Интерфероны. Природа молекул, классификация, биологические эффекты, методы изучения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Волгоградский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра иммунологии и аллергологии

Дисциплина: Иммунология

Реферат

Интерфероны. Природа молекул, классификация, биологические эффекты, методы изучения

Волгоград, 2022

Оглавление

интерферон биологический болезнетворный бактерия

Введение

1. История открытия

2. Классификация интерферонов

3. Биологические эффекты интерферонов

4. Получение интерферонов

Заключение

Список литературы

Введение

Интерфероны - это особая группа белков, которые продуцируются клетками иммунной системы у большинства животных и человека. Интерфероны представляют собой вид оружия, при помощи которого мы можем противостоять болезнетворным бактериям, паразитам и даже раковым клеткам. Благодаря интерферонам клетки становятся невосприимчивыми по отношению к вирусу. Используются в медицинской практике для лечения вирусных заболеваний, таких, как гепатит, энцефалит, бешенство, герпес и т. п. Имеются достаточно обоснованные данные об эффективности ряда интерферонов против некоторых форм рака. Интерфероны действуют в весьма небольших дозах при местном или внутримышечном применении.

1. История открытия

В 1957 г. сотрудники Лондонского национального института вирусологи англичанин А. Айзек и швейцарец Дж. Линдеман случайно во время опытов открыли интерферон. Исследователи столкнулись с непонятным явлением: мыши, которых заражали определенными вирусами, не заболевали. Поиски причин этого явления показали, что мыши, не поддавшиеся заражению вирусами, в момент заражения уже болели другой вирусной инфекцией. Таким образом, выяснилось, что в организме мышей один из вирусов препятствует размножению другого. Это явление антагонизма вирусов назвали интерференцией (с англ. помеха, препятствие), данное явление встречается при введении в организм двух вирусов одновременно или с интервалом не более 24 часов.

2. Классификация интерферонов

В настоящее время известно более 20 интерферонов, различающихся по структуре, биологическим свойствам и преобладающему механизму действия. IFN подразделяют на три типа:

Тип I - известный как вирусный интерферон, включает IFN-a (лейкоцитарный, синтезируется активированными моноцитами и В-лимфоцитами), IFN-b (фибробластный, синтезируется фибробластами и эпителиальными клетками, макрофагами), IFN-w, IFN-k;

Тип II - известный как иммунный, включает IFN-y (синтезируется активированными Т-лимфоцитами и NK-клетками);

Тип III - был обнаружен позже типа I и типа II, информация о нем свидетельствует о важности IFN типа III в некоторых видах вирусных инфекций.

Первому типу (IFN-a, IFN-b), главным образом, присущи антивирусный и антипролиферативный эффекты, в меньшей степени - иммуномодулирующий. Они вырабатываются непосредственно после встречи с патогеном, их действие направлено на локализацию возбудителя и предотвращение его распространения в организме. Главное действие IFN-b локальное, направленное на предотвращение распространения возбудителя инфекции из места его внедрения. Если не происходит инактивация инфекционного агента в месте внедрения, и он циркулирует в организме, его контакт с лимфоцитами и макрофагами индуцирует выработку IFN-a. Последний быстро распространяется током крови и проникает в окружающие ткани, поскольку его главной функцией является защита отдаленных органов. Эти интерфероны осуществляют раннюю и неспецифическую защиту организма от инфекционного агента.

Главное действие интерферонов второго типа (IFN-y) - участие в реакциях иммунитета. Он начинает вырабатываться на последующих этапах инфекционного процесса уже сенсибилизированными Т-лимфоцитами и активно участвует в каскаде специфического иммунного ответа.

Вирусные интерфероны индуцируются в процессе вирусной инфекции, а синтез интерферонов II типа (IFN-y) индуцируется митогенными или антигенными стимулами. Большинство типов вирусоинфицированных клеток способно синтезировать IFN-a/b в клеточной культуре. В противоположность этому IFN-y синтезируется только некоторыми клетками иммунной системы, включая естественные киллерные (NK) клетки, CD4 Т-клетки и CDS цитотоксические супрессорные клетки.

3. Биологические эффекты интерферонов

Противовирусное действие

Интерфероны не действуют непосредственно на вирус. Под их влиянием клетка становится резистентной к инфекции. Интерфероны являются первой линией защиты от вирусной инфекции, поскольку начинают вырабатываться сразу же после контакта с вирусом. При этом выраженность ответа прямо пропорциональна заражающей дозе.

В покое нормальные клетки содержат незначительное количество IFN, поскольку гены, кодирующие их, не транкрибируются. Транскрипция начинается после контакта клетки с соответствующим индуктором. Индукторами IFN-a и -b являются вирусы, РНК (особенно двунитевая), липополисахариды (LPS), компоненты некоторых бактерий. Среди вирусов наиболее сильными индукторами интерферонов являются РНК-геномные. ДНК-содержащие вирусы - слабые индукторы (за исключением поксвирусов). Индукторами IFN-y выступают антигены и Т-митогены.

Блокада транскрипции генов, кодирующих IFN, осуществляется за счет выработки клеткой белка-супрессора, связывающего на цепи нуклеиновых кислот область, контролирующую транскрипцию данных генов. Кроме того, для запуска транскрипции необходим белок-активатор, разблокирующий и активирующий эту зону. Индукторы IFN могут влиять как на угнетение вы-работки белка-супрессора, так и на активацию синтеза белка-активатора. Активация генов приводит в действие синтезирующую белок систему клетки, в результате чего осуществляется синтез и секреция IFN.

В результате связывания молекул IFN со специфическими интерфероновыми рецепторами на поверхности клеток происходит активация группы генов (локализованных у человека в 21-й хромосоме). Этот процесс сопровождается формированием более 20 новых внутриклеточных белков, способствующих возникновению резистентности к вирусам. Основными из них являются два - 2',5',-олигоаденилатсинтетаза и протеинкиназа. 2',5',-олигоаденилатсинтетаза представляет собой фермент, конвертирующий аденозинтрифосфат (АТФ) в 2',5',-олигоаденилат. Последний активирует РНК-азу L, которая приводит к повреждению как клеточной, так и вирусной РНК. За счет инактивации фактора elF-2 (пролонгирующего фактора) протеинкиназа инактивирует удлинение пептидных цепей вирусных белков.

Таким образом, под воздействием IFN в клетке синтезируется два фермента, один из которых расщепляет вирусную РНК, а другой тормозит синтез вирусных белков. В результате новые вирусные частицы либо вовсе не формируются, либо их число уменьшается в десятки или сотни раз.

Под влиянием IFN повреждается и синтезирующая белок система клетки, что может привести к ее гибели. Однако это касается только клеток, инфицированных вирусом. Неинфицированные клетки индифферентны к воздействию IFN, поскольку оба вышеуказанных белка активируются лишь в присутствии вирусной РНК. Некоторые вирусы способны блокировать противовирусное действие IFN. Так, например, аденовирусы продуцируют специфическую РНК, которая предотвращает активацию протеинкиназы.

Помимо противовирусного эффекта доказано также антибактериальное действие интерферонов. Они способны активировать некоторые ферменты в пораженной клетке (индоламин-2,3-дезоксигеназу, NO-синтетазу), что способствует разрушению бактериальной клетки или приводит к ее гибели из-за нарушения метаболизма.

Интерфероны обладают мощным противоопухолевым эффектом. Они активируют цитотоксические клетки; модулируют продукцию антител; ингибируют опухолевые ростовые факторы, синтез РНК и белков опухолевой клетки, метастазирование; стимулируют опухолевые клетки к созреванию; тормозят образование новых сосудов в опухоли; восстанавливают контроль за пролиферацией и активностью цитостатиков; ингибируют гены множественной лекарственной резистентности.

4. Получение интерферонов

Получают интерферон двумя способами:

а) путем инфицирования лейкоцитов или лимфоцитов крови человека безопасным вирусом, в результате чего инфицированные клетки синтезируют интерферон, который затем выделяют и конструируют из него препараты интерферона;

б) генно-инженерным способом -- путем выращивания в производственных условиях рекомбинантных штаммов бактерий, способных продуцировать интерферон. Обычно используют рекомбинантные штаммы псевдомонад, кишечной палочки со встроенными в их ДНК генами интерферона. Интерферон, полученный генно-инженерным способом, носит название рекомбинантного. В нашей стране рекомбинантный интерферон получил официальное название «Реаферон». Производство этого препарата во многом эффективнее и дешевле, чем лейкоцитарного.

Рекомбинантный интерферон нашел широкое применение в медицине как профилактическое и лечебное средство при вирусных инфекциях, новообразованиях и при иммунодефицитах.

Заключение

Интерферон представляет собой семейство белков-гликопротеидов, которые синтезируются клетками иммунной системы и соединительной ткани. В зависимости от того, какими клетками синтезируется интерферон, выделяют три типа: б, в и г-интерфероны.

Получают интерферон двумя способами: а) путем инфицирования лейкоцитов или лимфоцитов крови человека безопасным вирусом; б) генно-инженерным способом.

В нашей стране рекомбинантный интерферон получил официальное название "Реаферон". Производство этого препарата во многом эффективнее и дешевле, чем лейкоцитарного.

Действие интерферона тем эффективнее, чем раньше он начинает синтезироваться или поступать в организм извне. Поэтому его используют с профилактической целью при многих вирусных инфекциях, например гриппе, а также с лечебной целью при хронических вирусных инфекциях, таких как парентеральные гепатиты (В, С, D), герпес, рассеянный склероз и др. Интерферон дает положительные результаты при лечении злокачественных опухолей и заболеваний, связанных с иммунодефицитами.

Интерфероны обладают видоспецифичностью, т. е. интерферон человека менее эффективен для животных и наоборот. Однако эта видоспецифичность относительна.

Список литературы

1. Карабельский А.В. Рекомбинантные интерфероны. - М.: Книга по Требованию, 2018.- 132 с.

2. Временная фармакопейная статья 42У-23/60-439-97. Интерферон человеческий рекомбинантный альфа-два.

3. Галынкин В.А., Заикина Н.А., Кочеровец В.И., Потехина Т.С. Основы фармацевтической микробиологии. С-Птб.: Проспект науки. -304 с.www.antibiotic.ru/ab/brviri.shtml.

4. Фролов А.Ф., Вовк А.Д., Дядюн С.Т. и др. Эффективность рекомбинантного альфа-два-интерферона при вирусном гепатите В//Врачебное дело. - № 9. - С. 105-108.

5. Ариненко Р.Ю. Система интерферона: первая линия защиты организма / Р.Ю. Ариненко, В.Б. Аликин, В.И. Головкин // Terra med. 2019. - C. 11-14.

Размещено на Allbest.ru