Что такое эффект интерференции между вирусами

Интерференция вирусов (лат. приставка inter- между; гибель, уничтожение + ferens, ferentis несущий, переносящий; вирусы) — антагонистическое, или ингибиторное, действие одного вируса или его компонентов на репродукцию другого вируса и течение инфекционного процесса, вызываемого последним. Первый вирус, обусловливающий феномен, называют интерферирующим, а второй — претендующим или интерферируемым. При одновременном введении вирусов возможна двусторонняя интерференция. Явление Интерференции вирусов используется при лабораторной диагностике и вакцинной профилактике некоторых вирусных инфекций. Интерференция может влиять на течение заболевания, способствуя выздоровлению или, наоборот, возникновению хронических патологических состояний (в случае неполной интерференции), а также изменять сроки появления и распространения эпидемий.

Феномен интерференции используется и в мед. практике. Так, вирусологические лаборатории применяют методы, основанные на интерференции, для обнаружения, выделения и титрования нецитопатогенных вирусов, а также антител к ним (напр., при выделении и изучении вируса краснухи). В практике иммунизации обнаружено положительное, обусловленное интерференцией, действие живых вирусных вакцин на заболеваемость, вызываемую как гомологичными, так и гетерологичными агентами. Однако феномен интерференции может играть и отрицательную роль при иммунизации, напр, наличие энтеровирусов в кишечнике человека уменьшает приживляемость вакцинных штаммов полиовируса и, следовательно, эффективность вакцинации. Кроме того, возможность проявления интерференции должна учитываться при составлении поливалентных вакцин, а также схем вакцинации.

Интерференция может возникнуть между штаммами одного и того же вируса (гомологичная интерференция), а также между вирусами, различными в иммунологическом отношении (гетерологичная интерференция); могут интерферировать вирусы, сходные по морфологической и биохимической структуре, механизму и месту репродукции и биол, свойствам, а также вирусы, отличающиеся друг от друга по всем этим признакам. Интерферирующей активностью, а также чувствительностью к интерферирующему действию обладают практически все инфекционные вирусы. Кроме того, инфекционные вирусы могут интерферировать с онковирусами и с нек-рыми внутриклеточными микроорганизмами (напр., с возбудителями трахомы, с нек-рыми риккетсиями), причем эта интерференция может быть взаимной. Онковирусы также способны интерферировать между собой, и эта интерференция выражается не только в ингибиции вирусной репродукции, но также в уменьшении трансформации и онкогенности.

Интерферирующую активность проявляют также частично или полностью инактивированные вирусы, дефектные неинфекционные вирусные частицы и инфекционные вирусные РНК. Однако у некоторых вирусов (напр., у энтеровирусов) инактивация снижает или полностью подавляет интерферирующую активность. Дефектные вирусные частицы играют важную роль в гомологичной интерференции, а также в аутоинтерференции, к-рая представляет собой особый вид интерференции, выражающийся в уменьшении репродукции вируса при использовании для заражения животных или тканевых культур больших концентраций его (напр., вирусы гриппа и везикулярного стоматита).

Интерференция, как правило, является непродолжительным феноменом. Исключение составляют случаи длительного присутствия интерферирующего вируса в организме или культурах клеток. Напр., латентно инфицированные клеточные культуры в течение многих пассажей более устойчивы к заражению гетеро- или гомологичными вирусами. В некоторых случаях (энтеро- и онковирусы) эта устойчивость более выражена к суперинфекции гомологичным вирусом. Излечение культур от латентной инфекции возвращает им прежнюю чувствительность к заражению вирусами.

Интенсивность интерференции зависит от ряда условий: 1) биол, свойств вирусов (вирусы и даже штаммы одного вируса отличаются но интерферирующей активности и по чувствительности к интерферирующему действию); 2) множественности инфицирования (оптимальным является применение интерферирующего вируса в большой, а интерферируемого — в малой дозе); 3) интервала времени между введением вирусов и порядка введения (более эффективно введение интерферирующего вируса до интерферируемого); 4) метода введения вирусов (в большинстве случаев интерференция более выражена при использовании одного и того же пути введения обоих вирусов); 5) объекта, на к-ром производятся исследования (клеточные культуры или животные должны обладать определенной чувствительностью к обоим взаимодействующим вирусам, напр, энтеровирусы не интерферируют в нечувствительных клеточных культурах). В зависимости от этих условий наблюдается полная интерференция (полная ингибиция репродукции интерферируемого вируса) или неполная (снижение репродукции интерферируемого вируса). Эти условия также определяют интенсивность и продолжительность феномена — какой из взаимодействующих вирусов исполняет роль интерферирующего, а какой — интерферируемого.

Интерферирующая активность вирусов в опытах на животных снижается или полностью ингибируется действием некоторых гормонов (кортизон, эстроны), колхицина и иммунодепрессивных факторов (иммунодепроссанты, спленэктомия, рентгеновские лучи), а также понижением температуры (см. Ингибиторы вирусов). Некоторые из этих воздействий (пониженная температура, колхицин, кортизон) влияют также на интерференцию в культуре тканей.

Интерференция может быть определена по снижению репродукции интерферируемого вируса и синтеза его компонентов (напр., РНК, гемагглютинина, нейраминидазы), а также по уменьшению тяжести поражений, вызываемых данным вирусом в клетках и в организме животных.

Библиография: Вирус и клетка, под ред. Р. А. Кукайна, с. 111, Рига, 1966, библиогр.; Вирусные и риккетсиозные инфекции человека, под ред. Т. Риверса, пер. с англ., с. 117, М., 1955, библиогр.; 3ильбер Л. А. Учение о вирусах, с. 130, М., 1956; Лабораторная диагностика вирусных и риккетсиозных заболеваний, под ред. Э. Леннета и Н. Шмидт, пер. с англ., с. 293, М., 1974; Методы вирусологии и молекулярной биологии, пер. с англ., под ред. Л. Г. Тер-Саркисяна и М. Б. Николаева, с. 128, М., 1972, библиогр.; Doyle М. а. Hоllan d J. J. Virus-induced interference in heterologous-ly infected He La cells, J. Virol., v. 9, p. 22, 1972; Fenner F. a. White D. O. Medical virology, N. Y., 1976; Henle W. Interference phenomena between animal viruses, J. Immunol., v. 64, p. 203, 1950; Solovyov V. D. a. Mentkeviсh L. М. The effect of colchicine on viral interference and interferon formation, Acta virol., v. 9, p. 308, 1965, bibliogr.

интерфере́нция ви́русов (от лат. inter — взаимно, между собой и ferio — ударяю, поражаю), ингибиторное действие одного вируса (интерферирующего) на репродукцию другого вируса (претендующего, или суперинфицирующего) и течение инфекционного процесса, вызываемого последним. Состояние клеток или тканей организма, вызванное интерферирующим вирусом, характеризуется устойчивостью их к заражению претендующим вирусом. В вирусологическом исследовании используют методы, основанные на И. в., для обнаружения, идентификации и титрования нецитопатогенных вирусов, например вируса классической чумы свиней вирусом ньюкаслской болезни. Искусственное воспроизведение И. в. при чуме крупного рогатого скота и ньюкаслской болезни гомологичными парами вирусов (авирулентные и вирулентные антигенно сходные штаммы одного и того же вируса) способствует быстрому прекращению начавшейся эпизоотии.

Литература:
Биология вирусов животных, т. 1—2, М., 1977.

Ветеринарный энциклопедический словарь. — М.: "Советская Энциклопедия" . Главный редактор В.П. Шишков . 1981 .

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВИРУСОВ — (от лат. inter, здесь взаимно и ferio ударяю, поражаю), тип взаимодействия между вирусами, при к ром наблюдается подавление репродукции одного вируса другим в клетках, смешанно заражённых двумя вирусами. Проявляется на разных стадиях вирусной… … Биологический энциклопедический словарь

интерференция вирусов — тип взаимодействия между вирусами, при котором наблюдается подавление репродукции одного вируса другим в клетках, зараженных двумя вирусами. Проявляется на разных стадиях вирусной инфекции и может быть обусловлена конкуренцией за клеточные… … Словарь микробиологии

интерференция вирусов — Тип взаимодействия, при котором один вирус подавляет репродукцию другого при совместном заражении клетки хозяина, что может быть следствием конкуренции за клеточные рецепторы на поверхности клетки, за участки встраивания в геном хозяина и т.п.… … Справочник технического переводчика

интерференция [вирусов] — interference [of viruses] интерференция [вирусов]. Tип взаимодействия, при котором один вирус подавляет репродукцию другого при совместном заражении клетки хозяина, что может быть следствием конкуренции за клеточные рецепторы на поверхности… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВИРУСОВ — [см. интерференция] биол. явление, состоящее в том, что при одновременном заражении организма разными вирусами один из них оказывает такое влияние на клетки организма, что они начинают выделять низкомолекулярный белок интерферон, подавляющий… … Психомоторика: cловарь-справочник

интерференция вирусов — взаимодействие вирусов, при котором один вирус (или его компоненты) подавляет репродукцию другого вируса и течение вызываемого им инфекционного процесса … Большой медицинский словарь

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ — (ново лат., от лат. inter между, и fero несу), взаимодействие световых, звуковых в др. волн. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ [ Словарь иностранных слов русского языка

Интерференция (в биологии) — Интерференция (от лат. inter взаимно, между собой и ferio ударяю, поражаю), 1) в биологии влияние перекреста (кроссинговера) гомологичных хромосом в одном участке на появление новых перекрестов в близлежащих к нему участках. Чаще этот вид И.… … Большая советская энциклопедия

Интерференция — состояние невосприимчивости инфицированной вирусом клетки к заражению тем же или др. видами вирусов. Различают И.: 1) обусловленную интерфероном; 2) связанную с вирусиндуцированным белком, тормозящим размножение суперинфицирующего вируса; 3)… … Словарь микробиологии

интерференция хиазм — interference, positive (crossover, chiasma) interference интерференция, положительная интерференция, интерференция хиазм. Блокирование кроссинговера в участке, близлежащем к тому, в котором кроссинговер уже произошел; сильно выраженная И. может… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

тип взаимодействия между вирусами, при котором наблюдается подавление репродукции одного вируса другим в клетках, зараженных двумя вирусами. Проявляется на разных стадиях вирусной инфекции и может быть обусловлена конкуренцией за клеточные рецепторы при адсорбции вируса на клеточной поверхности, за участки репликации нуклеиновой кислоты и трансляции, истощением метаболитов вклетке, индукцией интерферона и др. причинами. И. в. используется для обнаружения, идентификации и определения титра нецитопатогенных вирусов.

Интерференция — (тэ), интеференции, ж. (фр. interference) (физ.). Явление взаимодействия звуковых, световых или иных волн, исходящих из разных источников. Цветное фотографирование основано на интерференции.
Толковый словарь Ушакова

Интерференция Ж. — 1. Физическое явление, наблюдаемое при сложении волн (световых, звуковых и т.п.), - усиление волн в одних точках пространства и ослабление в других.
Толковый словарь Ефремовой

Интерференция — [тэ], -и; ж. [от лат. inter - между и ferens (ferentis) - несущий, переносящий]
1. Физ. Взаимное усиление или ослабление при наложении друг на друга звуковых, электромагнитных волн.
Толковый словарь Кузнецова

Депротеинизация Вирусов — (де- + протеины) разрушение белковой оболочки вириона с освобождением вирусной нуклеиновой кислоты; этап репродукции вируса.
Большой медицинский словарь

Интерференция — , взаимодействие двух или более волн, например, звуковых или световых, в результате чего создаются помехи. Лучи полностью или частично усиливают или ослабляют друг друга.
Научно-технический энциклопедический словарь

Интерференция Волн — , явление, при котором две волны одинаковой длины и в общем случае имеющие один источник, распространяясь не в одном направлении, взаимодействуют в некоторой точке.
Научно-технический энциклопедический словарь

Ингибиторы Вирусов — вещества, образующиеся в организме человека или животного и обладающие способностью при взаимодействии с вирусами подавлять их инфекционную активность.
Большой медицинский словарь

Интерференция — (англ. interference, от interfere сталкиваться друг с другом; интер- + лат. ferio ударять, поражать) 1) в физике - взаимное усиление или ослабление волн (электромагнитных, звуковых и др.).
Большой медицинский словарь

Интерференция Вирусов — взаимодействие вирусов, при котором один вирус (или его компоненты) подавляет репродукцию другого вируса и течение вызываемого им инфекционного процесса.
Большой медицинский словарь

Комплементация Вирусов — негенетическое взаимодействие двух вирусов, репродуцирующихся в одной и той же клетке, при котором вирусоспецифический белок одного вируса осуществляет определенный.
Большой медицинский словарь

Комплементация Вирусов Двусторонняя — (син. К. вирусов реципрокная) К. в., в которой участвуют белки обоих совместно репродуцирующихся вирусов.
Большой медицинский словарь

Комплементация Вирусов Нереципрокная — см. Комплементация вирусов односторонняя.
Большой медицинский словарь

Комплементация Вирусов Односторонняя — (син. К. вирусов нереципрокная) К. в., в которой участвует белок лишь одного из совместно репродуцирующихся вирусов.
Большой медицинский словарь

Комплементация Вирусов Реципрокная — см. Комплементация вирусов двусторонняя.
Большой медицинский словарь

Кристаллы Вирусов — 1) кристаллоподобные образования, представляющие собой скопления вирионов в клетках, инфицированных некоторыми вирусами; 2) высокоочищенный препарат вируса; каждый.
Большой медицинский словарь

Интерференция Волн — явление, наблюдающееся при одновременномраспространении в пространстве нескольких волн и состоящее в стационарном(или медленно изменяющемся) пространственном распределении.
Большой энциклопедический словарь

Интерференция Радиоволн — может происходить за счет взаимодействия прямойволны с отраженной от поверхности Земли или от ионосферы; волн, прошедшихразные пути в тропосфере, или волн, отраженных.
Большой энциклопедический словарь

Интерференция Света — пространственное перераспределение энергии световогоизлучения при наложении двух или нескольких световых волн; частный случайинтерференции волн. наблюдается на.
Большой энциклопедический словарь

Интерференция Скважин — взаимодействие работающих нефтяных, газовых иливодяных скважин, пробуренных с поверхности на один продуктивный пласт илина разные, но гидродинамически связанные друг с другом пласты.
Большой энциклопедический словарь

Персистенция Вирусов — (лат. persisto постоянно пребывать, оставаться) длительное пребывание вирусов в организме животных и человека, которое может вызывать развитие заболевания.
Большой медицинский словарь

Рекомбинация Вирусов — обмен генетическими структурами между двумя вирусными геномами, происходящий в смешанно-зараженных клетках.
Большой медицинский словарь

Реконструкция Вирусов — образование вирионов in vitro из вирионной нуклеиновой кислоты и субъединиц капсида; применяется при исследовании роли отдельных компонентов вириона.
Большой медицинский словарь

Селекция Вирусов — процесс отбора вирусных клонов, обладающих определенными наследственными при знаками.
Большой медицинский словарь

Интерференция Вирусов — (от лат. inter, здесь — взаимно и ferio — ударяю, поражаю), тип взаимодействия между вирусами, при к-ром наблюдается подавление репродукции одного вируса другим в клетках.
Биологический энциклопедический словарь

Ассоциативная Интерференция — См. ассоциативное запрещение (1).
Психологическая энциклопедия

Интерференция — (от лат. inter - взаимно, между собой + ferio - ударяю, поражаю) - взаимодействие 2 или большего числа одновременных или последовательных процессов, при котором возникает нарушение.
Психологическая энциклопедия

Интерференция Навыков — (англ habit interference) - негативный эффект переноса навыков; состоит в том, что выполнение (освоение) одного навыка затрудняет выполнение (освоение) др. Исследования интерференции.
Психологическая энциклопедия

Интерференция Проактивная — - явление деятельности мнемической, состоящее в ухудшении сохранения заучиваемого материала под влиянием предварительно заученного (интерферирующего) материала.
Психологическая энциклопедия

Интерференция Ретроактивная — - ухудшение сохранения заученного материала, вызванное заучиванием или оперированием с последующим (интерферирующим) материалом. Относительная величина ее уменьшается.
Психологическая энциклопедия

Интерференция Селективная — - явление деятельности мнемической (-> память), выражающееся в задержке ответа на вопрос в результате непроизвольного влияния на него значения слова. Наглядно выступает.
Психологическая энциклопедия

АМИКСИН ® — современное противовирусное и иммуностимулирующее средство; способствует образованию в организме четырех видов интерферонов (альфа, бета, гамма и лямбда).

Узнать подробнее про АМИКСИН ® …

Противовирусные препараты с иммуностимулирующей активностью могут рекомендоваться как при лечении гриппа, так и других ОРВИ. С их помощью можно сократить сроки болезни и предотвратить развитие осложнений.

Прием противовирусного препарата АМИКСИН ® возможен на любой стадии простуды и гриппа по рекомендации врача.

Как принимать препарат?

В сезон простуды и гриппа прием противовирусных и иммуномодулирующих препаратов помогает снизить вероятность заболевания.

АМИКСИН ® — современный противовирусный и иммуномодулирующий препарат, используемый в комплексной терапии целого ряда вирусных инфекционных заболеваний, в том числе гриппа, ОРВИ и герпеса.

Подробнее о препарате…

Иммуномодулирующие препараты — одни из важных составляющих комплексной терапии гриппа и других ОРВИ.

Функции и механизм действия интерферона в человеческом организме

Интерферон — это белковая молекула, которая обеспечивает противовирусный иммунитет. При этом она обладает неспецифической активностью, то есть действуют не на возбудителя какого-то конкретного заболевания, а на все вирусные частицы в целом. Если сказать обобщенно, то интерферон — универсальный защитник организма, который начинает действовать еще до того, как в работу включатся остальные звенья иммунитета [1] . Препараты интерферона применяются даже в терапии онкологии: они подавляют опухолевый рост.

Клетки вырабатывают этот защитный белок в ответ на действие вирусов, бактерий, опухолевых клеток или продуктов их метаболизма. Стимулировать их выработку могут и лекарственные препараты — индукторы интерферона. Молекулы последних, попадая в кровь и межклеточную жидкость, связываются с рецепторами зараженных или поврежденных клеток. Они запускают сложный каскад реакций, приводящих к образованию специфических белков. В результате клетка перестает воспроизводить вирусные частицы, расщепляет их генетическую структуру, а поверхность этой клетки становится менее проницаемой для внутриклеточных паразитов.

Кроме действия на сами зараженные клетки, интерфероны стимулируют активность других звеньев иммунитета, контролируют воспалительную реакцию [2] и даже могут защитить организм от опухолей. Это свойство активно изучают и уже используют для борьбы с некоторыми видами рака [3] .

Молекулы интерферона отличаются между собой по генетической структуре, типу клеточных рецепторов, на которые они действуют, даже по участкам ДНК, которые кодируют их состав. Все интерфероны делят на 3 типа.

• К первому типу относят альфа-интерферон, который имеет 13 различных структурных вариантов, а также бета-, каппа-, эпсилон- и омега-.
• Второй тип представлен только одним типом, гамма-интерфероном.
• Относительно недавно, в 2002 году, был открыт и третий тип молекул, лямбда-. Это отдельное семейство интерферонов, которое отличается от всех предыдущих генетическим строением и даже типом рецепторов, с которыми они взаимодействуют. Но по своей биологической активности лямбда-интерфероны очень похожи на первый тип [4] .

Не стоит относиться к интерферонам как к панацее от всех бед. Во-первых, некоторые вирусы могут подавлять образование специфических белков внутри зараженных клеток, что значительно снижает эффективность противовирусной защиты.

Поэтому прежде чем начинать лечение препаратами интерферона, нужно внимательно изучить пользу и возможный вред от их приема.

Лекарственные средства на основе интерферона доказали свою эффективность [5] в лечении широкого круга заболеваний: герпетических инфекций, ВПЧ, острых и хронических форм вирусного гепатита, рассеянного склероза, волчанки, гриппа и многих других вирусных и бактериальных инфекций. Применяют интерферон и при терапии онкологических заболеваний, а также СПИДа. И это притом, что по меркам медицины открыли его совсем недавно. Это произошло в 1957 году при проведении опытов на мышах. Ученые обратили внимание, что животные, заразившиеся одним вирусом, становились невосприимчивы к другому вирусному заболеванию. Это явление было названо интерференцией, а вещества, которые ему способствовали — интерферонами. Оказалось, что интерфероны вырабатываются не только у мышей, но и у всех млекопитающих, в том числе у человека. Началось изучение возможности промышленного производства веществ, обладающих противовирусным эффектом.

Однако долгое время применение интерферонов было ограничено из-за несовершенства процедуры их получения. Выделять это вещество из крови человека-донора было сложно, дорого и неэффективно.

В 1980 году в Японии впервые использовали для производства интерферона специально выращенную культуру лимфобластных клеток. А в 1981 году в США вместо клеток человека использовали культуру дрожжевых грибков. С помощью генной инженерии в геном ввели ген, который кодирует производство молекулы интерферона. Это позволило значительно упростить производство препарата [8] .

По способу производства существует четыре основных разновидности этого препарата: лейкоцитарный, лимфобластоидный, рекомбинантный и пегилированный.

После получения такой препарат очищают и концентрируют. В него могут входить все виды интерферонов и другие биологически активные вещества. Это одновременно и плюс, и минус. Преимущество такого препарата — его высокий потенциал биологического действия. Недостаток — высокая вероятность побочных эффектов при внутримышечном введении.

Лимфобластоидный интерферон получают не от человека-донора, а из культуры лимфобластных клеток, которые также обрабатывают веществами, стимулирующими иммунный ответ. Такие препараты содержат определенное соотношение различных видов интерферона и не так часто вызывают побочные эффекты.

Пегилированные, или ПЭГ-интерфероны — это рекомбинантные белковые молекулы, соединенные с полиэтиленгликолем. Такое соединение увеличило срок действия интерферона в организме.

ПЭГ растворим в воде, не вступает в биологические реакции в организме и не вызывает иммунного ответа. При присоединении ПЭГ молекула интерферона значительно увеличивается в размерах. А это, в свою очередь, увеличивает период полувыведения препарата.

Объединить интерфероны в однородные группы по методу получения, формам выпуска и показаниям не получится. Каждый препарат имеет свои особенности применения, эффективность при определенных заболеваниях. В зависимости от степени очистки и других факторов какие-то препараты с одним и тем же видом иммуноглобулина могут применяться только местно, а какие-то можно использовать в виде инъекций.

Поэтому при выборе препарата интерферона стоит ориентироваться не только на общую характеристику группы веществ, но в первую очередь на рекомендации врача и инструкцию по применению конкретного препарата.

Интерферон в виде инъекций применяют при системных заболеваниях, таких как гепатит, опухоли или рассеянный склероз. Препарат в виде капель в нос подходит для лечения риносинуситов и профилактики ОРВИ. Капли в глаза помогут при конъюнктивите. Суппозитории можно использовать при многих заболеваниях, в том числе у детей. А гель подходит для смазывания носа или кожи.

Интерфероны защищают организм от вирусов, бактерий и опухолевых клеток. Они обладают сложным биологическим действием. Но современная медицина научилась создавать аналогичные вещества и использовать их. Однако подбор подходящего препарата — задача, которую может решить только врач.

Преимущества этого препарата — максимум выработки интерферона уже в первые сутки от начала приема и активация четырех видов интерферонов. Увеличение концентрации интерферонов в отдельных органах может достигаться уже через 4 часа.

Все индукторы интерферона обладают индивидуальными характеристиками, показаниями и противопоказаниями. Поэтому препарат нужно выбирать внимательно, только после прочтения инструкции. С особой осторожностью нужно подходить к выбору лекарства, если его нужно принимать детям. Для детей существуют отдельные формы выпуска.

И, конечно, никогда нельзя заниматься самолечением. Любые препараты нужно принимать только по согласованию с врачом.

• 1789
• 1,2
• 0
• 5

Подавление экспрессии мутантного гена TTR, вызывающего семейную амилоидную полинейропатию: РНК-индуцируемый комплекс выключения гена (RISC) совместно с интерферирующей РНК (siRNA) бесстрашно летит навстречу злобной патогенной мРНК-мишени, предвкушая расправу.

иллюстрация авторов статьи

Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.

Семейная амилоидная полинейропатия (FAP), или наследственный транстиретиновый амилоидоз (hATTR), связана с различными точечными мутациями в гене, кодирующем транстиретин (TTR). В норме он вырабатывается гепатоцитами и осуществляет транспорт витамина А вместе с тиреоидными гормонами к периферическим тканям. Определенные мутации способствуют тому, что мономеры этого белка неправильно сворачиваются и образуют аморфные олигомеры, которые сливаются в фибриллы (рис. 1). По некоторым данным, именно небольшие олигомеры обладают наибольшей токсичностью в клетках [2].

Рисунок 1. Синтез мутантного варианта транстиретина и влияние на этот процесс патисирана. Без лечения мРНК TTR транслируется в белок, который в норме состоит из четырех субъединиц. Мутантные мономеры белка сворачиваются неправильным образом и образуют аморфные олигомеры, кластеры нефиксированного размера, сливающиеся в фибриллы. Образование фибрилл может привести к развитию нейродегенеративных заболеваний и проблемам с сердечно-сосудистой системой.

На начальных стадиях заболевания фибриллы накапливаются в периферической нервной системе, вызывая прогрессирующую полинейропатию. Пациент чувствует мышечную слабость, онемение, боль, позднее происходит иммобилизация. На терминальных стадиях амилоиды препятствуют работе почек и сердца. Насчитывается более 120 амилоидогенных мутаций, определяющих различный характер проявлений наследственного транстиретинового амилоидоза (рис. 2). Заболевание проявляется в среднем возрасте, неумолимо прогрессирует и вызывает смерть через 5–10 лет [3]. К счастью, в мире им страдают лишь около 50 000 человек [4]. По данным Комитета по лекарственным средствам для орфанных заболеваний (COMP), в Европейском союзе частота встречаемости транстиретинового амилоидоза составляет 0,2 на 10 000 человек.

Рисунок 2. Связь генотипа с клиническими проявлениями при транстиретиновом амилоидозе (hATTR). До появления патисирана спасением для таких пациентов являлась трансплантация печени. В Европе также используют препарат тафамидис, который стабилизирует транстиретин. Он связывается с тетрамером и не дает ему диссоциировать на мономеры. Однако в США он так и не смог получить одобрение [5].

А вот один из молекулярных механизмов эукариот уже подарил нам первое лекарство и надежду на лечение огромного спектра заболеваний. Попробуем разобраться в тернистом двадцатилетнем пути с момента открытия РНК-интерференции до первого официально одобренного FDA (Food and Drug Administration, Управление США по контролю за лекарствами и пищевыми продуктами) препарата.

Воздействовать на белок мы можем принципиально тремя способами. Можно придумать молекулу, которая будет связываться с уже синтезированным белком, препятствуя его работе, или, напротив, побуждая его к действию. Так работает большинство лекарств, например, известный анальгетик и жаропонижающее средство ибупрофен ингибирует фермент циклооксигеназу (ЦОГ), уменьшая выработку простагландинов — веществ, ответственных за воспаление [20].

Но ученые мечтают о новых возможностях: о выключении таргетного гена, вызывающего генетическое заболевание, на уровне ДНК (нокаут) и о выключении без затрагивания самой последовательности ДНК на уровне РНК (нокдаун).

Рисунок 3. Центральная догма молекулярной биологии. Генетическая информация, закодированная в ДНК, переходит в мРНК, и уже с нее синтезируется полипептидная последовательность. Нуклеотиды одной цепочки нуклеиновой кислоты могут быть соединены с нуклеотидами другой по правилу комплементарности. В процессе транскрипции синтезируется смысловая цепь мРНК, и, зная ее последовательность, мы можем синтезировать комплементарную ей цепочку, или антисмысловую цепь.

Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

Процесс начинается с того, что поступившая в клетку экзогенная двухцепочечная РНК связывается с рибонуклеазой Dicer (да-да, как та самая овощерезка), которая нарезает ее на небольшие фрагменты длиной 20–25 пар нуклеотидов, с двумя неспаренными основаниями на каждом конце. Такая длина, видимо, оказалась оптимальной для специфического связывания с мишенью. Эти фрагменты взаимодействуют с белковым комплексом RISC, который отщепляет одну из цепей РНК, оставляя вторую на съедение нуклеазам (ферментам, расщепляющим нуклеиновые кислоты), и путешествует с ней по клетке в поисках таргетной мРНК. Обнаружив ее, белок Аргонавт из комплекса RISC разрезает свою мишень (рис. 1 и 4).

Рисунок 4. РНК-интерференция. Сверху представлена схема строения малой интерферирующей РНК (siRNA). Экзогенная двухцепочечная РНК разрезается ферментом Dicer и встраивается, расплетаясь, в белковый комплекс RISC. Готовый к работе, совместно с siRNA, он путешествует по клетке. При встрече с комплементарной мРНК комплекс индуцирует ее деградацию. Таким образом, клетка уничтожает потенциально вирусную РНК, препятствуя синтезу вирусных белков, а также борется с транспозонами.

Этот механизм выполняет защитную функцию против вирусов, которые стремятся заполучить контроль над клеткой, предоставляя ее белковой машинерии инструкции по производству вирусных агентов. Также интерферирующие РНК могут быть полезны клетке в борьбе с мобильными генетическими элементами, которые активируются при делении клетки и нарушают нормальную работу ее генетического аппарата.

Также стоит отметить, что РНК-интерференция является не единственным механизмом регуляции экспрессии генов. Для трансляции необходимо, чтобы мРНК была одноцепочечной, поэтому при попадании одноцепочечной антисмысловой РНК в клетку блокируется процесс синтеза белка, а также активируется РНКаза H, разрушающая транскрипт.

В каких случаях мы можем использовать этот изящный механизм?

Проблема с применением большинства таких методов для лечения человека заключается в низкой селективности редактирования, что может вносить дополнительные мутации в геном. Клетки могут перерождаться в раковые, уходить в апоптоз. Данные побочные действия затрудняют применение описанных подходов для лечения генетических заболеваний человека.

Всего этого можно избежать, выключая гены с помощью РНК-интерференции. Очень перспективна разработка антивирусных лекарств, препятствующих связыванию вирусных белков с таргетной клеткой, а также противоопухолевых препаратов.

Так что же останавливало ученых в реализации этой простой идеи?

Все, кто работал в лаборатории с РНК, знают ее коварство: она быстро деградирует под действием РНКаз, находящихся на поверхности кожи, в слюне, и в большом количестве в кровяном русле. Получается, что препарат просто не успевает добраться до нужных клеток, гены которых необходимо выключить с помощью RNAi.

После долгих и дорогостоящих попыток фармкомпании практически потеряли надежду на терапевтическое применение этого механизма. Однако решение было найдено [13]. Сегодня у одной только компании Alnylam известно семь препаратов на основе РНК-интерференции, находящихся на разных стадиях клинических испытаний (табл. 1).

Таблица 1. Стадии клинических испытаний препаратов. Источники: [14] и clinicaltrials.gov

Лекарство	Заболевание	Стадия клинических испытаний
Patisiran	Наследственный АТТР амилоидоз	Одобрен
Givosiran	Острые печеночные порфирии	Поздняя стадия (фаза 2–3)
Fitusiran	Гемофилия и редкие кровотечения	Поздняя стадия (фаза 2–3)
Inclisiran	Гиперхолестеринемия	Поздняя стадия (фаза 2–3)
ALNTTRsc02	АТТR амилоидоз	Ранняя стадия (фаза 1–2)
Lumasiran	Первичная гипероксалурия типа 1	Ранняя стадия (фаза 1–2)
Cemdisiran	Болезни, связанные с системой комплемента	Ранняя стадия (фаза 1–2)
* Интересно, что некоторые препараты несут в себе название siRNA, например, Givosiran, Inclisiran; а некоторые препараты, являющиеся антисмысловыми цепочками РНК — Alicaforsen, Inotersen.

Патисиран — первый олигонуклеотидный препарат на основе РНК-интерференции

Рисунок 5. Нуклеотидная составляющая патисирана представляет собой короткую 21-буквенную двуцепочечную РНК из смысловой и антисмысловой цепей, которая комплементарна таргетному гену транстиретина (TTR). Для бóльшей устойчивости, некоторые из нуклеотидов О-метилированы (Um, Cm), а на 3′ концах пришиты два тимидина (dT). Молекулярная формула лекарства — C₄₁₂H₄₈₀N₁₄₈Na₄₀O₂₉₀P₄₀. Молекулярный вес составляет 14 304 Да.

Впервые система доставки малых двухцепочных РНК была предложена в 2010 году и после развивалась вплоть до первого успешного клинического испытания в 2016, которое показало возможность применения РНК-интерференции для лечения генетических заболеваний человека [13].

Липидные наночастицы, защищающие РНК, состоят из внешнего слоя, образованного липидами с полиэтиленгликолем и холестерином, и внутренней полости, заполненной буфером, в которой находятся окруженные катионными частицами интерферирующие агенты (рис. 6).

Рисунок 6. Строение липидных наночастиц. Для создания липидных наночастиц эмпирически был разработан специальный протокол, сочетающий различные буферы и типы липидов: смешиваются ионизированные катионные липиды с siRNA в буфере с низкой ионной силой, за счет чего РНК сближаются с липидами и собираются в наночастицы (разноименные заряды катионных липидов и РНК притягиваются). Далее собранные структуры покрываются вспомогательными липидами, холестерином и липидами с полиэтиленгликолем (ПЭГ).

Таким образом, препарат таргетно доставляется в гепатоциты — клетки, продуцирующие амилоидный транстиретин.

Клинические испытания

Для патисирана все клинические испытания прошли успешно. В последней, третьей фазе участвовало 225 пациентов с наследственным транстиретиновым амилоидозом (hATTR), из которых 77 получали плацебо. Ключевым показателем оценки состояния пациентов являлась модифицированная шкала ухудшения нейропатии (mNIS+7). Также использовали тест на ходьбу на расстояние 10 м, оценку индекса массы тела и опрос о качестве жизни. Наблюдение продолжалось в течение 18 месяцев. mNIS+7 ранжируется от 0 до 304 баллов: чем больше, тем хуже состояние пациента (рис. 7). По всем показателям выявили значимое улучшение состояния пациентов по сравнению с группой, принимавшей плацебо [16].

Рисунок 7. Динамика изменений средних значений модифицированной шкалы ухудшения нейропатии (mNIS+7). Разница между группами составляет 34,0 пунктов при p

Во время клинических испытаний возникли побочные эффекты: у 10% пациентов, принимавших лекарство, и 3%, принимавших плацебо, выявили инфекции верхних дыхательных путей. У всех пациентов наблюдали падение концентрации витамина А в крови (вспомним функции транстиретина).

FDA одобрило лекарство для всех стадий заболевания 10 августа 2018 года — так, патисиран стал не только первым одобренным препаратом для лечения наследственного транстиретинового амилоидоза, но и первым одобренным средством, в механизме работы которого лежит РНК-интерференция [17].

Комитет по лекарственным средствам для человека (CHMP), входящий в Европейское агентство лекарственных средств (EMA), рекомендовал предоставить разрешение на применение патисирана для лечения наследственного транстиретин-опосредованного амилоидоза у взрослых пациентов с полинейропатией 1 или 2 стадий. Значимого улучшения состояния пациентов с 3 стадией заболевания, по результатам клинических тестов и судя по комментариям представителя компании, достичь не удалось.

Лекарство будет доступно в виде раствора для внутривенного введения с концентрацией активного компонента 2 мг/мл. Примечательна периодичность инъекций: один раз в три недели.

На данный момент стоимость годового курса составляет $450 000, в ближайшее время предполагается снижение стоимости до $350 000. Назначение патисирана, к сожалению, не покрывается всеми страховыми планами.

Компания Alnylam предоставляет несколько типов финансовых тарифов для пациентов разных категорий. Рассмотрим два из них:

1. У пациента есть коммерческая страховка.Компания предоставляет программу быстрого старта, обеспечивающую до трех доз лекарства в ожидании подтверждения страхового покрытия без каких-либо затрат. После подтверждения лечение полностью оплачивается страховой фирмой.
2. У пациента нет страховки или его заболевание не подпадает под страховой случай.Компания может предоставить лекарство бесплатно, если у пациента есть Medicare, Medicaid (национальные системы страхования в США) или любое другое спонсируемое правительством страхование. Также покрытие полной стоимости или ее части возможно за счет нескольких частных фондов и благотворительных организаций. В данном случае пациенту приходится ждать соблюдения всех формальностей, он не получает лечение сразу.

Нам удалось узнать подробнее о планах компании Alnylam на расширение рынка препарата. На данный момент патисиран доступен на территории США, о продаже на территории России речи пока не идет. Авторы надеются, что с течением времени терапия станет ближе для бóльшего числа больных.

Кто нас ждет теперь?

Как мы смогли убедиться, создание RNAi-препаратов сопряжено с огромными трудностями, связанными с доставкой хрупких РНК к клеткам. Сегодня остается еще много вопросов касательно дизайна и применения липидных наночастиц.