;
- sinteza klonov mikroorganizmov, ki proizvajajo interferon;
- razmnoževanje bakterijkulture na hranilni medij;
- izolacija bakterijskih celic s centrifugiranjem;
- precipitacija interferonskih proteinov iz raztopine;
- prečiščevanje rekombinantnega interferona z afinitetno kromatografijo ali drugimi metodami.
Razmnoževanje klonske kulture poteka v industrijskih pogojih v reaktorjih, prejšnje faze pa v laboratorijih. Rekombinantni IFN se proizvajajo zunaj človeškega telesa, gen za človeški interferon je vgrajen v njihov genski material.
Obstaja več bakterijskih kultur, iz katerih se pridobivajo te beljakovine. Spodaj je iz česa je sestavljen rekombinantni alfa 2b interferon:
- Escherichia coli (akumulacija produkta poteka znotrajcelično);
- senena bakterija Bacillussubtilis (sproščanje interferonov v okolje);
- Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa;
- kvasne glive Saccharomycopsis fibuligera.
Zadnja vrsta proizvajalcev ima naslednje prednosti pred drugimi:
- možnost uporabe poceni kulturnih medijev;
- enostavna ločitev pri ločevanju;
- visoka zmogljivost procesa (več kot 10-krat v primerjavi z drugimi);
- proces dodajanja skupin ogljikovih hidratov, podoben mehanizmu kot v živalskih celicah.
Izdaj obrazce
Rekombinantni interferoni 2b, 2a in beta so na voljo v naslednjih dozirnih oblikah:
- raztopine za injiciranje;
- liofilizirati;
- kapljice in filmi zaoko;
- oralne raztopine;
- sveče in mikroklistre za rektalno in vaginalno dajanje;
- mazila;
- geli;
- tablete;
- aerosoli;
- sferični vezikli (liposomi).
rekombinantni IFN alfa
Sintetični alfa-interferoni so popolnoma skladni z naravnimi beljakovinami. Imajo pomembno vlogo pri sprožitvi imunskega odziva v človeškem telesu, aktivirajo proizvodnjo pomembnih citokinov, posredujejo med prirojeno in prilagodljivo imunostjo ter zagotavljajo imunološki "spomin".
Spodnja tabela prikazuje glavne značilnosti nekaterih rekombinantnih interferonskih pripravkov te vrste:
| ime | Vrsta | Obrazec za izdajo | indikacije |
| "Reaferon-ES" | Alpha 2a | Liofilizat za raztopino za injiciranje in lokalno uporabo, ampule in viale |
odrasli:
Otroci, starejši od enega leta:
|
| "Viferon" | Alpha 2a | rektalne supozitorije |
Odrasli in otroci:
Pri novorojenčkih:
|
| "Roferon-A" | Alpha 2a | cevka za brizgo |
Virusne patologije:
Motnje limfnega sistema:
Tumorji:
|
| "Interal-P" | Alpha 2a | liofilizat za raztopino za injiciranje |
odrasli:
Otroci:
|
| "Intron-A" | Alpha 2b | Raztopina za intravenske in s/c injekcije |
Virusne in maligne bolezni:
|
| "Laifferon" | Alpha 2b | Raztopina za intramuskularno injiciranje in vkapanje v oko | Podobno kot "Interal-P" |
| "Infagel" | Alpha 2b | Gel v tubah za zunanjo uporabo | Zdravljenje herpesa, preprečevanje gripe in SARS |
| "Rialdiron" | Alpha 2b | liofilizat za IM in IV aplikacijo | Bolezni, opisane za Intron-A, kot tudi klopni encefalitis, mikoza fungoides in Cesarijev sindrom |
| "Berofor" | Alpha 2c | Kapljice za oko v kapilarnih pipetah | Virusne okužbe oči |
Droge novegageneracije so pegilirani (ali konjugirani) alfa-IFN, za katere je značilno podaljšano delovanje. Kažejo visoko učinkovitost pri zdravljenju virusnega hepatitisa. Ti vključujejo Pegasys (IFN-α-2a) in Pegintron (človeški rekombinantni interferon 2b).
Rekombinantni beta-IFN
Med beta-interferoni trenutno ločimo 2 podtipa - b1a (glikoziliran) in b1b (neglikoliziran). Poleg protivirusnih in imunomodulatornih učinkov vplivajo na živčni sistem in se uporabljajo za zdravljenje multiple skleroze. Zdravila se dajejo subkutano ali intramuskularno. Klinično je dokazano, da se pogostost poslabšanj bolezni zmanjša za skoraj tretjino, vendar še vedno ni jasnih meril za ocenjevanje učinkovitosti.
Mehanizem delovanja takšnih zdravil temelji na naslednjih pojavih:
- Veza interferonov na specifične receptorje na celični površini, s čimer se aktivira proizvodnja beljakovin z protivirusnimi, protitumorskimi, protivnetnimi učinki.
- Zmanjšanje števila novih žarišč sklerotičnih lezij možganov in atrofičnih sprememb v njihovih tkivih (potrjeno s podatki MRI).
- Zaviranje delitve levkocitov in njihove migracije na območje vnetja z zmanjšanjem proizvodnje proteolitičnih encimov.
- Povečana razgradnja gama-interferona, ki igra pomembno vlogo pri razvoju multiple skleroze.
Rekombinantna gama-IFN
V Rusiji se rekombinantni gama interferon najbolj proizvaja kot del zdravila "Ingaron". Uporablja se pri zdravljenju bolezni, kot so:
- gripa (vključno s prašičjo gripo);
- otitis media (aerosolna oblika zdravila);
- granulomatozna bolezen;
- osteopetroza (prirojena družinska osteoskleroza);
- kronični virusni hepatitis B, C;
- AIDS;
- pljučna tuberkuloza;
- onkološke patologije;
- urogenitalne okužbe;
- genitalni herpes in skodle;
- HPV;
- kronični prostatitis.
Aerosolna oblika humanega rekombinantnega gama interferona se uporablja tudi za preprečevanje gripe (izpiranje nosu in nazofarinksa). Ta snov blokira proizvodnjo polipeptidov, ki so odgovorni za razvoj fibrotičnih sprememb v jetrih in pljučnem tkivu.
Neželeni učinki
Pri zdravljenju z interferoni alfa in gama je gripi podoben sindrom najpogosteje opažen kot stranski učinek. Vključuje funkcije, kot so:
- povišana telesna temperatura;
- glavoboli in bolečine v mišicah;
- hlajenje;
- slabost.
Ti simptomi se običajno pojavijo v prvem ali drugem tednu zdravljenja. Odpravite jih lahko z zmanjšanjem odmerka.
Naslednji neželeni učinki so manj pogosti:
- prebavne motnje;
- poslabšanje spanja;
- trombocitopenija;
- zmanjšanje ravni levkocitov vkri;
- zastrupitev s ščitničnim hormonom.
Pri jemanju beta-interferonov se lahko pojavijo tudi naslednji negativni pojavi:
- hipertenzija;
- tahikardija;
- aritmija;
- srčna bolečina;
- srčno popuščanje;
- zmanjšanje inteligence;
- duševne motnje - depresija, samomorilne misli, depersonalizacija, epileptični napadi.
