Interferoni so tkivo hormoni sestavljen iz razmeroma kratkoverižnih polipeptidov, beljakovinali glikoproteini. Skupaj z interlevkini in drugimi skupinami snovi spadajo med citokine, ki sprožijo in nadzorujejo imunski odziv imunski sistem. Interferoni proizvajajo predvsem celice imunski sistem, ampak tudi s fibroblasti in predvsem nadzorujejo protivirusni in protitumorski imunski odziv.
Kaj so interferoni?
Interferoni (IFN) so endogeno tkivo hormoni sestavljen iz kratkoverižnih polipeptidov, beljakovinin glikoproteini do 166 aminokisline. Zaradi svojih lastnosti in učinkov na človeški metabolizem jih uvrščamo med citokine skupaj z interlevkini, ki imajo primerljive lastnosti in učinke, ter z drugimi skupinami snovi. Citokini sprožijo in nadzorujejo imunski odziv imunski sistem in tako opravlja vitalne naloge. Interferone lahko razdelimo v tri razrede IFN-alfa, imenovani tudi levkocitni IFN, IFN-Beta in IFN-gama. Medtem ko je večina od 23 znanih različic IFN-alfa beljakovin od 166 aminokisline IFN beta in gama sta pretežno glikoproteini, tudi iz 166 aminokislin ali 144 aminokislin v primeru gama IFN. Interferoni so pomembni za prepoznavanje in boj virusi in rakavih tumorjev. Interferoni spodbujajo in nadzorujejo kompleksne imunske odzive v specializiranih celicah imunskega sistema ali neposredno v tkivnih celicah, ki jih napadajo virusi ali drugo patogeni ali v degeneriranih tumorskih celicah. Interferonom ni treba prodreti v ciljne celice, da bi spodbudili in "razdelili svoja sporočila", ampak zgolj pristajajo na določene receptorje.
Funkcija, učinki in vloge
V sodelovanju z interlevkini, dejavniki, ki spodbujajo kolonijo, tumor nekroza dejavniki in kemokini, ki skupaj tvorijo razred citokinov, interferoni zelo močno sprožijo in nadzorujejo imunski odziv na celice, ki jih napadajo virusi ali drugih patogenih povzročiteljev. Enako velja za celice, ki so bile opredeljene kot tumorske. Po svojem načinu delovanja so interferoni primerljivi z interlevkini, čeprav je v primeru interferonov mogoče določiti določeno specializacijo za virusni napad in tumorsko tkivo. Za ljudi se lastni boj telesa proti virusom in rak je zelo pomemben in včasih ključnega pomena. Imunski odziv, ki ga zagotavljajo interferoni, je zelo zapleten. Zanimivo je, da se interferoni običajno ne borijo neposredno proti napadalnim virusom, temveč se priklopijo na določene receptorje v celicah in povzročijo, da proizvajajo določene beljakovine (encimi) s protivirusno aktivnostjo, ki pomaga okuženim celicam, da z določenimi presnovnimi procesi oslabijo virus ali ga celo postanejo neškodljivi. Ta postopek lahko poteka tudi v sosednjih, neokuženih celicah, da se lahko zaščitijo pred okužbo. Alf- in beta-IFN nudijo celicam vodeno pomoč, da si pomagajo pri svojih dejavnostih. Gama interferoni kot tkivni hormon so še posebej specializirani za aktiviranje in podporo makrofagov.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni
Alfa interferoni ne izločajo samo imunske celice, temveč tudi številne druge tkivne celice, zlasti celice, okužene z virusi oz bakterije. IFN-alfa stimulira okužene in sosednje celice, da proizvajajo določene snovi, ki razgrajujejo beljakovine encimi razgraditi virusno RNA in preprečiti, da bi virusi razmnoževali svojo RNA. Bakterijske membrane so lahko tudi delno raztopljene ali cele bakterije lahko postanejo neškodljivi in jih fagociti odpeljejo stran. Beta-interferone, znane tudi kot fibroblastni interferoni, izločajo predvsem fibroblasti, ki se nahajajo v zunajceličnem prostoru in so okuženi z virusi. Lastnosti in učinki IFN-beta so zelo podobni učinkom IFN-alfa. Lahko celo pristanejo na nekaterih receptorjih za IFN-alfa. Lastnosti gama interferonov se razlikujejo od lastnosti IFN-alfa in IFN-beta. IFN-gama izločajo pretežno celice TH1, ki so del adaptivnega imunskega sistema. Gama interferona proizvede se vsakič, ko pride v stik z makrofagi, ki predstavljajo antigen. Tako je na primer vedno bakterije fagocitirajoči makrofagi. Poleg protivirusnih in protitumorskih lastnosti ima IFN-gama tudi imunomodulatorne učinke, ker podpira prilagodljive celice imunskega sistema, ki so se prilagodile in prilagodile boju proti patogeni.
Bolezni in motnje
Interferoni v sodelovanju z interlevkini in drugimi citokini sprožijo in nadzorujejo reakcije imunskega sistema, imenovane imunski odzivi. Nekateri od teh so izjemno zapleteni procesi, pri katerih sodeluje veliko igralcev. Zato je verjetno, da bodo posamezni koraki imunskega odziva moteni ali da imunski sistem kot celota reagira prešibko ali premočno. Motnje v obe smeri lahko vodi do blagih do hudih simptomov in bolezni. Ker večina interferonov prečka tudi kri-možganov motnje pri sproščanju interferonov imajo lahko tudi znatne psihološke učinke in - v primeru oslabitve - njihove zaščitne funkcije v CNS ni več mogoče izvajati ali le v omejenem obsegu. Po drugi strani pa se umetno dobavljeni interferoni uporabljajo tudi v terapevtske namene, kot je npr multipla skleroza (MS) in hepatitis C in B. Simptomi, podobni simptomom bolezni interferona produkcija lahko pride, če je motena le funkcionalnost receptorjev na celičnih membranah. Znanih je več genetskih napak vodi do disfunkcije nekaterih receptorjev in povzročajo ustrezne simptome pomanjkanja. Interferoni nato ne morejo zasidrati ali "najti celic", na katere bi se morali pritrditi za opravljanje svojih nalog. Pri nekaterih kroničnih virusnih boleznih (virus Epstein Barr, Zoster, herpes, Borrelia in drugi) moten ravnovesje med interferona in interlevkin, ki izloča celice Th1 in Th2, že deluje. Podobna opažanja so bila tudi pri okužbah s HIV. Zato je homeostaza med različnimi citokini zelo pomembna. Glede možne sistemske prekomerne proizvodnje interferonov, ki jih ne povzročajo lokalni vnetje, so poročali o tako imenovanih "mutacijah dobička". Mutacije vodi na spremenjeno - običajno močno razširjeno - izločanje nekaterih interferonov, ki so lahko življenjsko nevarni.
