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Interferone

Interferone - eine Einleitung

Das Wort Interferone stammt vom englischen Verb to interfere ab, was so viel wie "eingreifen" oder "sich einmischen" bedeutet, und gibt einen guten Hinweis darauf, welche Funktion diese kleinen Proteine im Körper haben. Interferone gehören zur Klasse der Cytokine und bekämpfen u.a. Viren und Tumorzellen. Sie wirken als Informationsübermittler im Immunsystem und greifen in zentrale Prozesse der Immunantwort ein.

Nur wenige Stunden nachdem ein Virus in den Körper eingedrungen ist, bilden zahlreiche Zellen im Körper als erste Verteidigungslinie gegen diesen Invasor Interferone. Sie bekämpfen damit das Virus zwar unspezifisch, aber sehr viel schneller als z.B. die Virus-spezifischen Antikörper, deren Synthese durch B-Lymphocyten mehrere Tage in Anspruch nimmt.

Die wichtigsten Interferon-Produzenten sind weiße Blutkörperchen, die Leukocyten, genauer gesagt die Lymphocyten und die Monocyten, und die Fibroblasten, Zellen des Bindegewebes.

Historisches zur Interferon-Entdeckung

Mouse
Abb.1
Humanes Interferon-α

PDB-Code: 1ITF

Im Jahr 1957 entdeckten Isaacs und Lindemann eine biologisch aktive Substanz aus Virus-infizierten Hühnerkulturzellen, die auf andere Kulturen Virus-inhibierend wirkte, und nannten diese Substanz Interferon (IFN). Später stellte sich heraus, dass dieses IFN auch von menschlichen Zellen produziert wird und ebenfalls gegen eine ganze Reihe von Viren wirkt. Interferone galten in der ersten Zeit nach ihrer Entdeckung als eine Art Wunderdroge, doch ihre detaillierte Untersuchung und auch der großflächige Einsatz für medizinische Zwecke scheiterten zunächst vor allem daran, dass Interferone nur in sehr geringen Mengen produziert werden konnten - doch das sollte sich mit der Entwicklung gentechnologischer Produktionsverfahren später ändern.

Erst 20 Jahre nach ihrer Entdeckung stellte sich heraus, dass es sich bei den Interferonen um eine große Proteinfamilie von mittlerweile mehr als 20 Mitgliedern handelte. Zudem wurde klar, dass die meisten Zellen Interferone produzieren, wenn auch in geringen Mengen. Das IFN-α der Monocyten ist eine Mischung aus vielen, eng verwandten Proteinen. IFN-β wird von Fibroblasten gebildet und IFN-γ von T-Lymphocyten. IFN-α und IFN-β sind Typ-I-Interferone, deren Bildung durch einen Virusinfekt induziert wird. Das weniger durch Viren, sondern vor allem durch Interleukine induzierte IFN-γ ist ein Typ-II-Interferon.

Ein weiteres Typ-I-Interferon wurde 1987 entdeckt, das Interferon-ω, das von fast allen Säugetieren mit Ausnahme von Hunden und Mäusen produziert wird - in diesen Arten ist die Fähigkeit zur Synthese dieses Interferons vermutlich im Laufe der Evolution verloren gegangen (Himmler et al., 1987). Interferon-ω leitet sich evolutionsbiologisch aus der Familie der α-Interferone ab und ist mit diesen eng verwandt. Rinderembryonen produzieren zwischen dem 14. und 21. Tag noch Interferon-τ. Dieses Interferon ist wichtig, damit die Trächtigkeit in der Mutterkuh aufrecht erhalten wird.

Literatur

Isaacs, A.; Lindemann, J. (1957): Virus interference. I. The interferon. In: Proc. Roy. Soc. B.. 147 , 258-267
Himmler, A.; Hauptmann, R.; Adolf, G. R.; Swetly, P. (1987): Structure and expression in Escherichia coli of canine interferon-alpha genes.. In: J. Interferon Res. . 7 , 173-183
Titel des Artikels
Structure and expression in Escherichia coli of canine interferon-alpha genes.
Abstract
Using a human interferon-alpha (IFN-alpha) cDNA probe, several recombinant phages containing type I IFN genes were isolated from a canine genomic library. One of these phages contains two complete CaIFN-alpha genes with identical coding sequences, and a second one a slightly different IFN-alpha gene. The IFN-alpha protein sequences contain six cysteine residues as well as two or three potential N-glycosylation sites. Expression of mature CaIFN-alpha 1 in E. coli results in antiviral activity on dog cells. Genomic analysis using an equine IFN-omega probe and DNA sequencing suggests the deletion of IFN-omega genes from canine genome.
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