Расшифровали механизм действия интерферона совсем недавно. И сделали это американский вирусолог С. Барон и наши советские ученые, москвичи Ф. Ершов и В. Жданов в Институте вирусологии имени Д. Ивановского. Они доказали, что весь процесс защиты организма от внедрившегося вируса происходит внутри еще не зараженных клеток, а в 1975 году группа ученых Йельского университета (США) установила, что в ядрах клеток человека, в хромосоме № 21, находится специальная группа генов (специфический участок ДНК, с которым соединяется молекула интерферона, как только она проникает в клетку), отвечающая за этот процесс.
Небольшая молекула интерферона способна свободно проходить через клеточные оболочки и, проникая в цитоплазму, воздействовать на синтетический аппарат клетки так, что он становится непригодным для размножения вирусов. Этот механизм коренным образом отличается от действия антител, которые для выполнения своей функции должны обязательно соединиться с вирусами, находящимися вне клетки. Только таким путем антитела препятствуют переходу вируса от зараженной клетки к здоровой.
К сожалению, процессы, происходящие на уровне таких мелких молекул, какой является интерферон, нельзя увидеть. Но тончайшие методы современной вирусологии и генетики позволяют косвенно проследить за ходом этих процессов.
В. Жданов, Ф. Ершов и их сотрудники установили, что интерферон как бы пробуждает от спячки группу генов, отвечающих за синтез особых информационных РНК, с помощью которых клетка быстро строит антивирусный белок. Дальше события разворачиваются совершенно необычным образом. Вновь синтезированный антивирусный белок используется клеткой не для нейтрализации самого вируса, а для того, чтобы нарушить так хитро налаженный механизм печатания копий вирусных РНК и сделать невозможным воспроизводство вирусного потомства. Все синтетические процессы, необходимые для нормального функционирования самой клетки, сохраняются.
Каждая молекула антивирусного белка присоединяется к одной из рибосом, слегка изменяя этим ее конфигурацию. Такие рибосомы по-прежнему сохраняют способность соединяться под влиянием информационных РНК в полигамные комплексы и строить новые клеточные белки. Однако если полисома сформируется под воздействием вирусной информационной РНК, то дальнейшей передачи информации не будет и синтеза вирусных белков не произойдет.
Некоторые вирусологи считают, что молекула интерферона или даже отдельные ее фрагменты могут соединяться с рибосомами и делать их непригодными для передачи вирусной информации и синтеза компонентов вирусной частицы. Так или иначе, но после контакта с молекулой интерферона каждая клетка превращается в своеобразную ловушку, куда вирус легко попадает и где он находит свою могилу, не выполнив главной задачи паразита — произвести потомство.
Многие ученые говорили о преимущественной защитной роли интерферона при таких кратковременных и остротекущих инфекциях, как грипп. В Научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии имени Л. Пастера обследовали большое число сывороток крови людей, заболевших гриппом и лечившихся в больнице имени С. Боткина в Ленинграде. Оказалось, что чем больше интерферона образовывалось в первые дни болезни, тем легче протекал грипп и тем быстрее поправлялся больной. У некоторых людей интерферон вообще препятствовал развитию болезни, хотя скрытая инфекция была и это подтверждалось образованием антител.
Полезное влияние интерферона зависит от степени болезнетворности, зловредности вируса для организма, а также от общего состояния здоровья человека. Защитный эффект интерферона снижается, если возбудитель вирусной инфекции чрезмерно, разрушителен, токсичен, а человек ослаблен переутомлением, нервными переживаниями, хроническими заболеваниями сердца, печени, легких.
Когда система интерферона не срабатывала, грипп становился фатальным для больного. Именно это доказал известный английский ученый Д. Тиррелл, обследуя большое число людей, для которых грипп стал причиной смерти. Все они погибли в первые дни заболевания гриппом. Ни у одного из этих людей не удалось обнаружить интерферон ни в легких, ни в крови.
И наоборот, можно считать, что благополучный исход вирусной инфекции является результатом активной оборонительной деятельности зараженных клеток, вырабатывающих интерферон, который нарушает синтез новых вирусных частиц и ликвидирует опасность появления и распространения по организму новых генераций вируса.
Ученые не только доказали, что одним из факторов, определяющих сопротивляемость организма вирусной инфекции, служит его способность вырабатывать интерферон, но и что у разных людей она неодинакова. Большую роль играют врожденные особенности организма. Около трети населения обладают характерными наследственными чертами, вследствие которых их организм плохо производит интерферон. Зависит эта способность и от возраста: интерферон слабее вырабатывается у детей до двухлетнего возраста, а также у пожилых людей старше 60—65 лет.
Формирование интерферона идет по-разному в зависимости от внешних условий, например, погоды, температуры воздуха, времени года. Зимой или осенью организм медленнее производит интерферон и в меньших количествах, чем в теплое время. Поэтому летом люди гораздо реже страдают от гриппа и других заболеваний верхнего дыхательного тракта.
Таким образом, фронт борьбы с вирусами пролегает внутри живых клеток. Очень сложен путь его познания ч долог. Исследователи находятся сейчас лишь в самом его начале. Однако новые факты, которыми человечество овладело совсем недавно, помогли разгадать, пожалуй, самую сложную загадку — универсальный механизм, с помощью которого природа помогла всем живущим на земле существам одерживать победу над вирусами.
— Теоретически все, кажется, ясно. Но как можно приготовить много интерферона?
— Для этого в лабораториях уже отработаны необходимые методы.
— Однако еще интереснее овладеть секретом запуска «машины», производящей интерферон в организме!
— Согласен: это путь к победе над вирусами.
С открытием интерферона появились новые перспективы борьбы с вирусными инфекциями. Его стали рассматривать не только как ценное дополнение к старым, хорошо испытанным средствам предупреждения вирусных болезней (живым или убитым вакцинам), но и как самостоятельное лечебное или профилактическое средство. Открылась весьма заманчивая перспектива создать препараты, с помощью которых можно повысить естественную невосприимчивость организма к вирусным инфекциям.
Существуют два пути практического использования интерферона для профилактики или лечения вирусных заболеваний. Можно вводить людям готовый препарат высокоактивного интерферона, изготовленный в лабораториях или на специальной биологической фабрике. Однако интерферон, введенный извне, быстро разрушается. Поэтому, чтобы удерживать его концентрацию па должном уровне, приходится вводить интерферон каждые три-четыре часа. В случае тяжелого заболевания такая тактика оправдана. А как воспользоваться интерфероном в целях профилактики? Ведь он особенно эффективен в первые часы внедрения вируса, когда тот только-только начинает размножаться. Однако угадать этот момент весьма трудно, а чаще вообще невозможно.
Кроме того, можно заставить организм человека продуцировать интерферон, используя доброкачественные, безвредные вирусы или некоторые синтетические вещества. Вызванный ими к жизни интерферон будет сражаться сразу на многих фронтах против возбудителей любых вирусных болезней, какой бы облик они ни принимали.
Ученые установили, что для воздействия на вирусную инфекцию, например грипп, необходимо, чтобы препарат интерферона содержал не менее 500 тысяч международных единиц в одном миллилитре препарата. Производство таких высокоактивных продуктов началось несколько лет назад в Финляндии, Японии и в нашей стране. В качестве сырья используют белые кровяные тельца, лейкоциты человека, выделенные с помощью особых методов из крови доноров.
Именно доноры являются теми людьми, без которых невозможно пока приготовить достаточно большое количество интерферона. Сдавая свою кровь безвозмездно или за определенную плату, доноры не только помогают больным, нуждающимся в переливании свежей человеческой крови после уличной травмы, тяжелой болезни или хирургической операции, но и способствуют приготовлению ценного лекарственного вещества, действие которого направлено на борьбу с вирусными болезнями.
Выделенные из крови доноров лейкоциты заражают безвредным для людей вирусом парагриппа мышей (который называется вирусом «Сендай» по имени японского города, где был выделен). Клетки начинают интенсивно вырабатывать интерферон, и уже через 15—18 часов в окружающей лейкоциты питательной среде накапливаются значительные его количества.
