Микоз – инфекционное заболевание человека и животных, вызванное патогенным грибком. В 2010 году грибковые инфекции были на четвертом месте среди самых распространенных кожных заболеваний. Микозы поражают не только кожу, слизистые, ногти и волосы. Грибковые инфекции также могут поражать легкие и другие внутренние органы, и даже мозг.

Частота грибковых инфекций в настоящее время увеличивается. Для этого есть ряд причин:

  • Разработка антибактериальных средств широкого спектра действия для лечения и профилактики. Эти средства позволяют грибкам лучше конкурировать и заполнять пустоты.
  • Более широкое использование внутренних металлических и пластиковых протезов – благоприятной среды для грибков.
  • Более широкое использование инвазивных процедур и мониторинга, которые открывают путь для грибковой инвазии.
  • Усиленное использование парентерального питания (через вену), обеспечивающего питательными веществами и грибки.
  • Более агрессивная иммуносупрессия при различных заболеваниях, включая аутоиммунные и ревматологические заболевания.
  • Более интенсивная химиотерапия рака, сохраняющая жизнь людям с ослабленным иммунитетом.
  • Более широкое использование трансплантации внутренних органов.
  • СПИД.
  • Повышенная наркомания.
  • Увеличение выживаемости недоношенных детей и новорожденных с низкой массой тела в отделениях интенсивной терапии.
  • Растущий туризм в страны с жарким климатом, где наблюдается быстрый рост населения и встречаются эндемические микозы.

Смертность от тяжелых грибковых инфекций, поражающих органы и системы организма, составляет 85-90%. Часто лечение микозов неэффективно, так как специфичные признаки и симптомы грибковых инфекций отсутствуют, диагностические тесты недостаточно надежны, а противогрибковые препараты слабы или обладают недостаточно широким спектром действия. Поэтому для лечения грибковых заболеваний необходимы новые методы.

Интерферон гамма для иммунотерапии грибковых заболеваний

Для усиления эффективности лечения грибковых заболеваний можно использовать методы, которые активируют иммунную систему организма. Один из таких методов – использование сигнальных белков цитокинов, которые увеличивают противогрибковую активность иммунных клеток.

Ученые Стэнфордского университета продемонстрировали противогрибковую эффективность цитокина интерферона гамма (IFN-γ):

  • In vitro IFN-γ активировал тканевые макрофаги, которые уничтожали таких возбудителей грибковых инфекций как Blastomyces dermatitidis, Paracoccidioides brasiliensis и Candida albicans, а также легочные макрофаги, уничтожающие Blastomyces, Paracoccidioides и Histoplasma.
  • Введение IFN-γ in vivo активирует уничтожение Blastomyces и Paracoccidioides легочными макрофагами ex vivo.
  • IFN-γ активирует нейтрофилы как in vitro, с усилением респираторного взрыва и уничтожением Blastomyces, так и ex vivo после системного введения для уничтожения  Blastomyces. Респираторный взрыв – быстрое высвобождение активных форм кислорода во время переваривания фагоцитами твердых частиц.
  • IFN-γ эффективен против внутриклеточных и внеклеточных грибов, против диморфных грибов эндемичных микозов и против грибковых условно-патогенных микроорганизмов. Он усиливает противогрибковую активность иммунных эффекторных клеток мыши и человека, клеток моноцитарно-макрофагальной линии и нейтрофилов, и in vitro, и ex vivo, и in vivo.

IFN-γ – противогрибковое средство широкого спектра действия. Противогрибковая активность только одних эффекторных клеток – слабая, а применение лишь одних лекарств только временно задерживает и останавливает рост грибов, который после отмены препарата может продолжиться. Комбинация эффекторной клетки и противогрибкового средства дает синергетический эффект. Цитокин усиливает противогрибковую активность эффекторных клеток. Комбинация эффекторной клетки, противогрибкового средства и цитокина дает мощный синергетический эффект.

Ученые исследовали иммунный ответ на экспериментальную инфекцию Blastomyces in vivo. Ученые наблюдали быстрый ответ IFN-γ в начале, но по мере его прогрессирования увеличивалась продукция антител IgE и интерлейкина IL-4. Это соответствовало переходу от ответа T-хелперов Th1 к ответу Th2 при прогрессирующем заболевании, так как Th1 выделяют IFN-γ, а Th2 выделяют IL-4 и активируют B-лимфоциты, которые вырабатывают антитела.

Исследования влияния IFN-γ на грибковые инфекции показали:

  • В модели непрогрессирующего паракокцидиоидомикоза ученые наблюдали двойную продукцию IFN-γ и IL-4 антиген-стимулированными клетками лимфатических узлов, а при хронической форме заболевания введение IFN-γ с противогрибковой терапией производило синергетический эффект.
  • IFN-γ – важная часть местного иммунного ответа в головном мозге при экспериментальном криптококкозе. Криптококкоз был более тяжелым у мышей с нокаутом IFN-γ или у мышей, получавших антитела к IFN-γ. При усилении противогрибковой химиотерапии IFN-γ улучшалась выживаемость при криптококкозе. Ученые показали умеренный эффект одного IFN-γ на уменьшение инфекции и 40-кратное улучшение состояния мышей при лечении IFN-γ совместно с амфотерицином B по сравнению с одним амфотерицином B. Было обнаружено, что только IFN‐γ оказывает более сильное терапевтическое действие на иммунодефицитных мышей и в сочетании с амфотерицином В может привести к излечению центральной нервной системы.
  • В пилотном плацебо‐контролируемом исследовании IFN‐γ в качестве дополнительной терапии к традиционной химиотерапии при криптококкозе у ВИЧ‐позитивных людей наблюдались более быстрые стерилизация спинномозговой жидкости, снижение титра антигена в спинномозговой жидкости и уменьшение клинических проявлений микоза.
  • IFN-γ снижает риск системного кандидоза.

Молодые животные и люди более восприимчивы к инвазивным микозам. Это связано с пониженной активностью нейтрофилов – они хуже уничтожают возбудителей грибковых инфекций, а также с тем, что клетки селезенки молодых животных вырабатывают меньше IFN-γ в ответ на неспецифические стимулы. Эффективность нейтрофилов может быть восстановлена in vitro до уровня взрослых при использовании IFN-γ. Введение IFN-γ in vivo увеличивает выживаемость молодых мышей до уровней устойчивости, наблюдаемых у зрелых животных.

Помимо инъекционного введения IFN-γ, ученые исследовали возможность векторной доставки IFN в центральную нервную систему для борьбы с грибковыми менингитами, такими как криптококкоз. Такой метод позволяет преодолеть гематоэнцефалический барьер. Вектор – безопасный генетически измененный вирус, который используется для доставки в организм нужных белков. Вектор, однажды доставленный в центральную нервную систему, может привести к пролонгированной продукции IFN-γ клетками организма. Ученые продемонстрировали это с аденовирусом с мышиным геном IFN-γ: доза вируса может продуцировать > 30 000 пг/мл IFN-γ в спинномозговой жидкости даже через 5 дней после введения.

Напарник интерферона гамма по противогрибковой защите

Введение интерлейкина IL-12 – еще один метод иммунотерапии грибковых инфекций. IL-12 поворачивает ответ T-хелперов на путь Th1, усиливая продукцию клетками Th1 IFN-γ. IL-12 усиливает активность NK-клеток, которые уничтожают инфицированные клетки организма.

Исследования влияния IL-12 на грибковые инфекции показали:

  • Введение IL-12 in vivo может значительно повысить устойчивость к экспериментальному криптококкозу и, когда его вводят вместе с флуконазолом, может значительно усилить эффект флуконазола.
  • Лечение мышей анти-IL-12 ускоряет смертность от гистоплазмоза. IL-12, вводимый иммунодефицитным или иммунокомпетентным мышам, был эффективным и стимулировал выработку IFN-γ.
  • Анти-IL-12 обостряет заболевание у устойчивых мышей, инфицированных Coccidioides, а IL-12, вводимый чувствительным мышам, повышает устойчивость и стимулирует выработку IFN-γ.
  • Продукция IL-12 снижается в ответ на инфекцию Blastomyces у восприимчивой линии мышей. Устойчивость к инфекции может быть обеспечена введением IL-12. Однако оптимизация схемы приема IL-12 имеет ключевое значение, поскольку чрезмерно высокие дозы приводят к устойчивости, но не переносятся.

Интерферон гамма для профилактики грибковых инфекций

Профилактический IFN-γ – проверенный способ уменьшения инфекций у пациентов с врожденным дефицитом нейтрофилов. Нейтрофилы – клетки иммунной системы, которые поглощают бактерии, грибки и мертвые клетки. Рандомизированные испытания показали снижение числа смертельных инфекций Aspergillus у пациентов с дефицитом нейтрофилов.

Возможные механизмы противогрибкового эффекта цитокинов

У противогрибкового эффекта цитокинов есть несколько объяснений:

  • Синергические взаимодействия между продуктами эффекторных клеток и противогрибковыми средствами. Продукция эффекторных клеток регулируется сигнальными белками цитокинами.
  • Противогрибковая терапия, снижающая инфекционную нагрузку, стимулирует NK-клетки, T-хелперы 1 типа и T-киллеры. Эти клетки уничтожают раковые и зараженные клетки организма.
  • Противогрибковые препараты активируют эффекторные клетки, получающие сигнал цитокинов. За счет этого усиливается респираторный взрыв, и эффекторные клетки лучше поглощают грибки.
  • Противогрибковые средства, повышающие выработку провоспалительных цитокинов и подавляющие выработку противовоспалительных цитокинов.
  • Синергетическое взаимодействие между хитиназой – генным продуктом млекопитающих – и противогрибковыми средствами.
  • Стимуляция эффекторных клеток цитокинами, усиливающая захват антимикробных препаратов клетками.
  • Противогрибковые средства стимулируют выработку цитокинов, которые восстанавливают защитные силы организма.
  • Повышенная восприимчивость грибков, мембраны которых изменены противогрибковыми средствами, к окислительным продуктам эффекторных клеток.

Эти механизмы могут работать сообща.

Выводы

Данные in vitro показывают, что некоторые рекомбинантные цитокины активируют защиту организма от микозов. Исследования на животных показали защитный и терапевтический эффект цитокинов против грибковых инфекций. Эти экспериментальные данные служат основой для клинических исследований рекомбинантных цитокинов в профилактике и лечении микозов у пациентов. Необходимы клинические испытания, чтобы определить место IFN-γ и других цитокинов в лечении грибковых инфекций.

Источник

Interferon‐γ as an Antifungal