Как интерфероны защищают нас от вирусов: открытие и применение

Открытие ИФН А. Айзексом и Д. Линденманном в середине ХХ в. cтало одним из великих открытий в вирусологии. Первоначальное любопытство к ИФН как своеобразному биологическому феномену вскоре переросло в стойкий, все возрастающий интерес, связанный, прежде всего, с универсально широким спектром антивирусной активности этих белков. Как оказалось, система ИФН не имеет ни специализированных клеток, ни тем более органов, она существует в каждой ядросодержащей клетке, которая может быть заражена вирусом и имеет систему распознавания и элиминации чужеродной генетической информации.

Позже было доказано, что синтез и функционирование интерферонов являются важным механизмом врожденного и приобретенного иммунитета, принимают участие в провоспалительном и противовоспалительном каскаде цитокинов и играют важную роль в иммунологическом надзоре за злокачественными клетками.

К настоящему времени доказано, что ИФН-система включается на общий сигнал клеточного стресса, в том числе на повреждение ДНК, и запускает различные молекулярные пути для восстановления клеточного гомеостаза. Первой линией естественной защиты против патогенов является усиление продукции ИФН.

ИФН сгруппированы в 2 типа — I, II .

ИФН I типа включают в себя ИФН-α, которые подразделяются на 13 различных подтипов: ИФН-α1, -α2, -α4, -α5, -α6, -α7, -α8, -α10, -α13, -α14, -α16, -α17 и -α21. Индивидуальные белки имеют молекулярную массу 19–26 кДа и состоят из 156–166 или 172 аминокислот.К I типу ИФН относится также ИФН-β, который представляет гликопротеин (20 кДа) и состоит из 166 аминокислот. Его широко применяют для лечения больных рассеянным склерозом, активным гепатитом В, вирусными энцефалитами, герпетической инфекцией, для больных с локальными опухолями, а также c такими злокачественными опухолями как карцинома головы и шеи, карцинома молочной железы и шейки матки, злокачественная меланома и др. II тип включает интерферон γ. Он продуцируется Т-лимфоцитами и естественными киллерами после антигенной стимуляции.

Интерферон синтезируется клетками постоянно, его концентрация в крови в норме мало меняется. Однако продукция ИФ усиливается при заражении клеток вирусами или действии его индукторов - интерфероногенов (вирусной РНК, ДНК, сложных полимеров). Важно отметить, что повышение продукции ИФН I типа, в частности ИФН-α, наблюдается через 30-40 минут после вирусного внедрения в клетку, при этом, в периферической крови увеличение концентрации этого цитокина можно определить уже через 2-8 часов от начала вирусной атаки. Следовательно, ИФН является первым, генетически-детерминированным фактором иммунного ответа, проявляющим свою активность буквально с первых минут и часов от начала инфекционного процесса: ИФН-α стимулирует активность макрофагов и NRклеток, подавляет пролиферацию Т и В-лимфоцитов.

В настоящее время интерфероны (как лейкоцитарные, так и рекомбинантные) и интерфероногены широко применяются в клинической практике для профилактики и лечения острых вирусных инфекций (грипп), а также с терапевтической целью при хронических вирусных инфекциях (гепатиты В, С, герпес, рассеянный склероз и др.). Поскольку интерфероны обладают не только противовирусной, но и противоопухолевой активностью, они применяются также для лечения онкологических заболеваний.

Известно, что в основе патогенеза коронавирусной инфекции , вызванной SARS-CoV-2 отмечается подавление продукции и синтеза интерферона за счет повреждения эпителиальных клеток, в результате чего они не могут продуцировать интерферон-альфа. Нарушение продукции ИФН-альфа при тяжелом течении COVID-19 может привести к дисбалансу в провоспалительных и восстановительных функциях макрофагов дыхательных путей: у пациентов, умерших от COVID-19 наблюдалось накопление провоспалительных макрофагов на фоне дефицита восстанавливающих макрофагов в легких. Этот факт имеет множество последствий для организма. Чтобы не допустить этого, рекомендовано проводить заместительную терапию с помощью препаратов на основе интерферона альфа, которые позволяют восполнить дефицит. Препараты на основе интерферона альфа особенно должны быть эффективны на ранних этапах, пока инфекция не спустилась в нижние отделы дыхательных путей. По результатам исследований, профилактическое введение ИФН, которое вызывает предсуществующее противовирусное состояние в клетках-мишенях, может блокировать вирусную инфекцию на самой ранней стадии.

Современная фармацевтическая и иммунобиологическая промышленность предлагает широкий спектр препаратов собственно эндогенного интерферона и его индукторов.

Одним из известных отечественных препаратов рекомбинантного ИФН α-2b является Виферон. Он выпускается в трех лекарственных формах – ректальных суппозиториях, а также в форме мази и геля. Авторами ряда исследований установлено корригирующее влияние препарата Виферон на процессы интерферонообразования. Так, наблюдалось исчезновение сывороточного интерферона и спонтанной продукции интерферона лейкоцитами, усиление синтеза ИФН-γ, нормализация уровня продукции ИФН-α. Терапевтическое действие препарата ВИФЕРОН обеспечивается не только входящим в его состав рекомбинантным ИФН α-2b, но и комплексом антиоксидантов, которые представлены ацетатом токоферола и аскорбиновой кислотой. Данные мембраностабилизирующие компоненты оказывают нормализующее действие на перекисное окисление липидов (ПОЛ) и усиливают антиокислительную активность плазмы крови (АОА), что влияет на процессы ускоренной инактивации и катаболизма эндогенного ИФН. Доказано, что использование антиоксидантов в 10-14 раз повышает противовирусную активность рекомбинантного ИФН α-2b.