IFN-α

di

Jessica Marcon

Università degli Studi di TorinoCorso di laurea specialistica di biotecnologie molecolari

Corso di Immunologia

IFN-α Attività biologiche

• Antivirale, Antimicrobico

• Antiangiogenica

• Immunomodulatoria

• Antitumorale

IFN-αAzione antivirale

Cellular and molecular immunology. Abbas et al.

IFN-αAzione antivirale

Samuel C. Oct. 2001

IFN-αAzione antivirale: proteine effettrici

Samuel C. Oct. 2001

Attività antivirale

Impiego di IFN-α per la cura di

EPATITE CRONICA C e B

IFN-αEpatite C

• Una delle cause più frequenti di malattia epatica in tutto il mondo

• Le principali vie di trasmissione sono le trasfusioni di sangue e l'inoculo di sangue infetto (principale responsabile delle epatiti da trasfusione)

• Caratteristica: ripetersi di episodi di danno epatico risultato della riattivazione di infezione preesistente o dell'emergere di un nuovo ceppo mutato ( aumento di ALT nel siero );Infezione persistente e epatite cronica

IFN-αEpatite C

• Piccolo Virus a RNA a singolo filamento lineare, capsulato che codifica per un solo peptide successivamente processato in proteine funzionali; fam.dei Flaviviridae

• Altamente instabile dà luogo a una molteplicità di tipi e sottotipi impedito sviluppo di un vaccino

• Lunga incubazione compresa fra le 2 settimane e 6 mesi

• Alti titoli di IgG anti HCV non conferiscono immunità

IFN-α

● Epatite cronica B e C

● Leucemia mieloide cronica

● Linfoma follicolare● Melanoma● Kaposi's sarcoma● Carcinoma renale● Condyloma

acuminatum

Applicazioni cliniche:

• Parenterale• Intramuscolar

e • Sottocutanea

INFs approvati dalla FDA

Somministrazione:

ScheringPEG-IntronPeg-INF-alpha 2b

Glaxo WellcomeWellferonINF-alpha nl(lymphoblas

toid)

ScheringIntron AINF-alpha 2b

Hoffman LaRoche

Roferon AIFN-alpha 2a

ManufacturedTrade nameINF

IFN-αEpatite C TERAPIA

INF-α da solo ha costituito il trattamento standard per una decina di anni ( 6 mesi di trattamento,somministrazione 3 volte la settimana ) ma:

• Solo una parte dei pazienti rispondeva a questa terapia • Dopo il blocco della terapia la metà dei pazienti responsive era

recidiva

Perchè

• Clereance sistemica rapida • Emivita di 8 h

IFN-α Epatite C TERAPIA

Evoluzione della terapia:

Utilizzo di INF-α + Ribavirin

Ribavirin: nucleotide guanosinico sintetico che ha attività contro sia DNA che RNA virus in vitro e in vivo. Esercita la sua funzione dopo la fosforilazione a mono, di- e trifosfato.Ribavirin mostra una modesta attività contro HCV

IFN-α Epatite C TERAPIA

Prima del trattamento:Informazioni da parte del medico curante

Analisi sul genotipo del virus

Somministrazione:Interferon: somministarzione sottocute 3 volte la settimana ( 3 milioni di unità

internazionali)

Ribavirin: somministrazione orale ai pasti ( 1-1.2 g al gg )

Durata:dai 6-12 mesi ( impatto sociale ) dipende dal genotipo e dal livello di viremia

IFN-α Epatite C TERAPIA

Pro• Ribavirin INCREMENTA l'attività di INF-α

• La combinazione produce una 'susteined response' nel 40-50 % dei pazienti

Contro• Lunga durata del trattamento

• Via di somministrazione IFN-α ( personale specializzato, fai da te )

• Impatto sociale

• Effetti secondari

IFN-αEpatite C TERAPIA

La terapia più accreditata è quella con:

PEGinterferon-α + Ribavirin

dà una risposta virologica sostenuta maggiore che le altre terapie

INF-α legato covalentemente a una catena PEG (polietilen glicole ) che può essere di 40 0 12 kDa

IFN-αEpatite C TERAPIA

Perchè

• La molecola PEG protegge INF dalla degradazione enzimatica riducendo così la clearance sistemica

• Cambia la farmacocinetica e dinamica di INF-α

65%58%81%Low viraltiter¶

58%40%74%High viraltiter**

61%45%76% (p<0.01)HCV genotype 2, 3

43%39%56%Low viraltiter¶

33%13%41%High viraltiter**

36%21%46% (p<0.01)§HCV genotype 1

44%29%56% (p<0.001)§Overall

Interferon alfa plus ribavirin‡

Peginterferon alfa-2A (40 kDa) plus placebo†

Peginterferon alfa-2A (40 kDa) plus ribavirin*

SVRPATIENT GROUP

IFN-αEpatite C TERAPIA

Effetti secondari di INF-α

• Sindrome influenzale • Depressione irritabilità e confusione• Cambio del numero di globuli rossi bianchi e piastrine• Nausea diminuzione dell'appetito. Ciò può causare perdita

di peso• Irritazioni della pelle• Perdita di capelli per breve periodo• Perdita di desiderio sessuale per breve periodo

IFN-αEpatite B

• Una delle maggiori cause di morbilità; nona causa di morte nel mondo

• trasmissione del virus è usualmente associata all'esposizione percutanea diretta a materiale infetto oppure alla trasmissione materno-fetale

• l'infezione nell'individuo adulto spesso comporta epatite acuta con successiva guarigione, mentre l'infezione acquisita nell'infanzia porta invariabilmente alla cronicizzazione

• conseguenze della cronicizzazione sono rappresentate da un alto rischio di sviluppare una severa malattia epatica che spesso progredisce in cirrosi o in epatocarcinoma

IFN-αEpatite B

• virus a DNA circolare in parte ds;identificato nel 1965

• Struttura centrale nucleocapsidica (antigene core HbcAG ): dna( 4 geni principali )+ dna polimerasi dna-dipendente

• Superficie esterna lipoproteica con antigene di superficie HbsAG

• Antigene solubile HbeAG le cui sequenze sono un sottogruppo di quelle presenti in HbcAG se persiste nel siero→possibile cronicizzazione

IFN-αEpatite B

La terapia con l’IFN-α ha dimostrato la capacità di inibire la replicazione del virus e può portare alla remissione della patologia.

PEGInf-α viene utilizzato:

•Per pazienti che hanno una malattia attiva e replicazione virale •Preferibilmente prima della comparsa di segni o sintomi di cirrosi o di lesioni significative•Per pazienti con un'alta concentrazione di ALT nel siero e bassa

concentrazione di HBV DNA

Ma

•L'eradicazione è possibile solo nella metà dei casi•Terapia costosa ( bilancio fra pro e contro )

IFN-αAzione antiangiogenica e antitumorale

Inhibition of angiogenesis and vascular tumor growth by interferon-producing cells: A gene therapy approach.

Albini et al. Am J patol Apr 2000

IFN-αAzione antiangiogenica e antitumorale

In vitro: in chamber of Boyden

• Utilizzo di cellule endoteliali pretrattate con INF-α ricombinate umano esposte a fattori chemotattici e chemoinvasivi (es.contenuti nel surnatante delle cell di KS) che inducono angiogenesi

• Utilizzo di cell endoteliali trattate per 48h con il media proveniente dal surnatante di α1Am12 esposte a fattori angiogenici

Conferma della capacità di INF-alpha di inibire la migrazione e invasione di cell endoteliali

IFN-αAzione antiangiogenica e antitumorale

IFN-αAzione antivirale

IFN-αAzione antiangiogenica e antitumorale

In vivo:

● linea cellulare KS-IMM (generano tumori altamente vascolarizzati) viene transdotta dopo incubazione con il surnatante di α1Am12

ottenute cellule KS-IMM esprimenti alti livelli di IFN-α vengono isolate e inoculate in topi nudi.

● Coinuculazione di cellule KS-IMM + cellule α1Am12 in topi nudi

Dimostrata la ridotta capacità di formare tumori in vivo se comparato con cellule KS-IMM non trasdotte (CTRL)

IFN-αAzione antiangiogenica e antitumorale

IFN-αAzione antiangiogenica e antitumorale

Conclusioni:

Questi dati suggeriscono che alti livelli locali di IFN possono inibire la crescita tumorale

La terapia genica sembra essere un metodo ideale per l'applicazione locale cronica di inibitori proteici dell'angiogenesi

Questi esperimenti sono stati condotti su topi nudi in modo che il contributo della risposta specifica al tumore fosse minima

Si può dire quindi che l'attività anti-angiogenica gioca un ruolo chiave nell'inibizione del tumore

IFN-αantitumorale

• Utilizzato per varie applicazioni cliniche

• Negli ultimi anni è stata scartata come terapia in diversi tipi di cancro perché:

Target limitato

Risultati non così soddisfacenti

Preferito l’utilizzo di altre terapie cliniche o approcci sperimentali Chronic myeloid leukemia: Standard treatment options. Frame D. Am J Health Pharm. 2006 Dec

Bibliografia

Testi:● Robbins. Le basi patologiche delle malattie, A.M. Mancini 2000

● Lanciotti E. Microbiologia clinica, Casa editrice Ambrosiana 2001

● The Cytokine handbook, Angus W. Thomson 2003

● Cellular and molecular immunology. Abbas et al. 2000

Articoli:● Adriana Albini,* Chiara Marchisone,†Federica Del Grosso,† Roberto

Benelli,*Luciana Masiello,* :Inhibition of Angiogenesis and Vascular Tumor Growth by Interferon-Producing Cells Gene Therapy Approach. Am J Pathol 2000 Apr;156(4):1381-93.

● Shi-Ming Lin1, Ming-Lung Yu2, Chuan-Mo Lee3, Rong-Nan Chien1,I-Shyan Sheen1, Chia-Ming Chu1, Yun-Fan Liaw1,*:Interferon therapy in HBeAg positive chronic hepatitis reduces progression to cirrhosis and hepatocellular carcinoma. J Hepatol 46 (2007) 45–52.

Bibliografia

● RAKESH K. SINGH, MORDECHAI GUTMAN, CORAZON D. BUCANA, RICARDO SANCHEZ, NORMA LLANSA,AND ISAIAH J. FIDLER*:Interferons alpha and beta down-regulate the expression of basic fibroblast growth factor in human carcinomas.

● Craxì A., Antonucci G., Cammà C.Treatment options in HBV.J Hepatol 2006;44(1 Suppl):S77-83.

● CHARLES E. SAMUEL*: Antiviral Actions of Interferons.Clin Microbiol Rev Oct. 2001, p. 778–809

● Zofia von Marschall, Arne Scholz, Thorsten Cramer, Georgia Scha¨fer, Michael Schirner, Kjell Öberg, Bertram Wiedenmann, Michael Ho¨cker,Stefan Rosewicz: Effects of Interferon Alpha on Vascular Endothelial Growth Factor Gene Transcription and Tumor Angiogenesis J Natl Cancer Inst 2003 Mar 19;95(6):437-48.

● Baron S. Dianzani F.: The interferons: a biological system with therapeutic potential in viral infections.Antiviral Res 1994 Jul;24(2-3):97-110.

● Chronic myeloid leukemia: Standard treatment options. Frame D. Am J Health Pharm. 2006 Dec 1;63(23 suppl 8):S10-4

Siti:• www.hepatitis.va.gov• www.ncbi.gov• www.epac.it

Bibliografia