Gli interferoni ricombinanti sono un gruppo di farmaci antivirali utilizzati per scopi terapeutici e profilattici. Queste proteine biologicamente attive sono sintetizzate naturalmente nelle cellule umane in risposta alla penetrazione di agenti estranei. Nella medicina moderna, questi farmaci sono riconosciuti come i più efficaci e sicuri per il trattamento delle malattie virali.
Classificazione
In microbiologia, ci sono più di 20 tipi di interferoni (IFN), che differiscono per proprietà e struttura biologica. I farmaci basati su di essi sono classificati come segue:
- Per tipo di principio attivo: o alfa-interferone (o leucocita); o beta-interferone (fibroblasto); o gamma-interferone (immune); o interferone lambda.
- Secondo il metodo per ottenere: o naturale, ottenuto da leucociti del sangue umano; o interferone umano ricombinante, prodotto sinteticamente (mediante ingegneria genetica).
Gli interferoni alfa e beta sono combinati nella famiglia Itipo a causa della somiglianza delle loro funzioni nel corpo e delle stesse sequenze di amminoacidi. Gli interferoni gamma e lambda sono isolati rispettivamente in tipi separati II e III. La prima generazione di proteine naturali presentava un grosso inconveniente: richiedevano l'uso di materie prime scarse (sangue del donatore) e un alto grado di purificazione dalle proteine estranee. Ciò ha portato al loro alto costo e bassa efficienza. Gli alfa-interferoni ricombinanti occupano attualmente una posizione di primo piano tra i farmaci di questo tipo in termini di grado di studio e ampiezza di applicazione nella pratica medica.
Caratteristiche
Oltre alla classificazione di cui sopra, queste proteine differiscono nei sottotipi. Quindi, la categoria degli interferoni alfa 2 ricombinanti comprende almeno 24 sottotipi che differiscono l'uno dall' altro in 24 geni. Non sono completamente identici nella struttura primaria.
A differenza degli interferoni alfa, la modifica beta è codificata da un solo gene noto. Entrambi i tipi di proteine sono attivati dai virus e utilizzano gli stessi recettori nel loro meccanismo d'azione su altre cellule.
Il sottotipo di interferone alfa-2b ricombinante umano differisce dall'alfa-2a per due residui di amminoacidi nella struttura. Il resto (e ce ne sono più di cento in totale) è lo stesso. Pertanto, le malattie per cui vengono utilizzate, così come gli effetti collaterali, sono le stesse, ma la reazione dell'organismo (produzione di anticorpi) è diversa.
Anche gli interferoni naturali dei leucociti sono classificati in base al grado di purificazione:
- Nativo, caratterizzato da pulizia superficiale eil più vicino possibile alla materia prima originale. Hanno il maggior potenziale di effetti immunobiologici.
- Concentrato, altamente purificato. Sono usati più spesso nei casi in cui deve essere somministrata una grande dose singola. L'omogeneità della composizione di questi preparati raggiunge il 90%.
- Combinato. Si ottengono con metodi di pulizia delicati. La presenza di citochine aggiuntive rende difficile standardizzare queste sostanze. Allo stesso tempo, a causa di questo fattore, hanno un maggiore effetto immunomodulatore, che contribuisce all'ampliamento del loro campo di applicazione.
L'interferone umano ricombinante contiene una proteina monospecifica. Appartiene a uno dei sottotipi. Il tipo b1a nelle preparazioni di interferone alfa ricombinante è caratterizzato da una forma glicosilata (aggiunta non enzimatica di residui di zucchero a molecole proteiche organiche) e b1b non è glicolato. Tali interferoni hanno una composizione omogenea per il 98%.
Queste caratteristiche delle proteine naturali e sintetizzate artificialmente determinano la differenza nel loro campo di applicazione. Gli interferoni ricombinanti hanno effetti antivirali e antitumorali predominanti. In natura è immunomodulante, ed è presente anche una maggiore attività contro le patologie batteriche e purulento-settiche.
Preparazioni di interferone ricombinante
I farmaci più utilizzati di questo gruppo di medicinali sono i seguenti:
- alfa 2a interferone: "Reaferon","Viferon", "Roferon", "Interal";
- interferone alfa 2b: "Intron-A", "Laifferon", "Peginterferon", "Infagel", Inrek;
- interferone alfa 2c: "Berofor";
- beta-interferone: "Interferone-beta-1a", "Fron", "Rebif", "Avonex", "Betaseron", "Betaferon";
- gamma-interferone: "Aktimmun", "Gammaferon", "Ingaron", "Imukin".
Malattie
Gli interferoni ricombinanti sono attivi nel trattamento di malattie quali:
- patologie dermatologiche: herpes genitale, verruche, condilomi, papillomatosi, fuoco di Sant'Antonio;
- malattie oftalmiche: infiammazione della cornea dell'occhio causata da infezione erpetica o da adenovirus (riduzione della durata della malattia, aumento dei periodi intercorrenti);
- malattie infettive acute delle prime vie respiratorie: influenza, SARS (prevenzione di emergenza per le persone a rischio, oltre che per scopi medici);
- patologie del sistema epatobiliare: epatite virale B, C in forma acuta e cronica (effetto clinico pronunciato, riduzione della mortalità fino al 60%);
- AIDS: normalizzazione dell'immunità, riduzione della gravità della malattia in più della metà dei pazienti; ridotto rischio di sarcoma di Kaposi correlato all'AIDS;
- altre patologie: CMVI (infezione da citomegalovirus), che si verifica sullo sfondo di stati di immunodeficienza (gli interferoni sono usati per la suaprevenzione), nonché dopo le operazioni di trapianto; panencefalite sclerosante (infiammazione del cervello).
Questi preparati sono caratterizzati da uno spettro universale di attività antivirale. A differenza degli agenti chemioterapici, non portano all'emergere di forme resistenti di agenti patogeni, ma influenzano i fattori dell'immunità innata e naturale.
Cronologia delle scoperte
Gli interferoni sono stati scoperti quasi 50 anni fa. I primi farmaci sono stati ottenuti dal sangue dei donatori. Per fare questo, i globuli sono stati trattati con virus, dopo di che hanno iniziato a produrre proteine con proprietà protettive. L'interferone così ottenuto era molto efficace, ma la sua produzione su larga scala era ostacolata dalla scarsità di materie prime. Ad esempio, per ottenere la quantità di farmaco necessaria per curare 1 malato di cancro, è stato necessario raccogliere il sangue di 200 donatori.
A metà degli anni '80 del XX secolo sorsero i primi prerequisiti per ottenere interferoni sintetici ricombinanti. Il rapido sviluppo dell'ingegneria genetica in questi anni ha portato alla creazione di una nuova tecnologia: l'introduzione del gene appropriato nelle colonie di cellule batteriche di Pseudomonas putida che possono moltiplicarsi rapidamente. Ciò ha consentito la sintesi dell'interferone alfa 2b ricombinante umano su scala industriale. Il primo farmaco creato in URSS si chiamava Reaferon.
Negli anni successivi sono stati condotti studi approfonditi sugli animali su questo farmacooggetto di proprietà teratogene e tossiche. I test hanno confermato la sua sicurezza per il feto e l'assenza di differenze tra gli effetti collaterali dell'interferone sintetizzato artificialmente e quello naturale.
Più tardi, i batteri E. coli iniziarono ad essere utilizzati per ottenere l'interferone ricombinante, poiché producono questa sostanza più velocemente. Il primo farmaco ottenuto sulla loro base fu chiamato "Reaferon-EC" (dall'abbreviazione del nome latino di questo microrganismo Escherichia coli). Questi batteri sono utilizzati anche nella produzione più moderna di interferoni ricombinanti.
Principio di funzionamento
Gli interferoni sono una sorta di mediatori biologici che attivano il sistema immunitario umano. Contribuiscono al riconoscimento e alla soppressione delle informazioni genetiche aliene. Con l'introduzione di virus nella cellula, dopo pochi minuti, il numero di agenti patogeni aumenta molte volte. Si diffondono ulteriormente, colpendo le cellule sane e moltiplicandosi di nuovo. Questo processo si verifica particolarmente rapidamente nella fase iniziale della malattia, poiché durante questo periodo il corpo umano non è in grado di produrre la quantità necessaria di interferone.
Grazie a queste proteine si innesca la sintesi di numerosi enzimi, anticorpi e altri componenti della difesa immunitaria. Di conseguenza, le cellule diventano immuni ai virus. Si distinguono anche i seguenti meccanismi, in cui sono coinvolti gli interferoni:
- stimolazione dei macrofagi, loro attivazione per assorbire le cellule colpite non vitali;
- inibizione della crescita e distruzione di cellule anormali(effetto antitumorale);
- impatto sugli immunociti (linfociti prodotti nel midollo osseo) - le principali cellule del sistema immunitario: cellule NK, linfociti T, monociti, macrofagi e granulociti; stimolazione della loro citotossicità non specifica;
- attivazione della sintesi di proteine che aumentano la resistenza delle cellule agli agenti estranei, il trasferimento di queste proteine alle cellule vicine;
- avvio di una cascata di reazioni che stimolano la produzione di fattori antinfiammatori (effetto antinfiammatorio);
- attivazione della sintesi del proprio IFN, che riduce i tempi di recupero.
Un'azione antivirale particolarmente brillante è tipica degli interferoni ricombinanti alfa 2b, 2a e beta. Bloccano la produzione di proteine virali e impediscono la riproduzione di agenti patogeni. Uno degli importanti vantaggi dei farmaci basati su di essi è la tossicità minima e la possibilità di prescrizione durante l'infanzia.
Sintesi
L'ottenimento di interferoni ricombinanti avviene per fasi:
- isolamento dell'RNA messaggero dopo l'attivazione della produzione di interferone in coltura batterica;
- sintesi di DNA complementare basato sull'RNA;
- incorporare il DNA ottenuto nella fase precedente nei vettori plasmidici - molecole di DNA extracromosomiche capaci di copiarsi indipendentemente all'interno delle cellule batteriche e responsabili della produzione di proteine;
- ottenere DNA ricombinante;
- sintesi di cloni di microrganismi che producono interferone;
- riproduzione di battericolture su un mezzo nutriente;
- isolamento delle cellule batteriche mediante centrifugazione;
- precipitazione delle proteine di interferone dalla soluzione;
- purificazione dell'interferone ricombinante mediante cromatografia di affinità o altri metodi.
La propagazione della coltura di cloni avviene in condizioni industriali nei reattori e le fasi precedenti - nei laboratori. Gli IFN ricombinanti sono prodotti al di fuori del corpo umano, il gene dell'interferone umano è incorporato nel loro materiale genetico.
Ci sono diverse colture batteriche da cui si ottengono queste proteine. Di seguito è riportato di cosa è composto l'interferone alfa 2b ricombinante:
- Escherichia coli (l'accumulo del prodotto avviene a livello intracellulare);
- batterio del fieno Bacillussubtilis (che rilascia interferoni nell'ambiente);
- Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa;
- funghi lievito Saccharomycopsis fibuligera.
L'ultimo tipo di produttori presenta i seguenti vantaggi rispetto agli altri:
- possibilità di utilizzare supporti culturali economici;
- facile separazione durante la separazione;
- prestazioni di processo elevate (più di 10 volte rispetto ad altri);
- il processo di aggiunta di gruppi di carboidrati, simile nel meccanismo a quello delle cellule animali.
Moduli di emissione
Gli interferoni ricombinanti 2b, 2a e beta sono disponibili nelle seguenti forme di dosaggio:
- soluzioni iniettabili;
- liofilizzato;
- gocce e film perocchio;
- soluzioni orali;
- candele e microclisteri per somministrazione rettale e vaginale;
- unguenti;
- gel;
- pillole;
- aerosol;
- vescicole sferiche (liposomi).
Alfa IFN ricombinante
Gli alfa-interferoni sintetici sono completamente coerenti con le proteine naturali. Svolgono un ruolo importante nell'innescare la risposta immunitaria nel corpo umano, attivano la produzione di importanti citochine, mediano tra immunità innata e adattativa e forniscono "memoria" immunologica.
La tabella seguente mostra le caratteristiche principali di alcune preparazioni di interferone ricombinante di questo tipo:
| Nome | Tipo | Modulo di emissione | Indicazioni |
| "Reaferon-ES" | Alfa 2a | Liofilizzato per soluzione iniettabile e uso topico, fiale e flaconcini |
Adulti:
Bambini di età superiore a 1 anno:
|
| "Viferon" | Alfa 2a | Supposte rettali |
Adulti e bambini:
Nei neonati:
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| "Roferon-LA" | Alfa 2a | Tubo della siringa |
Patologie virali:
Disturbi del sistema linfatico:
Tumori:
|
| "Interal-P" | Alfa 2a | Liofilizzato per soluzione iniettabile |
Adulti:
Bambini:
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| "Intron-A" | Alfa 2b | Soluzione per iniezioni endovenose e s/c |
Malattie virali e maligne:
|
| "Laifferon" | Alfa 2b | Soluzione per iniezione intramuscolare e instillazione nell'occhio | Simile a "Interal-P" |
| "Infagel" | Alfa 2b | Gel in tubetto per uso esterno | Trattamento dell'herpes, prevenzione dell'influenza e della SARS |
| "Rialdiron" | Alfa 2b | Liofilizzato per somministrazione IM e IV | Malattie descritte per Intron-A, così come encefalite da zecche, micosi fungoide e sindrome di Cesari |
| "Berofor" | Alfa 2c | Collirio in pipette capillari | Infezioni oculari virali |
Droghe del nuovogenerazioni sono pegilati (o coniugati) alfa-IFN, che sono caratterizzati da un'azione prolungata. Mostrano un'elevata efficienza nel trattamento dell'epatite virale. Questi includono Pegasys (IFN-α-2a) e Pegintron (interferone ricombinante umano 2b).
Beta-IFN ricombinante
Tra i beta-interferoni, si distinguono attualmente 2 sottotipi: b1a (glicosilato) e b1b (non glicolato). Oltre agli effetti antivirali e immunomodulatori, colpiscono il sistema nervoso e sono usati per trattare la sclerosi multipla. I farmaci vengono somministrati per via sottocutanea o intramuscolare. È stato clinicamente dimostrato che la riduzione della frequenza delle esacerbazioni della malattia si verifica di quasi un terzo, ma non ci sono ancora criteri chiari per valutarne l'efficacia.
Il meccanismo d'azione di tali farmaci si basa sui seguenti fenomeni:
- Legame degli interferoni con specifici recettori sulla superficie cellulare, attivando così la produzione di proteine con effetti antivirali, antitumorali, antinfiammatori.
- Diminuzione del numero di nuovi focolai di lesioni sclerotiche cerebrali e alterazioni atrofiche nei suoi tessuti (confermato dai dati MRI).
- Inibizione della divisione dei leucociti e della loro migrazione nell'area dell'infiammazione riducendo la produzione di enzimi proteolitici.
- Aumento della degradazione dell'interferone gamma, che svolge un ruolo importante nello sviluppo della sclerosi multipla.
Gamma ricombinante-IFN
In Russia, l'interferone gamma ricombinante è più ampiamente prodotto come parte del farmaco "Ingaron". È usato nel trattamento di malattie come:
- influenza (compresa l'influenza suina);
- otite media (forma aerosol del farmaco);
- malattia granulomatosa;
- osteopetrosi (osteosclerosi familiare congenita);
- epatite virale cronica B, C;
- AIDS;
- tubercolosi polmonare;
- patologie oncologiche;
- infezioni urogenitali;
- herpes genitale e fuoco di Sant'Antonio;
- HPV;
- prostatite cronica.
La forma aerosol di interferone gamma ricombinante umano viene utilizzata anche per la prevenzione dell'influenza (irrigazione del naso e del rinofaringe). Questa sostanza blocca la produzione di polipeptidi responsabili dello sviluppo di alterazioni fibrotiche nel fegato e nel tessuto polmonare.
Effetti collaterali
Quando trattata con interferoni alfa e gamma, la sindrome simil-influenzale è spesso indicata come effetti collaterali. Include funzionalità come:
- aumento della temperatura corporea;
- mal di testa e dolori muscolari;
- freddo;
- debolezza.
Questi sintomi di solito compaiono durante la prima o la seconda settimana di trattamento. Possono essere eliminati riducendo il dosaggio.
I seguenti effetti collaterali sono meno comuni:
- indigestione;
- deterioramento del sonno;
- trombocitopenia;
- diminuzione del livello dei leucociti insangue;
- intossicazione da ormone tiroideo.
Quando si assumono beta-interferoni, possono verificarsi anche i seguenti fenomeni negativi:
- ipertensione;
- tachicardia;
- aritmia;
- angoscia;
- insufficienza cardiaca;
- diminuzione dell'intelligenza;
- disturbi mentali - depressione, ideazione suicidaria, depersonalizzazione, crisi epilettiche.
