Господин Свещаров
Биологичен калейдоскоп (23)

Какво ново около интерферона? Специализирани белтъци унищожават „молекулярните пирати“. Генното инженерство помага за получаване на интерферони. Нови надежди в борбата срещу инфекциозните и злокачествените заболявания

Човечеството отново е на път да изживее радостно опиянение от съобщението, че най-после е намерено лекарство срещу всички болести — интерферонът! Подобни чувства вълнували хората през 30-те години на нашия век, когато Герхард Домак открил сулфонамидите. Към края на 50-те години тези препарати едва не изпаднаха в забвение, след като на пазара се появиха антибиотиците. Впоследствие се оказва, че и те съвсем не са отдавна търсената панацея, и затова учените отново обърнаха поглед към естествените защитни механизми на организма. Защото болестотворните микроорганизми и особено вирусите притежават неподозирано големи съпротивителни сили срещу „изкованите“ от хората оръжия…

Известно е, че вирусите са облигатни вътреклетъчни паразити, които продължават да поставят пред биолози и медици трудни за разрешаване проблеми. Попаднали веднъж в клетката, те започват да й диктуват изпълнението на своя собствена програма, изразяваща се в многократно възпроизвеждане на точни свои копия. Нападнатата клетка бързо изчерпва ресурсите си и загива.

Не бива да се остава обаче с убеждението, че клетката е беззащитна срещу болестотворните вируси и че победител в техния двубой е винаги нашественикът. Тя води отчаяна борба срещу инфекциозните агенти. Една от най-важните нейни защитни прояви е образуването на така наречения интерферон.

Името му произлиза от английската дума интерфайър, която означава намесвам се, преча. Самото вещество е открито през 1957 година от Айзакс и Линдеман. Чрез осъществяването на прост, но ефектен опит те установили, че инфектирани с грипни вируси (предварително омаломощени с топлина) клетки от пилешки ембриони започват да изработват и отделят особен вид белтък, който възпрепятствувал заразяването на тъканите с живи грипни вируси. Явно в приготвената от изследователите среда имало „нещо“, останало от първоначалното инфектиране. То правело клетките невъзприемчиви към новата инфекция. Това „нещо“ беше наречено интерферон.

В началото на 60-те години беше направено важното откритие, че интерферон произвеждат всички клетки — от бактериалните до човешките. Оказва се, че този белтък ограничава, но не пречи напълно на размножаването на вирусите, и помага на организма да оздравее, преди още да са се образували антителата.

По своята химична природа интерферонът представлява нискомолекулен белтък, изграден от аминокиселини и известно количество въглехидрати, включително гликозамин. За да бъдем съвсем точни, веднага трябва да кажем, че няма един единствен вид интерферон, а най-различни видове, чието молекулно тегло варира от 30 000 до 130 000.

В специализираните списания непрекъснато се появяват съобщения, които показват, че сложните проблеми около производството на интерферони ще бъдат разрешени в най-скоро време. Така например в Съветския съюз изследванията върху интерферона са започнали още през 1958 година. Както съобщава акад. В. Д. Соловьов от Института по епидемиология и микробиология „Гамалея“, съветските медици за пръв път в световната практика са приложили интерферон профилактично срещу един грипен щам по човека през зимата на 1965–1966 година. Промишленото производство на интерферон е организирано с помощта на лабораторията по биосинтеза на интерферон при споменатия институт и в други градове на СССР — Перм, Уфа, Тбилиси, Томск и други, където са изготвени почти 8 милиона комплекта ампули с интерферон. За медицински цели интерферонът там се получава от левкоцитите (белите кръвни клетки) на донорска човешка кръв. Така полученият белтъчен препарат обаче е все още скъп и дефицитен, както и повечето препарати, получавани от човешка кръв. Затова сега се разработва технология за получаването на интерферон от фибробласти (клетки на съединителната тъкан).

Специалисти от Стенфордския университет съобщиха наскоро, че са провели успешно лечение на хроничен вирусен хепатит чрез ежедневни инжекции с интерферон. Ако се докаже, че въпросното заболяване може да се излекува напълно чрез интерферонови инжекции, това би означавало, че по същия начин в бъдеще успешно ще могат да се лекуват енцефалитите, бесът, а също и някои видове рак. Основание за това е все по-налагащото се становище, че главни виновници за някои видове раково израждане на клетките са така наречените онкогенни вируси. Бързам веднага да съобщя, че до този момент най-обнадеждващи резултати от прилагането на интерферона като средство срещу злокачествено изродените клетки има главно в областта на ветеринарната медицина. Със сигурност е установено, че инжектирани с интерферон животни по-трудно прихващат и развиват тумори, които на неинжектираните с интерферонсъдържащи препарати животни, се прихващат 100%.

Към средата на 1982 година японската агенция Киодо съобщи за интересни лабораторни експерименти с гама-интерферон. Оказало се, че той потиска развитието на белодробен рак у човека. Екип от изследователи в университетската болница на град Нагоя използвал проби от четири различни вида ракови клетки, като всяка проба съдържала по 200 000 клетки.

Пробите били поставени в лабораторни съдове и обработени с доза от 100 единици гама-интерферон. И четирите вида ракови клетки спрели да се развиват след внасянето на гама-интерферона, а в някои случаи повече от половината от клетките били унищожени. В различни серии от опити изследователите приложили дози от 1000 единици алфа– и бета-интерферон върху същите видове ракови клетки. Алфа-интерферонът потиснал развитието само на един от четирите вида, докато бета-интерферонът бил ефикасен срещу два от видовете ракови клетки.

Японските изследователи смятат, че гама-интерферонът има много по-силно противораково действие в сравнение с другите два изпробвани вида интерферон. Те предполагат, че то ще се прояви и при клинични изпитания. Съществува обаче вероятност гама-интерферонът да поразява и здравите клетки. Затова сега се провеждат изследвания, които ще установят какви са страничните му въздействия.

От поставени преди години опити бе известно, че алфа-интерфероните могат да бъдат ефикасни за пациенти с рак в напреднал стадий на развитие. За съжаление прилагането на този интерферон при споменатите пациенти не ги е излекувало напълно. В повечето случаи се е стигало само до намаляване на тумора. Както са показали опитите с лабораторни животни, за да има ефект, интерферонното лечение трябва да се прилага в десетократно по-високи дози от тези, използвани в клиничните опити. Знаело се е също така, че пациентите можели да понасят 20 пъти по-високи дози интерферон, но за кратък период — никой не можел да каже, как ще реагира организмът им на високи дози през един по-продължителен период. От други опити е известно, че лечение с по-ниски дози интерферон стимулира произвеждането от болния организъм на по-големи количества „клетки-убийци“, които могат да се окажат по-ефикасно средство особено срещу туморни рецидиви.

Най-последните клинични изследвания с интерферони показаха, че високи дози от тях причиняват странични ефекти, изразяващи се във временна треска, умора и отпадналост. Пациентите се чувствували така, като че ли са болни от грип. Това даде основание на експериментаторите да изкажат предположението, че симптомите на грипа се дължат може би не толкова на самия вирус, колкото на естествената защита на тялото срещу него — на интерферона. Също така доскоро нямаше доказателства за това, че някои хора имат естествени антитела срещу интерферон. Неотдавна една 77-годишна французойка даде първото регистрирано доказателство за съществуването на такива антитела.

Всички тези резултати от наистина елегантно проведени с интерферони изследвания доведоха до заключението, че те не са „лекарството-чудо“, за което малко прибързано бяха обявени към края на 70-те години. Сега вече се знае, че интерферонът и приложението му в медицинската практика са нещо твърде по-сложно, отколкото се предполагаше в началото, и че с него няма да може да се лекуват лесно почти всички болести — от баналната настинка до рака.

Последните съобщения на научните списания говорят, че изследванията в областта на интерферона се развиват изключително бързо и много перспективно. Още преди четири години английски специалисти предложиха метод за промишлено получаване на интерферон, който се базира на култура от миши клетки. А те могат да се получават евтино и безгранично. Към средата на 1980 година учени от Японския институт за ракови изследвания оповестиха, че са разработили нов, направо революционен метод за производство на големи количества интерферон чрез методите на генното инженерство.

За подобни методи съобщиха и няколко лаборатории от Белгия и Швейцария, както и ставащите все по-могъщи фирми „Байоджин“ и „Джининтек“ за прилагане на генното инженерство в промишлен мащаб. Особено успешни са били опитите, проведени от последната фирма — нейните модифицирани бактерии произвеждали доста много интерферон — до 250 милиона единици на литър култура. Полученият препарат бил изпробван за противовирусна активност върху маймуни. Шест животни били разделени на две контролни групи и заразени с вируса на енцефаломиелита. Маймуните нямали имунитет към тази инфекция и били обречени на гибел. Трите маймуни от първата контролна група умрели няколко дни след заразяването. На втората група 4 часа преди заразяването и след това неколкократно след заразяването инжектирали венозно бактериален интерферон по един милион единици. И трите маймуни от втората група останали живи. Абсолютно същите резултати се получили и при едновременно провеждане на опити с прилагане на естествен интерферон, отделен от човешки лимфоцити. Може да се каже, че бактериалният интерферон успешно е издържал първите си предклинични медикобиологични изследвания.

Макар специалистите да са на мнение, че методите им се нуждаят от допълнително усъвършенствуване, може да се приеме, че те вече достатъчно добре са разкрили пътя за масовото производство и приложение на интерферона в практиката. Затова не бива да се учудим, ако научим, че рентабилните методи на генното инженерство вече са дали в ръцете на лекарите достатъчно интерферони за борба с вирусите и рака.

Интересно съобщение за лечение на разсеяната склероза с интерферон бе направено през 1981 година от Л. Джейкобс и сътрудниците му в отделението по невробиология на Нюйоркския университет. Разсеяната склероза е извънредно тежко хронично заболяване на нервната система, при което в главния, гръбначния мозък и в периферните нерви се развиват множество огнища на поражение. Има някои данни, че това заболяване частично се предизвиква от вирусна инфекция. До този момент лекарите не са намерили метод за ефективно лечение на тази болест.

Джейкобс и сътрудниците му разделили 20 болни (15 жени и 5 мъже) на възраст от 15 до 40 години, на две групи: основна (от 7 жени и 3 мъже) и контролна (от 8 жени и 2 мъже). Болните от основната група били инжектирани с фибробластен интерферон в гръбначномозъчния канал. На контролната група вместо интерферон инжектирали физиологичен разтвор. Лечението продължило 6 месеца, като през първият месец интерферон с активност 10⁷ единици на 1 милиграм белтък бил инжектиран два пъти седмично, а през следващите 5 месеца — един път месечно, и то с активност 10⁶ ед/мг. Резултатът от лечението се оценявал чрез намаления брой влошаване на състоянието и промяната в самочувствието на пациентите.

При получилите интерферон болни влошаване на състоянието се констатирало значително по-рядко, отколкото в контролната група. В основната група подобрение в здравословното състояние настъпило при 5 болни, при 4 останало без промени и при 1 се влошило. В контролната група у 5 болни било констатирано влошено самочувствие, при 4 състоянието останало непроменено и при 1 се подобрило. Лечението било толкова по-ефективно, колкото по-малък брой кризи били констатирани при болните в сравнение е началното състояние. Експериментаторите смятат, че използването на интерферон при лечение на разсеяната склероза може да даде положителен ефект, ако приложението му започне в самото начало на болестта. Резултатите от изследванията показват още, че за развитието на разсеяната склероза голяма роля играе и вирусната инфекция.

В Института по обща генетика към АН на СССР група изследователи под ръководството на доктора на медицинските науки Г. Засухина откриха ново свойство на интерферона. Ако към клетъчна култура от кокоши ембриони след въздействие с ултравиолетови или с гама-лъчи (или с етиленамин) се прибави интерферон, предизвиканите в клетките от тези фактори мутации (хромозомни аберации) ще бъдат 2–3 пъти по-малко в сравнение с клетки, към които вместо интерферон е добавяна обикновена хранителна среда, същият резултат е получен при аналогични опити с човешки клетки, на които е било въздействувано с химичен мутаген — 4-нитрохинолин-1-оксид. Оказва се, че освен срещу вирусите интерферонът може да защити клетката и от действието на мутагенните вещества.

Наблюдаваният от съветските учени антимутагенен ефект има голямо значение за хората. Добре известно е, че замърсяването на околната среда оказва неблагоприятно влияние върху всички нива на организация на живота и най-вече на основната градивна единица на организмите — клетката, независимо от притежаваната от нея определена устойчивост спрямо външни въздействия. Съвременното индустриално общество стовари върху клетките истински порой от отровни вещества, някои от които са канцерогенни, т.е. могат да предизвикват образуване на злокачествени тумори. Както се доказа през последните години, тази способност е в тясна връзка с мутагенните свойства на вредните вещества. Поради това е извънредно важно да се намерят вещества, които да повишат съпротивителните сили на клетките срещу опасно действуващите мутагени. Дали интерферонът наистина притежава отдавна търсеното универсално действие срещу замърсителите на околната среда, ще покажат по-нататъшните опити в тази насока.

Наскоро беше съобщено, че една фармацевтична компания изпитва нов метод за лекуване на така наречените простудни болести, които се предизвикват от парагрипни вируси. При този метод не се използват интерферонсъдържащи препарати, а чрез аерозоли се вкарват синтетични вещества, които „залъгват“ клетките, че са нападнати от вируси. Излъганите клетки веднага започват да синтезират интерферон и сами се справят с болестта. Работи се също така за създаването на стимулатори за производство на собствен интерферон и се смята, че те ще бъдат особено полезни при грипните епидемии.

В заключение може смело да кажем, че научноизследователската дейност в областта на интерфероните се развива изключително бързо и много перспективно. Опиянението от прибързано направените първоначални съобщения за чудотворното действие на интерферона вече премина и сега изследователите не възлагат свръхголеми надежди на него. Както вече видяхме, получени са безспорни резултати за ефекта на интерферона срещу вирусните инфекции и при някои видове рак, но още е твърде рано да се дава оценка как различните видове интерферони действуват при различните видове ракови заболявания. Понастоящем голям брой институти по света провеждат клинични изследвания, които ще позволят в бъдеще да се даде такава преценка.

Засега най-големият успех на учените са създадените генноинженерни методи за получаване на големи количества евтини интерферони. За сравнение искаме само да припомним, че преди около 5 години Финландия беше единственият производител на противотуморни интерферони. Тогавашната технология за получаване на интерферон изискваше над 30 000 литра човешка кръв годишно, за да се получат едва 100 милиграма интерферон. С това количество от скъпоценното вещество можеше да се лекуват около 500 болни от рак, като цената на един лечебен курс беше направо фантастична. По сведения на западногерманското списание „Бунте илустрирте“ по това време 1 грам интерферон е струвал 100 милиона западни марки!

У нас също се правят проучвания за получаване и използване на интерферон. Институтът по молекулярна биология при БАН започна работа по изпълнението на една специализирана програма за интерферона. В Института по педиатрия от няколко години се правят опити за лечение с интерферон на някои вирусни заболявания на дихателните пътища или при пневмонии, както и за профилактични цели.

Няколко седмици след предаването на ръкописа на настоящата книга в редакцията в мартенския брой от 1983 година на списание „Бритиш медикъл джърнъл“ излезе една обзорна статия от д-р К. Сайкора и Смедли — двама известни изследователи в областта на интерферона. В нея учените предупреждават, че интерферонът не се оказал за рака това, което беше пеницилинът за бактериалните инфекции. Тази констатация, заедно със станалия наскоро известен факт, че интерферонът има неблагоприятен страничен ефект, особено когато се употребява в по-големи дози, значително поохлади първоначалния ентусиазъм, с който се говореше за него в научните и популярните списания.

Независимо от тези колкото неочаквани, толкова и неприятни за специалистите констатации, те все пак продължават да имат голям интерес към интерферона. Защото оценките в науката понякога се менят доста бързо и освен това към лечебното му действие са обърнати очите на милиони болни хора по света.