Interferoni

Gli interferoni mobilitano le difese contro le infezioni virali

Tre tipi di interferone.

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Le nostre cellule hanno molte difese contro i virus. Quando le cellule sono infettate, costruiscono enzimi che rallentano la sintesi proteica, e quindi anche la crescita virale, e costruiscono enzimi per tritare l’RNA a doppio filamento, che è prodotto principalmente dai virus. Le cellule infette avvisano anche il sistema immunitario mostrando pezzi del virus sulla loro superficie. Nei casi peggiori, le cellule infette compiono il sacrificio finale e si autodistruggono per apoptosi. Naturalmente, le nostre cellule non possono normalmente fare tutte queste cose – queste misure draconiane devono essere avviate solo quando una cellula è in difficoltà. L’interferone è il modo in cui le cellule segnalano che è il momento di passare alla modalità di lotta contro il virus.

Allarme virus

Gli interferoni sono secreti dalle cellule infette per avvertire i loro vicini, e una volta stimolate, le cellule del sistema immunitario secernono interferoni come parte della loro sorveglianza virale. Gli interferoni sono piccole proteine che si legano ai recettori sulla superficie delle cellule. Questo segnale viene trasmesso nelle cellule e porta alla produzione di centinaia di proteine coinvolte nella difesa virale. Diversi tipi di interferoni sono prodotti dalle nostre cellule. L’interferone-alfa e l’interferone-beta, mostrati qui dalle voci PDB 1itf e1au1 , sono i tipi più comuni, e sono prodotti dalla maggior parte dei tipi di cellule, specialmente le cellule del sistema immunitario. Inviano un segnale di base per fermare la crescita e concentrarsi sulla difesa. L’interferone-gamma, mostrato qui dalla voce PDB 1rfb, è secreto principalmente dalle cellule T, e invia segnali che sintonizzano la risposta del sistema immunitario.

Terapia dell’interferone

Quando l’interferone fu scoperto per la prima volta, sembrava essere il trattamento perfetto per combattere le infezioni virali. Poiché rallenta anche la crescita delle cellule, sembrava anche un trattamento perfetto per fermare la crescita incontrollata delle cellule tumorali. Gli interferoni sono però molto specifici, e solo l’interferone proveniente da cellule umane o da altri primati è efficace per il trattamento. Così l’uso diffuso e la sperimentazione dovettero aspettare fino agli anni ’80, quando i metodi di ingegneria genetica progredirono abbastanza da permettere la produzione di interferone ricombinante. Oggi, l’interferone ricombinante è usato per trattare l’epatite e altri virus, la sclerosi multipla e alcuni tipi di cancro. Tuttavia, poiché ha un effetto così estremo sulle cellule, provoca effetti collaterali significativi, ed è attualmente usato solo in casi specializzati.

I virus combattono

La proteina C4R (blu) legata all’interferone gamma (rosso).

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I virus sono complicati e, come ci si potrebbe aspettare, hanno evoluto molti modi per combattere la protezione che viene elicitata dagli interferoni. Diversi virus bloccano diverse fasi dell’azione dell’interferone, dal legame dell’interferone al suo recettore alla cascata di segnali che alla fine raggiungono il nucleo. Per esempio, la proteina mostrata qui (PDB entry3bes) proviene dal virus che causa una malattia simile al vaiolo nei topi. Essa intrappola l’interferone (mostrato in rosso) e gli impedisce di legarsi al suo recettore.

Esplorazione della struttura

• Immagine
• JSmol 1
• JSmol 2

Come molte altre proteine di segnalazione, gli interferoni riuniscono due copie di un recettore per avviare il segnale all’interno delle cellule. L’interferone-gamma è una proteina dimerica, e due copie del suo recettore si legano su entrambi i lati, come si vede nella voce PDB 1fg9. L’interferone-alfa, d’altra parte, è monomerico, e due diverse catene di recettori si legano a diverse porzioni della proteina. La voce PDB 2kz1 mostra l’interazione con una delle catene recettoriali.Clicca sulle immagini qui sopra per i Jmol interattivi di questi complessi.