Ѕиотех√лавна€–≈ ќ‘≈–ќЌџќб интерферонах

ќЅ »Ќ“≈–‘≈–ќЌј’



÷итокины. ¬ семейство цитокинов вход€т интерлейкины, интерфероны, хемокины, ростовые и колониестимулирующие факторы, представл€ющие собой сигнальные полипептидные молекулы иммунной системы. ќблада€ широким спектром биологической активности, они определ€ют не только адекватный уровень иммунного ответа, но и регулируют взаимодействи€ главных интегративных систем организма - нервной, иммунной и эндокринной.

—труктура и механизм действи€ большинства цитокинов охарактеризованы достаточно полно. Ѕлагодар€ использованию методов генной инженерии и современной биотехнологии многие цитокины в насто€щее врем€ производ€тс€ в виде рекомбинантных препаратов, идентичных эндогенным молекулам, в количестве достаточном дл€ их клинического применени€.

ћногие микроорганизмы Ц бактерии, дрожжи, вирусы Ц используютс€ в качестве реципиентов чужеродного генетического материала с целью получени€ рекомбинантных штаммов Ц продуцентов биотехнологической продукции. “ак получены рекомбинантные штаммы ≈. coli, продуцирующие интерфероны, инсулин, гормоны роста, разнообразные антигены; штаммы ¬.subtilis, вырабатывающие интерферон; дрожжи, продуцирующие интерлейкины и др.

»спользование рекомбинантных цитокинов, обеспечивающих адекватную и целенаправленную медикаментозную коррекцию иммунных дисфункций, повышает эффективность иммунотерапии и лечени€ в целом. ¬водимые в организм цитокины восполн€ют дефицит эндогенных регул€торных молекул и полностью воспроизвод€т их эффекты. Ёто особенно важно в услови€х т€желой или хронической патологии, когда применение традиционных иммуномодул€торов или индукторов синтеза цитокинов бесполезно из-за истощени€ компенсаторных возможностей иммунной системы. ¬ насто€щее врем€ терапи€ рекомбинантными цитокинами €вл€етс€ одним из наиболее перспективных и посто€нно расшир€ющихс€ направлений иммунофармакологии.

ќсобое место в свете современных представлений о молекул€рных механизмах иммунных реакций принадлежит интерферону гамма (далее Ц интерферон-y, IFN-y) Ц регул€торному цитокину иммунного ответа.

Ќа основе рекомбинантного IFN-y создан препарат –≈ ќ‘≈–ќЌЃ √јћћј. –екомбинантный IFN-y в организме животных и человека при терапии и профилактике заболеваний различной этиологии обеспечивает адекватную и целенаправленную медикаментозную коррекцию иммунных дисфункций, восполн€€ дефицит эндогенных регул€торных молекул и полностью воспроизвод€ их эффекты. ¬ысока€ иммунокорригирующа€ эффективность, прогнозируемость и селективность его действи€ обусловлены наличием на клетках специфических рецепторов, и существованием природных механизмов его элиминации. Ћекарственные препараты на основе рекомбинантного IFN-y €вл€ютс€ мощными средствами патогенетической иммуно-ориентированной терапии и обладают как пр€мым замещающим действием, так и оказывают различные индуктивные эффекты. ¬ насто€щее врем€ они наход€т широкое применение в лечении инфекционных, онкологических и некоторых других заболеваний животных.

 


 Ћј——»‘» ј÷»я » –ќЋ№ »Ќ“≈–‘≈–ќЌќ¬


” млекопитающих, птиц, рептилий и рыб обнаружены противовирусные вещества широкого спектра действи€ Ц интерфероны. ¬первые они были обнаружены при изучении вирусной интерференции, когда животное, зараженное одним вирусом, устойчиво к заражению другим неродственным вирусом.

»нтерфероны (IFN, »‘Ќ) - общее название, под которым в насто€щее врем€ объедин€ют р€д биологически активных белков или гликопротеидов со сходными свойствами, синтезируемых клетками организма в процессе защитной реакции в ответ на вторжение чужеродных агентов: вирусную инфекцию или антигенное воздействие. Ѕлагодар€ интерферонам клетки станов€тс€ невосприимчивыми по отношению к вирусу. ќпредел€емый в качестве интерферона фактор должен быть белковой природы, обладать антивирусной активностью по отношению к разным вирусам, опосредованной клеточными метаболическими процессами, включающими синтез –Ќ  и белка.

»нтерфероны - мультигенное семейство индуцибельных цитокинов, обладающих разнообразными функци€ми, включающими противовирусную, антипролиферативную, противоопухолевую и иммуномодулирующую.

¬ насто€щее врем€ известно более 20 интерферонов, различающихс€ по структуре, биологическим свойствам и преобладающему механизму действи€. IFN подраздел€ют на три типа:

  • “ип I - известный как вирусный интерферон, включает IFN-a (лейкоцитарный, синтезируетс€ активированными моноцитами и ¬-лимфоцитами), IFN-b (фибробластный, синтезируетс€ фибробластами и эпителиальными клетками, макрофагами), IFN-w, IFN-k;
  • “ип II - известный как иммунный, включает IFN-y (синтезируетс€ активированными “-лимфоцитами и NK-клетками);
  • “ип III - был обнаружен позже типа I и типа II, информаци€ о нем свидетельствует о важности IFN типа III в некоторых видах вирусных инфекций.

ѕервому типу (IFN-a, IFN-b), главным образом, присущи антивирусный и антипролиферативный эффекты, в меньшей степени - иммуномодулирующий. ќни вырабатываютс€ непосредственно после встречи с патогеном, их действие направлено на локализацию возбудител€ и предотвращение его распространени€ в организме. √лавное действие IFN-b локальное, направленное на предотвращение распространени€ возбудител€ инфекции из места его внедрени€. ≈сли не происходит инактиваци€ инфекционного агента в месте внедрени€, и он циркулирует в организме, его контакт с лимфоцитами и макрофагами индуцирует выработку IFN-a. ѕоследний быстро распростран€етс€ током крови и проникает в окружающие ткани, поскольку его главной функцией €вл€етс€ защита отдаленных органов. Ёти интерфероны осуществл€ют раннюю и неспецифическую защиту организма от инфекционного агента.

√лавное действие интерферонов второго типа (IFN-y) - участие в реакци€х иммунитета. ќн начинает вырабатыватьс€ на последующих этапах инфекционного процесса уже сенсибилизированными “-лимфоцитами и активно участвует в каскаде специфического иммунного ответа.

¬ирусные интерфероны индуцируютс€ в процессе вирусной инфекции, а синтез интерферонов II типа (IFN-y) индуцируетс€ митогенными или антигенными стимулами. Ѕольшинство типов вирусоинфицированных клеток способно синтезировать IFN-a/b в клеточной культуре. ¬ противоположность этому IFN-y синтезируетс€ только некоторыми клетками иммунной системы, включа€ естественные киллерные (NK) клетки, CD4 “-клетки и CDS цитотоксические супрессорные клетки.

¬иды и свойства интерферонов представлены в таблице 1.

 

“аблица 1. ’арактеристика различных видов интерферонов

’арактеристика IFN-a IFN-b IFN-y
’имическое строение ѕротеин √ликопротеин √ликопротеин
ћолекул€рный вес, кƒа 17,5-23,0 23,0 20,0-23,0
„исло кодирующих генов более 20 1 1
 оличество подтипов по крайней мере,
22 у человека,
еще несколько определены у животных
1 1
‘ункциональна€ форма мономер димер димер
 ислотоустойчивость ≈сть ≈сть Ќет
»ндукторы ¬ирусы
(–Ќ  > ƒЌ ),
¬-митогены
¬ирусы
(–Ќ  > ƒЌ ),
¬-митогены
јнтигены,
“-митогены
ќсновные источники ћоноциты,
¬-лимфоциты
Ёпителиоциты, моноциты “-лимфоциты,
NK-клетки
ћеханизм действи€ ”гнетает синтез белка ”гнетает синтез белка ”силивает антигены ћЌ—; активизирует цитотоксические “-клетки, макрофаги и NK-клетки

 

 


ћ≈’јЌ»«ћ ƒ≈…—“¬»я »Ќ“≈–‘≈–ќЌќ¬


ѕ–ќ“»¬ќ¬»–”—Ќќ≈ ƒ≈…—“¬»≈

»нтерфероны не действуют непосредственно на вирус. ѕод их вли€нием клетка становитс€ резистентной к инфекции. »нтерфероны €вл€ютс€ первой линией защиты от вирусной инфекции, поскольку начинают вырабатыватьс€ сразу же после контакта с вирусом. ѕри этом выраженность ответа пр€мо пропорциональна заражающей дозе.

¬ покое нормальные клетки содержат незначительное количество IFN, поскольку гены, кодирующие их, не транкрибируютс€. “ранскрипци€ начинаетс€ после контакта клетки с соответствующим индуктором. »ндукторами IFN-a и -b €вл€ютс€ вирусы, –Ќ  (особенно двунитева€), липополисахариды (LPS), компоненты некоторых бактерий. —реди вирусов наиболее сильными индукторами интерферонов €вл€ютс€ –Ќ -геномные. ƒЌ -содержащие вирусы - слабые индукторы (за исключением поксвирусов). »ндукторами IFN-y выступают антигены и “-митогены.

Ѕлокада транскрипции генов, кодирующих IFN, осуществл€етс€ за счет выработки клеткой белка-супрессора, св€зывающего на цепи нуклеиновых кислот область, контролирующую транскрипцию данных генов.  роме того, дл€ запуска транскрипции необходим белок-активатор, разблокирующий и активирующий эту зону. »ндукторы IFN могут вли€ть как на угнетение вы-работки белка-супрессора, так и на активацию синтеза белка-активатора. јктиваци€ генов приводит в действие синтезирующую белок систему клетки, в результате чего осуществл€етс€ синтез и секреци€ IFN.

¬ результате св€зывани€ молекул IFN со специфическими интерфероновыми рецепторами на поверхности клеток происходит активаци€ группы генов (локализованных у человека в 21-й хромосоме). Ётот процесс сопровождаетс€ формированием более 20 новых внутриклеточных белков, способствующих возникновению резистентности к вирусам. ќсновными из них €вл€ютс€ два - 2',5',-олигоаденилатсинтетаза и протеинкиназа. 2',5',-олигоаденилатсинтетаза представл€ет собой фермент, конвертирующий аденозинтрифосфат (ј“‘) в 2',5',-олигоаденилат. ѕоследний активирует –Ќ -азу L, котора€ приводит к повреждению как клеточной, так и вирусной –Ќ . «а счет инактивации фактора elF-2 (пролонгирующего фактора) протеинкиназа инактивирует удлинение пептидных цепей вирусных белков.

“аким образом, под воздействием IFN в клетке синтезируетс€ два фермента, один из которых расщепл€ет вирусную –Ќ , а другой тормозит синтез вирусных белков. ¬ результате новые вирусные частицы либо вовсе не формируютс€, либо их число уменьшаетс€ в дес€тки или сотни раз.

ѕод вли€нием IFN повреждаетс€ и синтезирующа€ белок система клетки, что может привести к ее гибели. ќднако это касаетс€ только клеток, инфицированных вирусом. Ќеинфицированные клетки индифферентны к воздействию IFN, поскольку оба вышеуказанных белка активируютс€ лишь в присутствии вирусной –Ќ . Ќекоторые вирусы способны блокировать противовирусное действие IFN. “ак, например, аденовирусы продуцируют специфическую –Ќ , котора€ предотвращает активацию протеинкиназы.

ѕротивовирусный эффект интерферонов обобщен и представлен на схеме 1.

 

—хема 1. ѕротивовирусный эффект интерферонов

—хема 1. ѕротивовирусный эффект интерферонов

 

 ак видно из схемы, св€зывание IFN с рецептором индуцирует в клетке три одновременно протекающих процесса, которые заканчиваютс€:

  • активацией латентной эндорибонуклеазы, привод€щей к разрушению вирусной –Ќ ;
  • подавлением синтеза вирусной матричной –Ќ ;
  • подавлением синтеза белков вирусной оболочки.

Ёти механизмы интегрально реализуют противовирусный эффект, привод€ к подавлению репликации вируса.

 

»ћћ”Ќќћќƒ”Ћ»–”ёў≈≈ ƒ≈…—“¬»≈

IFN обладают не только противовирусным, но и иммуномодулирующим действием за счет вли€ни€ на экспрессию рецепторов главного комплекса гистосовместимости (ћЌ—). IFN увеличивают экспрессию молекул 1-го класса ћЌ— на всех видах клеток, тем самым улучша€ распознавание инфицированных клеток цитотоксическими “-лимфоцитами (CTL).  роме того, IFN-y усиливает экспрессию молекул 2-го класса ћЌ— на антигенпрезентирующих клетках, в результате чего улучшаетс€ презентаци€ вирусных антигенов CD4+ лимфоцитам и активируютс€ натуральные киллеры (NK-клетки). IFN также стимулируют фагоцитоз.

–егул€ци€ иммунного ответа цитокинами (рис. 1), в том числе интерферонами, происходит по эстафетному принципу, воздействие цитокина на клетку вызывает образование ею других цитокинов Ц цитокиновый каскад.

–ис. 1. ÷итокинова€ регул€ци€ иммунного ответа (по ¬оробьеву ј.ј. и др., 2003)

–ис. 1. ÷итокинова€ регул€ци€ иммунного ответа (по ¬оробьеву ј.ј. и др., 2003)

 

 

јЌ“»ѕ–ќЋ»‘≈–ј“»¬Ќќ≈ » ѕ–ќ“»¬ќќѕ”’ќЋ≈¬ќ≈ ƒ≈…—“¬»≈

јнтипролиферативный и противоопухолевый эффекты IFN объ€сн€ютс€ следующими механизмами:

  • активацией цитотоксических клеток;
  • усилением экспрессии опухольассоциированных антигенов;
  • модул€цией продукции антител;
  • ингибицией действи€ опухолевых ростовых факторов;
  • ингибицией синтеза –Ќ  и белков опухолевой клетки;
  • замедлением клеточного цикла с переходом в фазу Ђпоко€ї;
  • стимул€цией опухолевых клеток к созреванию;
  • восстановлением сдерживающего контрол€ за пролиферацией;
  • торможением образовани€ новых сосудов в опухоли;
  • ингибицией метастазировани€;
  • биомодул€цией активности цитостатиков: изменением метаболизма и снижением клиренса;
  • преодолением лекарственной резистентности за счет ингибиции генов множественной лекарственной резистентности.

 

јЌ“»Ѕј “≈–»јЋ№Ќќ≈ ƒ≈…—“¬»≈

¬ последние годы показано, что IFN обладают также антибактериальным эффектом, в основе которого лежит способность IFN индуцировать активность некоторых ферментов в пораженной клетке:

1. »ндукци€ индоламин-2,3-дезоксигеназы приводит к снижению внутриклеточного содержани€ L-триптофана, что, в свою очередь, €вл€етс€ при-чиной гибели бактериальной клетки в св€зи с нарушением метаболизма;

2. »ндукци€ NO-синтетазы приводит к продукции NO Ц мощного бактерицидного фактора, способствующего разрушению бактериальной клетки.

 роме того, антибактериальна€ роль IFN-y заключаетс€ в активации макрофагов, которые продуцируют провоспалительные цитокины, а также активные формы кислорода и азота, простагландины. Ёти факторы способствуют развитию воспалительного процесса, ведущего к гибели бактерий.

 


»ћћ”ЌќЅ»ќЋќ√»„≈— јя –ќЋ№
ЁЌƒќ√≈ЌЌќ√ќ »Ќ“≈–‘≈–ќЌј √јћћј


Ёндогенный IFN-y (рис. 2, табл.) был открыт в 1965 году (E.F. Wheelock), представл€ет собой чувствительный к кислой среде гликопротеин с молекул€рной массой 20 000 - 23 000. √ены, кодирующие IFN-y, наход€тс€ у чело-века в 12-ой паре хромосом.

–ис. 2. —труктура молекулы интерферона гамма

–ис. 2. —труктура молекулы интерферона гамма

 

ќсновные продуценты эндогенного IFN-y - естественные киллерные (NK) клетки и “-лимфоциты. —реди “-лимфоцитов продуцентами IFN-y €вл€ютс€ как цитотоксические CD8+-, так и хелперные CD4+ “-лимфоциты, однако при дифференцировке на “х1 и “х2 способность продуцировать IFN-? имеют только “х1.

»ндуцировать выработку IFN-y способны интерфероногенные вещества, антигены, “-митогены и некоторые цитокины. ѕродукци€ IFN-y находитс€ под контролем цитокинов. IL-12 и IL-18 усиливают его экспрессию, а IL-2 способствует реализации функции CD4+ лимфоцитов, активиру€ выработку IFN-y.

—интез IFN-y подавл€етс€ IL-4, IL-10, дексаметазоном, циклоспорином ј, вирусными белками-супрессорами, раковыми клетками.

‘оновое количество IFN-y всегда есть в организме, даже если нет ин-фекции, например, анализ на интерфероновый статус показывает у здоровых людей и животных всегда определ€емое количество IFN в крови, оно при стимул€ции или инфекции многократно возрастает. ќднако при герпе-свирусной инфекции и на последних стади€х опухолевого процесса, количество IFN-y стремитьс€ к нулю, так как вирус герпеса и раковые клетки продуцируют белки, блокирующие синтез IFN-y. ѕоэтому при герпесвирус-ной инфекции и раке индукторы интерферонов бессмысленны, их нужно вводить в организм извне.

IFN-y обладает сходным с другими IFN биологическим действием (подавление репликации вирусов, антипролиферативное действие, иммуномодулирующий эффект), но IFN-y теснее св€зан с системой цитокинов и вносит более существенный вклад в иммунорегул€цию.

Ѕиологическа€ активность IFN-y реализуетс€ через специфические клеточные рецепторы и внутриклеточный сигнальный протеинкиназный каскад, привод€щий к активации соответствующих транскрипционных факторов и транскрипции целого семейства генов, кодирующих факторы резистентности к инфекционным агентам и комплементарные цитокины.

 летками - мишен€ми дл€ действи€ IFN-y €вл€ютс€ макрофаги, нейтрофилы, естественные киллерные клетки, цитотоксические “-лимфоциты, имеющие на своей поверхности рецепторы к IFN-y (рис. 3).

–ис. 3. Ёффекты интерферона гамма (по ј. –ойту и др., 2000 г.)

–ис. 3. Ёффекты интерферона гамма (по ј. –ойту и др., 2000 г.)

 

“-лимфоциты и макрофаги. ¬ажнейшей функцией IFN-y €вл€етс€ его участие в опосредовании взаимосв€зей между лимфоцитами и макрофагами и в регул€ции соотношени€ клеточной и гуморальной составл€ющих адаптивного иммунного ответа (рис. 1). IFN-y служит стимул€тором макрофагов, способству€ про€влению различных функций этих клеток, включа€ процессинг и презентацию антигенов, выработку цитокинов, генерацию активных форм кислорода и азота.   цитокинам, продукци€ которых усиливаетс€ под вли€нием IFN-y, относ€тс€ »Ћ-1 и »Ћ-12 (этот цитокин усиливает синтез IFN-y и диффренцировку “-хелперов в сторону “х1).

IFN-y повышает экспрессию антигенов ћЌ— I класса, которые играют важную роль в распознавании чужеродных клеток (вирусинфицированные, опухолевые) CD8+ цитотоксическими “-лимфоцитами и повышает экспрессию антигенов ћЌ— II класса на антигенпредставл€ющих клетках.

IFN-y снижает секреторную активность Th2, подавл€€ синтез IgE, IgG(2,4) и IgA. ќдновременно IFN-y усиливает развитие Th1-зависимого адаптивного иммунного ответа. IFN-y вместе со своим антагонистом IL-4 поддерживает баланс Th1/Th2.

÷итотоксические “-лимфоциты и NK-клетки с помощью IFN-y участвуют в реализации цитотоксического эффекта (противоопухолева€ и противовирусна€ активность). ѕри введении в организм IFN-y активность NK-клеток повышаетс€ уже через несколько часов.

ћоноциты. IFN-y стимулируют экспрессию высокоаффинного рецептора IL-2 (IL-2R) на мембране моноцитов, повыша€ их восприимчивость к IL-2. ¬ свою очередь IL-2 при воздействии на моноциты стимулирует их способность уничтожать опухолевые клетки и бактерии. ¬ результате стимул€ции IFN-y и IL-2 моноциты вырабатывают большое количество биологически активных веществ и медиаторов воспалени€: свободные формы кислорода, H2O2, простагландин ≈2, тромбоксан ¬2, TNF-a (фактор некроза опухоли a).

Ќейтрофилы. IFN-y повышает активность цитохрома b558 в нейтрофилах (например, при недостаточности фагоцитов - при хронической гранулематозной болезни), что сопровождаетс€ активизацией внутриклеточного разрушени€ бактерий и снижает риск инфекций.

IFN-y активирует продукцию белков острой фазы воспалени€, усиливает экспрессию генов —2 и —4 компонентов системы комплемента.

¬-лимфоциты. IFN-y ингибирует ¬-клеточный ответ на IL-4, подавл€ет продукцию IgE и экспрессию CD23-антигена. “ак, при синдроме гиперпродукции IgE и диффузном нейродермите у человека примен€етс€ IFN-y, он угнетает синтез IL-4 и IL-5 T-хелперами. IFN-y €вл€етс€ индуктором апоптоза дифференцированных ¬-клеток, дающих начало аутореактивным клонам. ќтмен€ет супрессивный эффект IL-4 на IL-2-зависимую пролиферацию и генерацию лимфокин-активированных киллеров.

“аким образом, игра€ важную роль в иммунорегул€ции, IFN-y €вл€етс€ ключевым цитокином клеточного и ингибитором гуморального адаптивного иммунного ответа.

IFN-y имеет решающее значение дл€ врожденного и адаптивного иммунитета против вирусных, бактериальных и некоторых протозойных инфекций.

ѕротивовирусное действие IFN-y заключаетс€ в том, что он блокирует репликацию вирусных ƒЌ  и –Ќ , синтез вирусных белков и сборку зрелых вирусных частиц (схема 1).

IFN-y вли€ет на клеточный иммунный ответ, активиру€ Th1-клетки, NK-клетки, макрофаги, цитотоксические “-лимфоциты. ќн повышает как неспецифическую резистентность, так и антиген-специфический иммунный ответ. ѕри этом IFN-y вызывает цитотоксическое действие на вирус-инфицированные клетки (рис. 3, 4).

јнтибактериальное действие IFN-y заключаетс€ в его способности индуцировать активность некоторых ферментов в пораженной клетке, что приводит к нарушению метаболизма и разрушению бактериальной клетки.  роме того, активированные IFN-y цитотоксические “-лимфоциты и NK-клети реализуют цитотоксический эффект, а активированные макрофаги продуцируют провоспалительные цитокины, активные формы кислорода и азота, простагландины. Ёти факторы способствуют развитию воспалительного процесса, ведущего к гибели бактерий.

јнтипролиферативный эффект IFN-y заключаетс€ в подавлении роста опухолевых клеток за счет подавлени€ синтеза –Ќ  и протеинов, ингибировани€ опухолевых ростовых факторов, стимулирующих пролиферацию клеток, замедлении клеточного цикла с переходом в фазу Ђпоко€ї, восстановлении сдерживающего контрол€ за пролиферацией, а также за счет активации цитотоксических “-лимфоцитов и NK-клеток, которые участвуют в реализации цитотоксического эффекта.

–ис. 4. ѕротивовирусный иммунный ответ (по ¬оробьеву ј.ј. и др., 2003)

–ис. 4. ѕротивовирусный иммунный ответ (по ¬оробьеву ј.ј. и др., 2003)

 

“аким образом, все интерфероны представл€ют собой группу полифункциональных белковых факторов с выраженным противовирусным и противоопухолевым эффектом разной степени. IFN-a обладает самой сильной противовирусной активностью среди всех интерферонов, а IFN-y имеет более выраженную антипролиферативную активность. ¬се интерфероны обладают иммунорегул€торным действием разной степени выраженности (мак-симальной обладает IFN-y) Ц повышает активность макрофагов, “-лимфоцитов и NK-клеток.

 


ѕ–ќ»«¬ќƒ—“¬ќ –≈ ќћЅ»ЌјЌ“Ќџ’ »Ќ“≈–‘≈–ќЌќ¬


»нтерфероны получают двум€ способами: лейкоцитарные - получают из донорской крови человека и животных после воздействи€ на нее вирусами; рекомбинантные - получают методом генетической рекомбинации Ц молекул€рной биотехнологии. Ћейкоцитарные интерферон об€зательно провер€етс€ на наличие антител к вирусам дл€ исключени€ возможного заражени€ при их применении. –екомбинантные интерфероны абсолютно безопасны, при их применении полностью исключена веро€тность заражени€ пациента.

√енетическа€ инженери€ €вл€етс€ сердцевиной биотехнологии. ќна по существу сводитс€ к генетической рекомбинации, т.е. обмену генами между двум€ хромосомами. ћетод рекомбинации in vitro или генетической инженерии заключаетс€ в выделении или синтезе ƒЌ  из отличающихс€ друг от друга организмов или клеток, получении гибридных молекул ƒЌ , введении рекомбинантных (гибридных) молекул в живые клетки, создании условий дл€ экспрессии и секреции продуктов, кодируемых генами.

√ены, кодирующие те или иные структуры, или выдел€ют (клонируют) как таковые (хромосомы, плазмиды), или прицельно выщепл€ют из этих генетических образований с помощью ферментов рестрикции. Ёти ферменты, а их уже известно более тыс€чи, способны резать ƒЌ  по многим определенным св€з€м, что €вл€етс€ важным инструментом генной инженерии. ¬ последнее врем€ обнаружены ферменты, расщепл€ющие по определенным св€з€м –Ќ , наподобие рестриктаз ƒЌ . Ёти ферменты названы рибозимами.

—равнительно небольшие гены могут быть получены с помощью химического синтеза. ƒл€ этого вначале расшифровывают число и последовательность аминокислот в белковой молекуле вещества, а затем по этим данным узнают очередность нуклеотидов в гене, поскольку каждой аминокислоте соответствуют три нуклеотида (кодон). — помощью синтезатора создают химическим путем ген, аналогичный природному гену.

ѕолученный одним из способов целевой ген с помощью ферментов лигаз сшивают с другим геном, который используетс€ в качестве вектора, дл€ встраивани€ гибридного гена в клетку. ¬ектором могут служить плазмиды, бактериофаги, вирусы человека, животных и растений.

Ёкспрессируемый ген (например, ген IFN-y) в виде рекомбинатной ƒЌ  встраиваетс€ в бактериальную клетку ≈. coli, котора€ приобретает новое свойство Ч продуцировать несвойственное этой клетке вещество (IFN-y), кодируемое экспрессируемым геном (рис. 5).

–ис. 5. Ѕиотехнологический метод получени€ рекомбинантного IFN-y (–≈ ќ‘≈–ќЌј® √јћћј)

–ис. 5. Ѕиотехнологический метод получени€ рекомбинантного IFN-y
(–≈ ќ‘≈–ќЌјЃ √јћћј)

 

¬ качестве реципиентов экспрессируемого гена чаще всего используют ≈. coli, ¬. subtilis, псевдомонады, нетифоидные серовары сальмонелл, дрожжи, вирусы.

ћетодом генной инженерии созданы сотни препаратов медицинского и ветеринарного назначени€, получены рекомбинантные штаммы-суперпродуценты, многие из которых нашли практическое применение. ”же используютс€ в медицине полученные методом генной инженерии вакцины против гепатита ¬, интерлейкины-1, 2, 3, 6, инсулин, гормоны роста, интерфероны a, b, у, фактор некроза опухолей, пептиды тимуса, миелолептиды, тканевый активатор плазминогена, эритропоэтин, антигены ¬»„, фактор свертывани€ крови, моноклональные антитела и многие антигены дл€ диагностических целей.

ќдними из ключевых компонентов иммунного ответа €вл€ютс€ »нтерлейкин-2 (IL-2), »нтерферон гамма (IFN-y) и »нтерферон альфа (IFN-a). Ќа их основе были созданы различные цитокиновые рекомбинантные препараты, которые нашли широкое применение в гуманной и ветеринарной медицине, в том числе:

 


ѕ–≈ѕј–ј“џ »Ќ“≈–‘≈–ќЌќ¬


ѕрепараты интерферонов составл€ют отдельную группу противовирусных средств. ќни были созданы на основе расшифровки биохимического строени€ природных IFN, которые вырабатываютс€ многими клетками крови.
IFN представл€ют собой группу низкомолекул€рных пептидов, обладающих противовирусной, иммуномоделирующей и антипролиферативной активностью.
Ќа основе рекомбинантных интерферонов компанией ќќќ "‘арма √ен" (—анкт-ѕетербург) разработаны лекарственные препараты –≈ ќ‘≈–ќЌЃ √јћћј и –≈ ќ‘≈–ќЌЃ јЋ№‘ј дл€ ветеринарного применени€. –екофероныЃ - это рекомбинантные интерфероны.
¬ насто€щее врем€ препарат –≈ ќ‘≈–ќЌЃ √јћћј успешно прошел доклинические и клинические испытани€, а также испытани€ в ‘√Ѕ” "¬√Ќ »" при государственной регистрации, прошел процедуру государственной регистрации в –оссельхознадзоре. Ќомер регистрационного удостоверени€: 78-3-6.15-2710єѕ¬–-3-6.15/03158.
–≈ ќ‘≈–ќЌЃ √јћћј Ц рекомбинантный интерферон гамма (IFN-y), обладает выраженной противовирусной эффективностью, относитс€ к иммуномодул€торам.
IFN-y €вл€етс€ регул€торным цитокином, продуцентом которого €вл€ютс€ естественные киллерные клетки, CD4, Th1 клетки и CD8 цитотоксические супрессорные клетки. –ецепторы к интерферону гамма имеют макрофаги, нейтрофилы, естественные киллерные клетки, цитотоксические “-лимфоциты. IFN-y активирует эффекторные функции этих клеток, в частности их микробицидностъ, цитотоксичность, продукцию цитокинов, супероксидных и нитрооксидных радикалов. IFN-y блокирует репликацию вирусных ƒЌ  и –Ќ , синтез вирусных белков и сборку зрелых вирусных частиц. ѕри этом вызывает цитотоксическое действие на вирус-инфицированные клетки.
»нгибирует ¬-клеточный ответ на интерлейкин-4, подавл€ет продукцию IgE и экспрессию CD23-антигена. явл€етс€ индуктором апоптоза дифференцированных ¬-клеток, дающих начало аутореактивным клонам. ќтмен€ет супрессивный эффект интерлейкина-4 на интерлейкин-2-зависимую пролиферацию и генерацию лимфокин активированных киллеров. јктивирует продукцию белков острой фазы воспалени€, усиливает экспрессию генов —2 и —4 компонентов системы комплемента.
јнтипролиферативный эффект IFN-y заключаетс€ в подавлении роста клеток за счет подавлени€ синтеза –Ќ  и протеинов, а также ингибировани€ ростовых факторов стимулирующих пролиферацию клеток.



¬нимание!
ƒл€ ветеринарных врачей!

ѕрепарат –≈ ќ‘≈–ќЌЃ √јћћј бесплатно можно получить дл€ апробации, обратившись по:
тел.: +7(905)212-99-99;
E-mail: veterinary@biotech.spb.ru.
»ли заполните форму на странице "on-line консультаци€".

яндекс.ћетрика