Jak interferony wpływają na odporność organizmu?

Dodano:2022-06-02
Kategorie:Porady

Co to są interferony?

Interferony to białka wytwarzane i uwalniane przez komórki ciała. Są one odpowiedzią na patogeny znajdujące się w organizmie. Do patogenów możemy zaliczyć na przykład: wirusy, bakterie, komórki nowotworowe, czy pasożyty.

Zadaniem interferonów jest aktywacja mechanizmów obronnych organizmu i zwalczanie patogenów. Oczywiście w maksymalnym skrócie. Naturalnie w organizmie występują w bardzo niewielkich ilościach. Interferony mogą występować również w postaci leków.

Jak dzielą się interferony?

Ogólnie rzecz biorąc, interferony możemy podzielić na trzy grupy, zależnie od tego, na jakie receptory oddziałują. Możemy tutaj wyróżnić następujące rodzaje interferonów:

  • Interferon typu I;
  • Interferon typu II;
  • Interferon typu III.

Interferony typu I wpływają na zespół receptorów na powierzchni komórki, zwanym receptorem IFN-α (IFNAR). Wszystkie te interferony możemy podzielić na:

Interferony typu I

Interferony typu I – wszystkie interferony z tej grupy działają. Interferony z tej grupy wydzielane w ludzkim organizmie to:

  • IFN-α (alfa) – wytwarzany przez leukocyty. Ma zastosowanie jako lek antywirusowy i przeciwnowotworowy;
  • IFN-β (beta) – wytwarzany przez fibroblasty. Ma potencjał na lek przeciwko stwardnieniu rozsianemu;
  • IFN-κ (kappa)- wytwarzany przez keratynocyty;
  • IFN-λ(lambda)- wytwarzany przez leukocyty;
  • IFN-ω (omega) - wytwarzany przez leukocyty.

Interferony typu II

W tej grupie znalazł się jedynie FN-γ (gamma). Ma niewielkie właściwości przeciwwirusowe i jest mediatorem odpowiedzi odpornościowej. Jest produkowany przez limfocyty T po indukcji antygenami lub mitogenami. Jego masa cząsteczkowa to 45kD. Gen kodujący ten interferon znajduje się w chromosomie 12.

Interferony typu III

IFN-λ zostały odkryte i opisane przez dwa nie powiązane ze sobą zespoły badawcze w rezultacie analiz bioinformatycznych genomowego DNA. Wykazują one bardzo małą homologię do interferonów typu I oraz rodziny interleukin 10 (IL-10). Do tej grupy możemy zaliczyć IFN-λ1, IFN-λ2 i IFN-λ3 lub odpowiednio: IL-29, IL-28A i IL-28B. Są kodowane przez geny znajdujące się na chromosomie 19. Do swojej aktywności potrzebują transbłonowych receptorów cytokinowych typu II. Te receptory to IL28R lub IFN-λR.

Interferony typu III wykazują działanie przeciwwirusowe. Wykonano nawet badania przed- i kliniczne z użyciem interferonów z tej grupy w terapii zakażeń HCV (przewlekłe zapalenie wątroby typu C). Jak dotąd opublikowano wyniki ponad 100 kontrolowanych badań klinicznych oceniających skuteczność IFN w leczeniu zapaleń wątroby.

W latach 90-tych normą w leczeniu przewlekłego zapalenia wątroby typu C była monoterapia interferonem alfa przez 24 tygodnie. Następnie okres ten zwiększono do 48 tygodni. Pod koniec lat 90-tych wprowadzono terapię kombinowaną polegającą na połączeniu interferonów z ryboflawiną. Pozwoliło to na uzyskanie trwałej odpowiedzi wirusologicznej  (SVR – sustained viral response) u 41 procent wcześniej nieleczonych chorych.

Zastąpienie klasycznego interferonu interferonem pegylowanym, spowodowało, że skuteczność leczenia wzrosła aż do 61 procent. Należy tutaj jednak zauważyć, że mamy tutaj na myśli podawanie jednocześnie obu leków i dopasowanie ich dawek do aktualnej masy ciała. Przeanalizowanie skuteczności leczenia chorych na przewlekłe zapalenie wątroby typu C za pomocą terapii kombinowanej udowodniła, że efektywność terapii jest zależna od adherencji, to znaczy od przyjęcia co najmniej 80 procent planowanych ilości IFN i rybawiryny w 80 procentach czasu przeznaczonego na tę terapię. To odkrycie było wyjątkowo istotne dla pacjentów zakażonych genotypem 1 HCV. Dalsze badania nad tym zagadnieniem pokazały związek pomiędzy adherencja a wczesną odpowiedzią wirusologiczną (EVR – early viral response). Ta ostatnia to zanik lub redukcja stężenia HCV-RNA o minimum 2 log w czasie pierwszych 12 tygodni terapii.

Trwałą odpowiedź wirusologiczną obserwowano u 75% pacjentów adherentnych, którzy osiągnęli EVR w porównaniu do 48% u tych z EVR, którzy przyjęli mniej niż 80% zaplanowanych dawek leków.

Skoro mamy już wyjaśnione, czym jest interferon, jakie ma właściwości i jakie są jego rodzaje, to teraz przyszedł odpowiedni czas, na zajęcie się samą odpornością.

Wcześniejsze sposoby na wzmacnianie naturalnej odporności

Na wsi ludzie na co dzień przebywali ze zwierzętami. Pozwalało im to na nabranie odporności. W jajkach znajdowały się przeciwciała, które umożliwiały podniesienie naturalnej odporności zarówno u ludzi, jak i u zwierząt w gospodarstwie rolnym.

Jak działają interferony?

Wszystkie omówione tutaj już wcześniej rodzaje interferonów mają bardzo podobne właściwości. Wykazują one silne działanie przeciwwirusowe i przeciwnowotworowe. FN-γ (gamma) wpływają bezpośrednio komórki układu immunologicznego (makrofagi i komórki NK).

Interferony mogą wywołać również reakcje zapalne języka. Objawia się to zaburzeniami smaku lub całkowitym zanikiem kubków smakowych. Jest to również typowy symptom zakażenia wirusem COVID-19. Tutaj automatycznie rodzi się pytanie, czy ten objaw jest wyłącznie spowodowany infekcją wirusową, czy może jeszcze jakimiś innymi czynnikami. Drugą zastanawiającą kwestią jest to, czy organizm sam zwiększa ilość interferonów i to sprawia, że tracimy kubki smakowe. Warto się nad tym mocniej pochylić.

Jak koronawirus dostaje się do organizmu?

Pierwszy etap to absorbcja. Wtedy wirus przyczepia się do ściany komórkowej. Wirus znakomicie wykorzystuje receptory znajdujące się na powierzchni komórki albo przy użyciu swoich białek przedostaje się przez ścianę komórkową.

Drugi etap to penetracja. Kapsyd zostaje na zewnątrz. Natomiast materiał genetyczny wirusa zostaje wstrzyknięty do cytoplazmy właściciela. W dalszej kolejności wykorzystuje mechanizmy komórek właściciela do produkowania nowych cząsteczek koronawirusa.

W jaki sposób organizm radzi sobie z wirusami?

Gdy umiera komórka zarażona wirusem litycznym, to wtedy powstają zupełnie nowe kopie wirusa. Atakują one nowe komórki, które są w niewielkiej odległości. Czasem jednak zakażonej komórce udaje się ostrzec przed zagrożeniem inne komórki. Robi to za pomocą wydzielenia interferonu. Wtedy sąsiadujące z nią komórki zaczynają wytwarzać bardzo duże ilości kinazy białkowej R. Jest to wielocząsteczkowy, wielobiałkowy katalizator. Wtedy synteza białek w komórce zostaje w dużym stopniu ograniczona.

Kinaza białkowa R aktywuje również inny enzym RNAzę L, która likwiduje obce RNA znajdujące się wewnątrz komórki. Dzięki temu, wirus nie może przeprowadzać dalszej syntezy białek. To natomiast powoduje, że zniszczeniu podlega nie tylko sam wirus, ale również pozostałe komórki. W praktyce prowadzi to do znacznego osłabienia organizmu.

Co to są ISG?

ISG (interferon-stimulated genes) są to geny pobudzane interferonem. Zadaniem interferonów jest produkowanie setek innych białek, które pomagają organizmowi w walce z wirusem. Zmniejszają one rozprzestrzenianie się wirusów przez zwiększenie aktywności białka p53. Jego celem jest zabijanie zainfekowanych komórek. Dodatkowo, rozpoczynają one mechanizm apoptozy (naturalny proces destrukcji własnych komórek). Ich zadaniem jest również zwiększenie aktywności proteasomu. Jest to enzym, który redukuje zniszczone białka do aminokwasów wolnych. ISG bierze również udział w ochronie organizmu przed  patogenami wewnątrzkomórkowymi. (MHC).

Jak działa MHC I i II?

Jego zadaniem (MHC I) jest zwiększenie wykrywalności wirusowych białek przez cytotoksyczne limfocyty T i komórki NK. Proteasomy przyspieszają cały ten proces. Natomiast MHC II wpływa na wykrywanie wirusowych białek przez limfocyty Th. To właśnie one skutecznie wykrywają cytokiny, co powoduje, że pozostałe komórki układu odpornościowego są gotowe do działania.

Interferony a COVID- 19

Do COVID Human Genetic Effort należy aż 50 ośrodków badawczych i mnóstwo szpitali na całym świecie. Możemy wśród nich wymienić na przykład placówki badawcze w Szwecji, Stanach Zjednoczonych i we Francji. Nie brakuje tutaj również polskich jednostek, takich jak na przykład: Centralny Szpital Kliniczny MSWiA w Warszawie, laboratorium Zakładu Biofizyki Molekularnej oraz MNM Diagnostics.

Głównym celem zaangażowanych w ten projekt naukowców jest odnalezienie genetycznych i immunologicznych wyjaśnień dla odmiennego rozwoju COVID-19 u różnych pacjentów. Jedną z osób, które biorą intensywny udział w tych badaniach jest doktor Petter Brodin. Specjalizuje się w pediatrii i neonatologii w Szpitalu Uniwersyteckim Karolinska w Sztokholmie (Szwecja).

Autoprzeciwciała przeciwko IFN typu I u osób w stanie krytycznym chorujących na COVID-19

W pierwszej grupie przebadano 987 pacjentów z zapaleniem płuc wywołanym przez koronawirusa. U 10 procent pacjentów odkryto autoprzeciwciała przeciwko interferonom na samym początku choroby. Te przeciwciała mogą ograniczać aktywność interferonów typu I. Aż 94 procent pacjentów z przeciwciałami w stanie krytycznym to mężczyźni.

Natomiast w drugiej grupie, w której było 663 pacjentów z łagodnymi objawami koronawirusa lub bez nich, w ogóle naukowcy nie odkryli przeciwciał. Trzecia grupa obejmowała 1227 osób zdrowych. Okazało się, że autoprzeciwciała miały tylko 4 osoby. Wniosek z tego badania naukowego jest taki, że autoprzeciwciała występują co najmniej 15 razy częściej u osób ciężko przechodzących zakażenie koronawirusem niż w ogólnej populacji.

Wrodzone błędy odporności przeciwko IFN typu I u osób w stanie krytycznym chorujących na COVID-19

W tym badaniu wykonano analizy genetyczne próbek krwi ponad 650 pacjentów będących w szpitalu z powodu zapalenia płuc wywołanego przez COVID-19. Porównano je z próbkami pochodzącymi od 530 osób z łagodnym przebiegiem koronawirusa lub w ogóle bez objawów. Badanie pokazało, że wiele osób, które ciężko przechodzą zakażenie koronawirusem, ma rzadkie warianty pewnych genów, które regulują interferony typu I. W trzech procent pacjentów w ogóle nie wykryto takich genów. Natomiast dalsze badania naukowe pokazały, że komórki odpornościowe tych pacjentów nie wytwarzały żadnych wykrywalnych interferonów typu I w odpowiedzi na nowego koronawirusa. Z tego badania naukowego wynika również, że osoby, które poważnie zachorowały na koronawirusa miały niedobór interferonu typu 1 z powodu mutacji, które ograniczają jego produkcję przez organizm.

Jakie można podjąć dalsze działania?

Wyniki omówionych powyżej badań dają możliwość wykonania badań przesiewowych pacjentów chorujących na koronawirusa. Dzięki temu, można u nich odnaleźć przeciwciała przeciwko interferonowi. Tym samym, od razu będzie wiadomo, którzy pacjenci cierpią na niedobór interferonu. Gdy wiadomo, które osoby, będą ciężej przechodziły koronawirusa, to już na początkowym etapie choroby można wdrożyć bardziej intensywne leczenie. Te osoby nie są odpowiednimi dawcami osocza, ponieważ w nim znajdują się przeciwciała. Omówione powyżej badania naukowe otwierają również drogę do tworzenia nowych terapii lekowych, które mogłyby zwalczać nieprawidłowości immunologiczne. Dzięki tym badaniom, wiemy również, że pacjenci mający przeciwciała mogą być leczeni interferonami (zastrzyki lub leki do inhalacji).

Bardzo podobne badania kliniczne prowadzono również w innych państwach, na przykład w Wielkiej Brytanii, czy w Japonii.

Co interferony mają wspólnego z Lactobacillus acidophilus Er-2 szczep 317/402 Narine?

W 1987r. Japońscy mikrobiolodzy z Institute Pasteur de Kyoto przeprowadzili kilka badań nad bakterią Lactobacillus acidophilus Er-2 szczep 317/402 Narine. Badania te wykazały, że bakteria Lactobacillus acidophilus Er-2 szczep 317/402 Narine indukuje produkcję interferonu. Szczegółowe informacje w tym temacie zawiera raport kliniczny - tom 21 z dnia 12 sierpnia 1987 roku, Institute Pasteur de Kyoto, Masakazu Kita KishidaTsunataro.

Wcześniej tę bakterię stosowano przede wszystkim przy zakażeniu gronkowcami, przy chorobach układu pokarmowego (dur brzuszny, czerwonka, salmonella). Dodatkowo używano jej w odżywkach dla niemowląt i dla małych dzieci, dla dorosłych i jako substytut mleka dla niemowląt.

Badania naukowe wykazały zwiększenie zdolności produkcyjnej interferonu gamma po spożyciu probiotyku Lactobacillus acidophilus Er-2 szczep 317/402 Narine.

Komórki NK (natural killers) a Lactobacillus acidophilus Er-2 szczep 317/402 Narine

Wchodzą one w skład leukocytów i wykazują zdolność do spontanicznego zabijania komórek patogennych.  Stosowanie probiotyku Lactobacillus acidophilus Er-2 szczep 317/402 Narine przez tydzień doprowadziło do zwiększenia aktywności NK. Po odstawieniu tego składnika aktywność NK powracała do wcześniejszego poziomu.

Podsumowanie artykułu

Wszystkie omówione wcześniej badania naukowe pokazały, jak ważne dla prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego są interferony. Podawanie wyizolowanego interferonu wyprodukowanego syntetycznie przy nowotworach lub wirusowych zapaleniach wątroby typu C jest związane z bardzo wieloma potencjalnymi i poważnymi skutkami ubocznymi. Nie zawsze daje ono również pozytywne rezultaty przy ciężkim przebiegu choroby. Warto tutaj dodać również, że przyjmowanie Lactobacillus acidophilus Er-2 szczep 317/402 Narine prowadzi do wytwarzania różnego rodzaju interferonów, komórek natural killers (NK) oraz ponad 100 enzymów. Ten szczep bakterii znajdziesz w preparatach Narum, które są bezpieczne i  wyjątkowo skuteczne.

Źródła:

  1. https://www.poir.gov.pl/strony/o-programie/fundusze-a-koronawirus/czy-interferon-pomoze-w-walce-z-covid-19/
  2. http://bip.ihit.waw.pl/Interferon.html
  3. https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.immunol.23.021704.115633
  4. http://www.e-biotechnologia.pl/artykuly/interferony/
  5. http://31.186.81.235:8080/api/files/view/3529.pdf
  6. Mc Hutchinson J.G. Interferon alpha-2b alone or combination with ribavirin as initial treatment for chronic hepatitis C. N Engl J Med. 1998;339:1485-92.
  7. Poynard T., Marcellin P., Lee S.S., i in. Randomized trial of interferon alpha-2b plus ribaviryn for 48 weeks or for 24 weeks versus interferon alpha-2b plus placebo for 48 weeks for treatment for chronic infection with hepatitis C virus. Lancet 1998;352:1426-32.
  8. Pawłowska M., Halota W. Postęp w leczeniu wzw C – interferon pegylowany. Przegl. Epidemiol 2001;55(supl 3):169-173.
  9. Mc Hutchinson J.G., Manns M., Patel K., i in. Adherence to combination therapy enhances sustained response in genotype-I-infected patients with chronic hepatitis C. Gastroentorology 2002;123:1061-89.
  10. Poynard T. Viral Hepatitis C. Lancer 2003;362:2095-2100.