Interferonul

Structura moleculara a interferon-alfa Interferonii umani (IFN) sunt proteine făcute

şi eliberate de către limfocite ca răspuns la prezenţa unor agenţi patogeni, cum ar fi

virusi, bacterii sau paraziţi sau celulele tumorale.Acestea permit comunicarea între celule

pentru a declanşa apărare de protecţie al sistemului imunitar, care eradica germenii

patogeni sau tumori citokine. IFN aparţin de clasa de glicoproteine. Deşi sunt renumiti

după capacitatea lor de a "interfera" cu replicare virală în celulele gazdă, IFN au şi alte

funcţii: ei activează celulele imune, cum ar fi celulele ucigaş naturale şi macrofage, ei

recunosc creşterea de infecţie sau celulele tumorale prin prezentarea antigenului sus-

reglementarea a limfocitelor T şi au creşterea capacităţii de celule neinfectate, gazdă

pentru a rezista noua infecţie cu virusul gazda.Anumite simptome, cum ar fi dureri

musculare şi febră, sunt legate de producţia de IFN în cursul infecţiei. aproximativ zece

IFN distincti au fost identificati în mamifere; şapte dintre acestea au fost descrise pentru

om. Acestea sunt de obicei împărţite între trei clase IFN: Tip I IFN, Tip II IFN, şi de tip

III IFN. IFN aparţinând tuturor claselor de IFN sunt foarte importante pentru lupta

împotriva infecţiilor virale. Tipul de interferon bazat pe tip de receptor, interferoni umani

au fost clasificati în trei tipuri majori de interferon.

• Tip I: Toate de tipul I IFN obligati la o specifice suprafaţa celulei receptorilor complexe

cunoscut sub numele de IFN-α receptorilor (IFNAR), care constă în IFNAR1 şi lanţuri

IFNAR2. Interferoni tip I prezente la om sunt IFN-α, IFN-β şi IFN-ω

•Interferon de tip II: IFNGR. La om acest lucru este IFN-γ.

• Interferonul de tip III: semnal printr-un complex format din IL10R2 receptorilor (de

asemenea, numit CRF2-4) şi IFNLR1 (de asemenea, numit CRF2-12). Acceptarea acestei

clasificări este mai universala decât cel de tip I şi tip II, şi spre deosebire de celelalte

două, nu este inclusă în prezent în titlurile medicale.

1

Funcţia Interferonului

Toti interferonii sunt agenţi de antivirale şi se pot lupta cu tumorile. Ca o celula

infectata moare din cauza unui virus cytolytic, particulele virale sunt eliberate, care pot

infecta celulele din apropiere. Cu toate acestea,celule infectate pot avertiza celule

învecinate unei prezenţe virale prin eliberarea de interferon. Celule vecine, ca răspuns la

interferon, produc mari cantităţi de o enzimă cunoscută sub numele de proteine kinaza R

(PKR). Această enzimă phosphorylates este o proteină cunoscută sub numele de FEI-2,

ca răspuns la noile infecţii virale; FEI-2 sunt eucariote.

O altă enzimă celulară, RNAse-L, de asemenea, indusa în urma PKR, activarea

ARN-ului distruge celule pentru a reduce şi mai mult sinteza proteinelor virale, cât şi

genele gazdă. Sinteza proteinelor distruge atât virusii şi celulele infectate gazdă. În plus,

interferoni induc producerea de sute de alte proteine - cunoscute colectiv ca interferon-

stimulate gene (ISGs)-care au rolu în combaterea viruşilor.Acestea asemenea,limiteaza

răspândirea virala prin creşterea activităţii p53, care ucide virusul- celulele infectate prin

promovarea apoptoza.Efectul de IFN pe p53 este, de asemenea, legat de rolul său de

protecţie împotriva anumitor tipuri de cancer.

O altă funcţie de interferon este de a upregulate majore histocompatibility molecule

complexe, CHDOM CHDOM I şi II.

Inducerea de interferoni

Producţia de interferoni predominanta apare ca răspuns la microbi, cum ar fi viruşi

şi bacterii, şi produsele lor. Legarea de molecule unice găsite în glicoproteine microbi-

virale, ARN-ul viral, endotoxină bacteriană (lipopolysaccharide), flagella bacteriene,

CPG motive - de receptori recunoasterea formelor, cum ar fi membrana obligată.Ca

receptori Toll sau receptorii citoplasmatici RIG-I sau MDA5, poate eliberarea

declanşarea IFN. Ca receptorilor Toll 3 (TLR3) este important pentru inducerea de

interferon, ca răspuns la prezenţa viruşilor dublu catenar ARN; ligandul pentru acest

receptor este dublu catenar ARN (dsRNA). După obligatoriu dsRNA, acest receptor

activează factori de transcriptie IRF3 şi NF-κB, care sunt importanti pentru iniţierea de

sinteza proteinelor. Release de IFN din celule este, de asemenea induse de mitogenii.

2

În aval de semnalizare

Activare STAT iniţiază celule mai bine definite, cale de semnalizare pentru toate

IFN, clasice Janus kinaza-STAT (Jak-STAT) de semnalizare cale.În această cale, asociat

Jak’s cu receptorii IFN şi, în urma angajamentului receptorilor cu IFN, phosphorylate atât

STAT1 şi STAT2. Ca urmare, un factor de IFN-a stimulat gena 3 (ISGF3) forme

complexe - aceasta conţine STAT1, STAT2 şi un factor de transcripţie al treilea numit

IRF9 - şi se mută în nucleul celulei. In interiorul nucleului, se leagă ISGF3 complexe

pentru secvenţe de nucleotide specifice numite de IFN,a stimulat elemente de răspuns

(ISREs) în promotorii anumite gene, cunoscute sub numele de IFN ISG a stimulat gene.

Obligatorii în cazul în care complexele ISGF3 şi alte trasncriptional activate de IFN de

semnalizare pentru aceste elemente specifice de reglementare induce transcrierea acestor

gene.

Interferon-ul este o bază de date online întreţinută de ISGs

(www.interferome.org).Tipul I IFN poate induce expresia genelor fie cu ISRE sau

elemente de gaz, dar de inducţie gena de tip II IFN poate avea loc doar în prezenţa unui

gaze cu elemente.

În plus faţă de calea Jak-STAT, IFN pot activa mai multe cascade alte semnalizare. Atât

de tip I şi tip II IFN activeaza un membru al familiei CRK de proteine adaptor numit

CRKL, un adaptor nuclear pentru STAT5 care reglementează, de asemenea, de

semnalizare prin calea C3G/Rap1,de tip I IFN activa în continuare p.38 proteine kinaza.

Efecte antivirale şi antiproliferative specifice de tip. IFN-am rezulta din p.38 MAP

kinazei de semnalizare. Fosfatidilinozitol 3-kinazei (PI3K) de semnalizare cale este de

asemenea, reglementat atât de tip I şi tip II IFN. PI3K activeaza P70 S6-kinazei 1, o

enzimă care creşte sinteza proteinelor şi proliferare celulară; phosphorylates de proteine

ribozomale S6, care este implicată în sinteza proteinelor şi phosphorylates unei proteine

numite eucariote represor translaţională traducere iniţierea factor de proteine de legare 4E

1 (EIF4EBP1 ) pentru a dezactiva.

Rezistena virusului la interferon

Mulţi viruşi au evoluat pentru a rezista activitatii interferonului. Ei eluda răspunsul

IFN prin blocarea evenimentelor în aval de semnalizare care au loc după citokine se leagă

3

de receptorul său, prin prevenirea în continuare IFN producţie, precum şi prin inhibarea

funcţiilor de proteine care sunt induse de IFN [10 Virusi] care inhibă IFN, semnalizarea

inclusa encefalitei japoneze. Virus (SME), de tip 2 virusul dengue (DEN-2) şi viruşi din

familia herpesvirusului, cum ar fi virusul citomegalic uman (HCMV) şi herpesvirusului

sarcom Kaposi asociat.

Proteine virale afectate de IFN, semnalizarea include VEB antigenul nuclear 1 (EBNA1)

şi VEB antigen nuclear 2 (EBNA-2) de la virus Epstein-Barr, mare antigenul T

Polyomavirus, proteine E7 de papilomavirus uman (HPV), şi B18R proteine a virusului

vaccinia.Reducerea activităţii IFN-α poate preveni de semnalizare prin intermediul

STAT1, STAT2, sau IRF9 (cu infecţie SME).Sau prin calea Jak-STAT (ca DEN-2

infecţie). Mai multe poxviruses codifica receptorul solubil IFN omologii-ca o proteină

B18R de vaccinia virus care se leagă şi de prevenire a IFN interactiunea cu receptorul său

celular, împiedicând comunicarea între acest citokine şi celulele ţintă.

Unii viruşi pot codifica proteine care se leagă de ARN dublu catenar (dsRNA)

pentru a preveni activitatea kinaze proteine ARN-dependente; acesta este mecanismul de

reovirus adoptat folosind Sigma 3 alineatul (σ3), proteine, şi virusul vaccinia angajaţi de

utilizarea produsului de gena sa E3L gena.Capacitatea de interferon a indus producerea

de proteine din gene stimulate de interferon (ISGs) poate fi de asemenea

afectate.Producţia de proteine kinaza R, de exemplu, poate fi perturbat in celulele

infectate cu SME sau flavivirusuri. Unii viruşi scapa activităţile anti-virale de interferoni

de Gene mutaţie. Virusul gripal H5N1, de asemenea, cunoscut sub numele de gripa

aviara, are o rezistenta cu interferon şi citokine alte medicamente anti-virale, care este

atribuită o schimbare singur de aminoacizi la non-structurale de proteine 1 (ns1), deşi

mecanismul precis de modul în care această conferă imunitate este neclar.

Interferon therapy

4

Boli

Efectele imunitare de interferoni au fost exploatate pentru tratarea mai multor boli.

Agenţi care activeaza sistemul imunitar, cum ar fi mici molecule imidazoquinoline care

activeaza TLR7, pot induce IFN-α. Imidazoquinoline este ingredientul principal al Aldara

(Imiquimod) crema, un tratament aprobat în Statele Unite de către Food and Drug

Administration (FDA) pentru keratoza actinica, carcinom bazocelular superficial,

papilom şi a verucilor genitale externe

Interferon beta-1a şi interferon beta-1b sunt utilizati pentru tratamentul şi controlul

sclerozei multiple, o boala autoimuna. Acest tratament este eficient pentru încetinirea

progresiei bolii şi activitatea în recurent-scleroză multiplă şi reducerea atacurilor în

scleroză multiplă progresivă secundară.

Atât hepatita B si hepatita C este tratata cu IFN-α, adesea în combinaţie cu alte

medicamente antivirale.Unii dintre cei trataţi cu interferon au un răspuns virusologic

susţinut şi poate elimina virusul hepatitei. Tulpina cea mai dăunătoare - hepatita C

genotip I virus - poate fi tratat doar aproximativ 50% din timp, de către standard de

tratare grijă de interferon-α/ribavirin .Având în vedere tratamentul, arată biopsii reduceri

în leziuni hepatice şi ciroză. Unele dovezi care arată cu interferon, imediat după infecţie

poate preveni hepatită cronică C, cu toate că diagnosticarea precoce a infecţiei este

dificilă, deoarece simptomele fizice sunt rare la începutul anului infecţie cu hepatita C.

Controlul hepatită cronică C cu IFN este asociat cu carcinom hepatocelular redusă.

Administrat intranazal în doze foarte mici, interferonul este folosit pe scară largă în

Europa de Est şi Rusia ca o metodă de a preveni şi trata boli virale respiratorii, cum ar fi

raceala şi de gripă. Cu toate acestea, mecanismele de o astfel de acţiune de interferon nu

sunt bine înţelese, se consideră că dozele trebuiesc să fie mai mari pentru a avea un efect

5

asupra virusului. Deşi majoritatea oamenilor de ştiinţă de Vest sunt sceptici cu privire la

orice pretenţie de eficacitate bună,concluziile recente sugerează că interferonul aplicat

mucoasei poate acţiona ca un adjuvant împotriva virusului gripei.Un vaccin antigripal

care foloseste interferonul ca adjuvant este în prezent în studiile clinice, în SUA.

Mai multe tipuri diferite de interferon sunt acum aprobate pentru utilizarea la om.

De la 10.03.2009, MultiferonTM - cunoscute generic ca leucocite umane interferon-alfa

(HuIFN-alfa-Le) - au fost utilizate în 14 ţări europene. Acest medicament a fost aprobat

pentru tratamentul pacienţilor cu risc ridicat (stadiul IIB-III), melanomul cutanat, după 2

cicluri de tratament cu dacarbazina, în urma unui studiu clinic efectuat în Germania.

Istorie

În timpul cercetării pentru a produce un vaccin eficient mai mult pentru variola,

Yasu-ichi Nagano şi Yasuhiko Kojima - doi virusologi japonezi care lucrează la Institutul

de Boli Infectioase de la Universitatea din Tokyo –au observat inhibarea creşterii virale

într-o zonă de piele de iepure sau testicul anterior inoculat cu virus inactivat UV. Ei au

emis ipoteza că urmele "factorului de inhibare virale", a fost prezent în ţesuturile infectate

cu virusul şi a încercat pentru a izola şi caracterizează acest factor din omogenatele

tisulare. În 1954, aceste descoperiri au fost publicate într-o revistă franceză acum

cunoscuta sub numele de "Jurnalul de la Société de Biologie". După Nagano şi Kojima

este separat factorul viral inhibitor de particule virale prin ultracentrifugare, au confirmat

activitatea antivirală a durat 1 - 4 zile şi nu au rezultat din producerea de anticorpi;

descoperirile lor au fost publicate în 1958. Nagano nu a fost niciodata pe deplin apreciat

în comunitatea ştiinţifică, eventual, pentru că a fost tipărit în limba franceză, dar şi pentru

că sa în sistem in vivo a fost, probabil, prea complexe pentru a oferi rezultate clare în

caracterizarea şi purificarea de interferon.

Între timp, britanicii virologi Alick Isaacs şi Jean Lindenmann cercetător, la

Institutul Naţional de Cercetări Medicale din Londra, a observat un efect interferenţa

cauzat de virusul gripal inactivat termic asupra creşterii virusii gripali trăiesc în ouă de

pui membrana corioalantoidiene. Ei au publicat rezultatele acestora, atingerea largă

recunoaşterea, în 1957; in această lucrare au inventat termenul de "interferon", şi astăzi că

agentul specifice de interferenţă este cunoscut ca un "interferon de tip I".Majoritatea

6

creditelor pentru descoperirea de interferon merge la Isaacs şi Lindenmann, cu care nu

există nici o evidenţă ca Nagano vreodată care a făcut contactul personal de purificare de

interferoni nu a avut loc până în 1978. O serie de publicaţii din laboratoarele de Sidney

Pestka şi Waldman Alan între 1978 şi 1981, descrie de purificare de tip I interferoni IFN-

α şi IFN-β.Până la începutul anilor 1980, pentru aceste gene interferoni au fost clonate

care să permită - pentru prima dată - dovada definitivă că interferoni într-adevăr au fost

responsabili pentru interferează cu replicare virală.Gene de clonare, de asemenea, a

confirmat faptul că IFN-α a fost codificat de, nu o singură genă.Dar o familie de gene

care se raportează de tip II IFN (IFN-γ) genă a fost, de asemenea, izolat in jurul acestei

perioade.

Interferonul este o proteina sintetizata in mod normal in unele celule din organism,

avand rolul in special in apararea impotriva infectiilor bacteriene, virale si parazitare, si

cea anticanceroasa. Substanta antivirala sintetizata de celula gazda sub actiunea unui

virus, a unui acid nucleic viral sau, in mod normal exceptional, chiar a unui acid nucleic

normal. Este net diferita de anticorpi.

Interferonul este o proteina produsa in mod natural de celule sub actiunea virusurilor.

Eliberarea lui in circulatia sangvina determina producerea unor enzime care

contracareaza atacul viral. Din acest motiv, interferonul este considerat o posibila resursa

terapeutica in lupta cu virusurile. Actiunea sa in organism este antivirala si de modulare

imunologica.

Oamenii de stiinta au determinat existenta a trei grupe distincte de interferon, fiecare cu

mai multe tipuri, produse de celule diferite: leucocite, fibroblasti (celule ale tesutului

conjunctiv de forma stelata sau alungita), alte celule implicate in raspunsul de aparare

imuna.

Clasele identificate pana in prezent se numesc alfa, beta si gamma interferon. Initial

s-a considerat ca interferonii sunt specifici fiecarei specii, dar cercetarile au demonstrat

ca unele tipuri de interferon pot fi active si la nivelul altor specii.

Interferonul, singur sau in combinatie cu ribavirina, face parte din tratamentul

medicamentos in cazul hepatitei virale C, un proces inflamator al ficatului. Pentru a nu

inrautati starea ficatului, medicii recomanda limitarea consumului de alcool pe perioada

tratamentului.

7

Substanta a organismului dotata cu proprietati antivirale, anticanceroase si modulatoare

ale functiei imuni tare.

Interferonii fac parte din citokine, proteine mici secretate de diferite tipuri de celule, care

au o actiune regulatoare si stimulatoare a sistemului imunitar. Exista trei tipuri de

interferoni: interferonulalfa, produs de monocite; beta, de catre fibroblasti; gama, de catre

limfocitele T.

Interferonii, obtinuti prin inginerie genetica, sunt utilizati in tratamentul sarcomului lui

Kaposi din cadrul SIDA, in cel al hepatitei cronice si al unor cancere Ei sunt administrati

pe cale subcutanata sau intramusculara.

Efectele lor adverse depind de doza absorbita, dar ele sunt reversibile

Interferoniigama sunt pana la 300 ori mai eficace decat alte tipuri de interferoni, dar ei

reduc productia de anticorpi in organism, favorizand astfel suprainfectiile.

In schimb, toti interferonii suscita productia de autoanticorpi (anticorpi indreptati

impotriva insusi subiectului).

Exista mai multe tipuri de interferon:

- alfa 1,2 si 4 fiind cele mai utilizate in tratament;

- IFN-beta 2 larg utilizat in tratament;

- IFN-delta;

- IFN-epsilon;

- IFN-gamma -utilizat in tratament in unele situatii;

- IFN-kappa;

- IFN-lambda-1,2,3;

- IFN-omega;

- IFN-tau;

- IFN-zeta.

Interferonul alfa beta si omega sunt incadrate in tipul I de interferoni, iar

interferonul gamma in tipul II, fiind si cele mai utilizate in tratamentul curent al unor

boli.

Preparatele de interferon care se utilizeaza curent in terapie sunt urmatoarele:

Interferon Denumite comerciala

- Interferon alfa 2a Roferon A;

8

- Interferon alfa 2b Intron A;

- Interferon alfa leucocitar Multiferon;

- Interferon beta 1a lichid Rebif;

- Interferon beta 1a liofilizat Avonex;

- Interferon beta 1b Betaseron / Betaferon;

- Interferon alfa 2a pegilat Pegasys;

- Interferon alfa 2b pegilat PegIntron;

- Interferon gamma 1b Actimmune.

Obtinerea interferonilor.

Interferonii sunt produsi de celule specializate pentru lupta împotriva infectiilor

virale. Ei au fost descoperiti în 1957 de F.Isaacs si I.Lindenmann la Institutul National de

Cercetari Medicale de lânga Londra. Interferonii reprezinta niste substante proteice (din

146-166 de aminoacizi) si sunt produsi în cantitati infime de celula animala sau umana,

când un virus patrunde în organism.

Exista mai multe tipuri de interferoni: interferonul leucocitar (a), interferonul

fibroblastelor (ß) si interferonul limfocitelor T sau interferonul imun (?).

Ei pot fi obtinuti prin tehnici clasice (din celulele sanguine si din fibroblaste) si prin

tehnici de recombinare genica.

Pentru a obtine interferon din celulele sanguine sau din fibroblastele cultivate,

acestea sunt infectate cu un virus, iar dupa 24 de ore prin centrifugare si purificare se

izoleaza din mediul de cultura. Dintr-un litru de sânge se poate extrage pâna la 1 mkg

(10-3 grame) de interferon.

În 1980, savantii americani W.Gilbert si C.Weissmann si japonezul T.Taniguki au produs

interferonul uman cu ajutorul unor colibacili cu genomul modificat.

Celulele de E. coli nu pot transforma predecesorul interferonului în interferon activ, de

aceea, initial, complexul de ADN, format dintr-o regiune nucleotidica reglatoare si o

regiune ce determina structura interferonului, este supus actiunii enzimelor de restrictie,

care taie molecula de ADN aproximativ la frontiera acestor doua catene (genei

interferonului nu-i ajunge un triplet ATG). Codonul omis (ATG) este anexat prin sinteza

chimica.

9

Gena interferonului se încadreaza în continuare într-un plasmid, care se transfera în

E. coli. Astfel, colibacilii sintetizeaza interferonul uman. Dintr-un litru de suspensie de E.

coli (circa 1011 celule) se pot extrage pâna la 5 mg de interferon (adica de 5000 de ori

mai mult decât din 1 litru de sânge).

Tehnicile de inginerie genica permit obtinerea preparatelor hibride de interferon cu un

spectru larg de actiune

Interferonii (IFN) sunt proteine naturale produse de catre celule ale sistemului

imunitar de cele mai multe vertebrate, ca raspuns la provocarile de agenti straini, cum ar

fi virusi, paraziti si de celule tumorale. Interferonii apartin marii clase de glicoproteine

cunoscuta ca cytokine. Interferonii sunt produsi de o mare varietate de celule, ca raspuns

la prezenta dublu-helix ARN, un indicator-cheie de infectie virala. Interferonii asista

raspunsul imun prin inhibarea replicarii virale în celulele gazda, activarea celulelor

natural ucigase si macrofagelor , cresterea numarului de antigen de prezentare a

limfocitelor, determinand rezistenta celulelelor gazda la infectii virale.

10

11