Гамма-интерферон

В 1965 году Wheelock впервые установил, что лейкоциты человека способны синтезировать интерферон.

СИНТЕЗ

У человека ген, кодирующий гамма-интерферон (ИФН-γ), расположен в 12-й хромосоме. Клетками-продуцентами эндогенного гамма-интерферона являются Т-хелперы 0 и 1 типов (СD4), клетки иммунологической памяти (СD45РА), Т-киллеры (СD8), NК-клетки (СD16, CD56), дендритные клетки (CD23, СD35), В-лимфоциты (СD22, СD23).

Секреция ИФН-γ происходит под влиянием практически любых антигенов. Для образования ИФН-γ В-лимфоцитами необходим интерлейкин-1 (ИЛ-1). Интерлейкин-2 (ИЛ-2) индуцирует образование ИФН-γ NK-клетками. Человеческий ИФН-γ является гликопротеином и имеет 2 формы. После рибосомального синтеза аминокислотной последовательности образуется белковая часть с молекулярной массой 17000 дальтон, имеющая 2 потенциальных места связывания углеводов. Затем происходит процесс посттрансляционного гликозилирования и образуются гликопротеиды ИФН-γ с молекулярной массой 20000 и 25000 дальтон.

Рекомбинантный ИФН-γ, синтезируемый бактериями, не гликозилирован, но по биохимической активности близок к человеческому ИФН-γ, т. к. его активность обусловлена преимущественно белковой частью молекулы.

Благодаря рекомбинантной технологии стали доступны чистые препараты ИФН-γ. Из индуцированных лимфоцитов экстрагируется информационная РНК. С помощью фермента обратной транскриптазы создаётся комплиментарная ДНК, встраивающаяся в плазмиды. При помощи плазмид ген человеческого ИФН-γ переносится в бактерии, которые становятся продуцентами ИФН-γ.

РЕЦЕПТОРЫ

Уникальные рецепторы к ИФН-γ имеются на поверхности большинства клеток организма, но их экспрессия различна на различных клетках. Высокоаффинные рецепторы имеют Т и В-лимфоциты, NK-клетки, моноциты, макрофаги, фибробласты, нейтрофилы, эндотелиальные и гладкомышечные клетки. Например, на поверхности фибробласта человека имеется около 2500 рецепторов для ИФН-γ.

Константа связывания для рецепторов ИФН-γ равна 1-5·10^-8М.

ДЕЙСТВИЕ

При секреции ИФН-γ влияет как на саму секретирующую его клетку, так и на расположенные рядом клетки через γ-интерфероновые рецепторы. Взаимодействие ИФН-γ с рецепторами клеточной поверхности является первым необходимым этапом начала его действия. ИФН-γ может вызывать как защитные, так и патологические эффекты. Он индуцирует дифференцировку миелоидных клеток костного мозга, в результате которой они приобретают высокоаффинные Fcg-рецепторы для связывания мономерной формы IgG. На зрелых гранулоцитах ИФН-γ индуцирует экспрессию Fcg-рецепторов промежуточной аффинности, которые связывают только агрегированный IgG. ИФН-γ активирует и антителозависимую клеточную цитотоксичность (АЗКЦ) осуществляемую зрелыми гранулоцитами.

ИФН-γ является активатором макрофагов и усиливает их противоопухолевую активность. При инфицировании макрофага внутриклеточными паразитами ИФН-γ вызывает активацию макрофага, что приводит к гибели паразитов. Подавление внутриклеточных паразитов под действием ИФН-γ происходит и в немакрофагальных клетках.

ИФН-γ усиливает противоопухолевое действие цитотоксических лимфоцитов. Совместно с лимфотоксином, образуемым как СD4, так и СD8 лимфоцитами, ИФН-γ подавляет рост опухолевых клеток. Воздействуя на ядро клетки-мишени, ИФН-γ индуцирует на ней экспрессию рецепторов лимфотоксина. ИФН-γ повышает неспецифическую активность NK-клеток.

ИФН-γ является одним из факторов дифференцировки В-клеток. Он может либо усиливать, либо подавлять В-клеточный иммунный ответ, на поздних стадиях ИФН-γ усиливает секрецию иммуноглобулинов.

Очень важным действием ИФН-γ является усиление экспрессии молекул HLA I и II классов на клеточной поверхности, причём ИФН-γ быстрее индуцирует экспрессию молекул HLA DR и DP, чем DQ. Если усиление экспрессии молекул HLA I и II классов происходит на патологически изменённой клетке, она становится более доступной мишенью для последующего разрушения. Если это действие направлено на антигенпредставляющую клетку, то усиливается формирование иммунного ответа.

При вирусной инфекции ИФН-γ может вызывать значительные изменения поверхности клеточной мембраны, что приводит к нарушению прикрепления и проникновения вируса в клетку. ИФН-γ усиливает в клетке синтез фермента олигоаденилатсинтетазы. Олигоаденилатные полимеры активируют эндогенную эндонуклеазу, вызывающую разрушение иРНК и рРНК, нарушая внутриклеточный синтез вирусов. ИФН-γ усиливает образование фермента протеинкиназы, вследствие чего подавляется белковый синтез. ИФН-γ активирует остеокласты, усиливая резорбцию костной ткани.

ПРИМЕНЕНИЕ

Эффективная доза ИФН-γ находится в диапазоне 0,2-10000 МЕ в 1 мл крови, в зависимости от типа клеток, на которые направлено его действие. ИФН-γ применяют для лечения инфекционных, онкологических, аутоиммунных и аллергических заболеваний.

Применяют 3 схемы введения ИФН-γ: терапевтическую, профилактическую и смешанную. Дозу интерферона рассчитывают на кг массы тела или м² поверхности тела (1 мкг и 40 мкг соответствено). В 1 мкг рекомбинантного ИФН-γ содержится примерно 10⁴ МЕ. Вводить ИФН-γ можно подкожно, внутрикожно, внутримышечно, внутривенно, интраназально и местно. После внутримышечного введения пик уровня ИФН-γ достигает через 4-6 часов. Время полураспада ИФН-γ – 7-9 часов, но эффект его действия на клетки может сохраняться до 4 недель. Максимальная переносимая доза при внутримышечном введении – 10⁷ МЕ, при постоянном внутривенном введении – 10⁸ МЕ в сутки.

Терапевтическая схема применяется для лечения инфекций (Leishmania donovani, Micobacterium leprae, Toxoplasma gondii и др.). ИФН-γ вводят в дозах 50-400 мкг на м² поверхности тела в день, в течение 10-30 дней.

Профилактическая схема применяется для предотвращения оппортунистических инфекций при СПИДе, для профилактики инфекционных осложнений при хроническом грануломатозе и врождённых Т-клеточных иммунодефицитах. В этих случаях ИФН-γ вводят подкожно, в дозе 1,5 мкг на кг веса тела, от 3 раз в неделю до 1 раза в 4 недели, подбирая оптимальную кратность введений.

Смешанная схема введения ИФН-γ применяется главным образом для лечения онкологических заболеваний. Сначала ИФН-γ вводят ежедневно или через день, подкожно или внутримышечно или внутривенно, в течение 10-30 дней. Если есть возможность доставить ИФН-γ непосредственно к опухоли, то это наиболее предпочтительный вариант. Затем переходят на поддерживающее подкожное или внутримышечное введение ИФН-γ 1 раз в 1-4 недели, в течение 3-12 месяцев.

Не рекомендуется вводить ИФН-γ в дозах >10⁸ МЕ, по причине появления дозозависимой лихорадки с симптомами гриппа, которые возникают через несколько часов после подкожного введения или через 30-60 минут после внутривенного введения. Повторные введения ИФН-Υ сопровождаются анорексией, возникновением переутомления и недомогания, иногда признаками поражения центральной нервной системы (спутанность сознания, ступор, кома), хроническими головными болями и ортостатической гипотонией.

Введение ИФН-γ в больших дозах приводит к метаболическим нарушениям в виде гиперкалиемии, гипо- или гиперкальциемии, небольшого повышения уровней мочевины и креатинина. Увеличиваются уровни аспарагиновой аминотрансферазы, γ-глютамилтранспептидазы и щелочной фосфатазы. У некоторых больных может развиваться алопеция. Применение ИФН-γ в дозах

Знания о многочисленных эффектах гамма-интерферона позволяют рационально его использовать для лечения и профилактики различных заболеваний. Продолжение здесь.