Изучение цитотоксических эффектов рекомбинантного человеческого интерферона лямбда-1 и его пегилированной формы в отношении клеток эпителия конъюнктивы человека

В настоящее время отсутствуют эффективные универсальные противовирусные препараты для лечения вирусных заболеваний передней поверхности глаза. В свою очередь, интерфероны III типа показывают высокую активность на гистологических барьерах, к которым, в частности, относится конъюнктива. Модификация белковых молекул нативных препаратов позволяет значительно улучшить их фармакодинамические свойства. В связи с этим представляется логичным создание противовирусных препаратов на основе интерферона лямбда-1 (ИФН-λ1) и его пегилированной формы (ПЭГ ИФН-λ1).

Цель работы: оценить in vitro цитотоксическое действие рекомбинантного человеческого ИФН-λ1 и его пегилированной формы, рассматриваемой в качестве прототипа лекарственного препарата, на клетки конъюнктивы человека Chang conjunctiva clone 1-5c-4.

Материалы и методы: ПЭГ ИФН-λ1 был получен методом электронно-лучевой иммобилизации. Для культивирования использовали культуру клеток нормальной конъюнктивы человека Chang conjunctiva clone 1-5c-4. Для оценки цитотоксического действия применяли МТТ-тест. Пролиферативную активность клеток изучали посредством измерения импеданса на микроэлектродах. Ультраструктурные изменения оценивали методом электронной микроскопии. Статистическую обработку проводили с использованием пакета программ Statistica 10.0.

Результаты: ИФН-λ1 (37 мкг/мл) и ПЭГ ИФН-λ1 (42 мкг/мл) не оказывали выраженного цитотоксического воздействия на культуру клеток конъюнктивы человека, а также на их пролиферативную способность. Анализ ультраструктурных изменений клеток конъюнктивы человека показал, что воздействие ИФН-λ1 приводило к активации обменных процессов в клетках, а ПЭГ ИФН-λ1 способствовало дифференцировке, кератинизации эпителиоцитов, а также модификации клеточной мембраны. Десятикратное увеличение концентрации ИФН-λ1 и ПЭГ ИФН-λ1 (до 370 и 420 мкг/мл соответственно) снижало жизнеспособность клеток на 15–20% и вызывало морфологические изменения относительно интактного контроля.

Выводы: результаты проведенного исследования показали, что ИФН-λ1 и ПЭГ ИФН-λ1 могут быть использованы в качестве активных фармацевтических субстанций для разработки лекарственных препаратов для лечения вирусных поражений конъюнктивы.

1. Soares S, Sousa J, Pais A, Vitorino C. Nanomedicine: principles, properties, and regulatory issues. Front Chem. 2018;6:360. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00360

2. Мадонов ПГ, Кихтенко НА, Олейник ЛА, Удут ВВ. Интерферон лямбда — новый представитель фармакологически активных интерферонов. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2020;83(6):30–7. https://doi.org/10.30906/0869-2092-2020-83-6-30-37

3. Lazear HM, Nice TJ, Diamond MS. Interferon-λ: immune functions at barrier surfaces and beyond. Immunity. 2015;43(1):15–28. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2015.07.001

4. Ye L, Schnepf D, Staeheli P. Interferon-λ orchestrates innate and adaptive mucosal immune responses. Nat Rev Immunol. 2019;19(10):614–25. https://doi.org/10.1038/s41577-019-0182-z

5. Antony F, Pundkar C, Sandey M, Jaiswal AK, Mishra A, Kumar A, et al. IFN-λ regulates neutrophil biology to suppress inflammation in herpes simplex virus-1-induced corneal immunopathology. J Immunol. 2021;206(8):1866–77. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2000979

6. Feroze KB, Wang J. Interferon Induced Retinopathy. StatPearls; 2020. PMID: 28722892

7. Rentiya ZS, Wells M, Bae J, Chen KJ, Chao AN, Turgeon N, et al. Interferon-α-induced retinopathy in chronic hepatitis C treatment: summary, considerations, and recommendations. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2019;257(3):447–52. https://doi.org/10.1007/s00417-018-04209-7

8. Medhat E, Esmat G, Hamza E, Abdel AA, Fouad FW, Darweesh SK, et al. Ophthalmological side effects of interferon therapy of chronic hepatitis C. Hepatobiliary Surg Nutr. 2016;5(3):209–16. https://doi.org/10.21037/hbsn.2015.12.14

9. Бекарев АА, Артамонов АВ, Верещагин ЕИ. Способ иммобилизации биологически активного вещества (БАВ) на носитель (варианты) и конъюгат БАВ-носитель, полученный данными способами. Патент Российской Федерации № 24009669; 2008.

10. Wylie DC, Voloch M, Lee S, Liu YH, Cannon-Carlson S, Cutler C, Pramanik B. Carboxyalkylated histidine is a pH-dependent product of pegylation with SC-PEG. Pharm Res. 2001;18(9):1354–60. https://doi.org/10.1023/a:1013006515587

11. Bailon P, Palleroni A, Schaffer CA, Spence CL, Fung WJ, Porter JE, et al. Rational design of a potent, long-lasting form of interferon: a 40 kDa branched polyethylene glycol-conjugated interferon alpha-2a for the treatment of hepatitis C. Bioconjug Chem. 2001;12(2):195–202. https://doi.org/10.1021/bc000082g

12. Мишенина СВ, Мадонов ПГ, Байкалов ГИ, Леонтьев СГ, Зотов СП. Пероральный тромболизис при венозных тромбозах (клиническое исследование). Тромбоз, гемостаз и реология. 2019;(4):54–67. https://doi.org/10.25555/THR.2019.4.0900

13. Артамонов АВ, Бекарев АА, Дыгай АМ, Жданов ВВ, Киншт ДН, Мадонов ПГ, Шерстобоев ЕЮ. Пегилированный интерферон лямбда, обладающий высокой биодоступностью при пероральном применении, и способ его получения. Патент Российской Федерации № 2678332 C1; 2017.

14. Кихтенко НА, Ильичева ТН, Дурыманов АГ, Фурсова АЖ, Мадонов ПГ. Изучение противовирусной активности рекомбинантного человеческого интерферона лямбда 1 на культуре клеток конъюнктивы человека. Сибирский научный медицинский журнал. 2021;41(5):31–6. https://doi.org/10.18699/SSMJ20210504

15. Tovey MG, Lallemand C. Safety, tolerability, and immunogenicity of interferons. Pharmaceuticals (Basel). 2010;3(4):1162–86. https://doi.org/10.3390/ph3041162

16. Нестерова ИВ. Препараты интерферона альфа в клинической практике. Российский аллергологический журнал. 2010;(2):43–52.