Interferon là gì? Các nghiên cứu khoa học về Interferon

Interferon là gì?

Interferon (IFN) là các cytokine tự nhiên do tế bào động vật tiết ra nhằm đáp ứng với sự xâm nhập của các tác nhân gây bệnh như virus, vi khuẩn, ký sinh trùng và tế bào ung thư. Interferon không trực tiếp tiêu diệt mầm bệnh, mà hoạt động như một chất truyền tín hiệu, kích hoạt các cơ chế bảo vệ nội tại của tế bào và điều chỉnh phản ứng miễn dịch tổng thể nhằm hạn chế sự nhân lên và lan truyền của mầm bệnh [Nguồn: National Cancer Institute].

Lịch sử phát hiện interferon

Interferon được phát hiện vào năm 1957 bởi Alick Isaacs và Jean Lindenmann tại Đại học Quốc gia Edinburgh, trong một thí nghiệm khi virus bị bất hoạt đã khiến tế bào nuôi cấy sản sinh ra một yếu tố ngăn cản sự nhiễm trùng virus khác. Từ đó, nghiên cứu về interferon đã mở ra một lĩnh vực mới trong miễn dịch học, sinh học phân tử và y học điều trị virus.

Phân loại interferon

Dựa trên đặc tính hóa học, gen mã hóa và loại thụ thể mà chúng gắn vào, interferon được phân thành ba nhóm chính:

Interferon loại I

• Gồm IFN-α (có hơn 13 loại isoform) và IFN-β, ngoài ra còn có IFN-ε, IFN-κ và IFN-ω.
• Được sản xuất bởi hầu hết các loại tế bào khi bị nhiễm virus, đặc biệt là tế bào tua (dendritic cells).
• Gắn vào thụ thể IFNAR (Interferon-α/β receptor) trên tế bào đích.
• Chức năng chính: kích hoạt các gen kháng virus, ức chế sự tổng hợp protein virus, điều hòa miễn dịch bẩm sinh.

Interferon loại II

• Gồm IFN-γ, là loại interferon duy nhất thuộc nhóm này.
• Được sản xuất chủ yếu bởi tế bào NK và tế bào T (CD4+, CD8+).
• Gắn vào thụ thể IFNGR (Interferon-γ receptor).
• Chức năng chính: tăng cường trình diện kháng nguyên, hoạt hóa đại thực bào, thúc đẩy phản ứng miễn dịch qua trung gian tế bào.

Interferon loại III

• Gồm IFN-λ1, IFN-λ2, IFN-λ3 và IFN-λ4 (đôi khi gọi chung là interferon lambda).
• Được sản xuất bởi tế bào biểu mô và một số loại tế bào miễn dịch.
• Gắn vào thụ thể IFNLR (Interferon-λ receptor) chủ yếu ở các mô biểu mô như da, ruột và phổi [Nguồn: NCBI].
• Chức năng chính: bảo vệ các hàng rào biểu mô khỏi sự xâm nhập của virus.

Cơ chế tác động của interferon

Quá trình đáp ứng của interferon bao gồm:

1. Nhận diện mầm bệnh thông qua các thụ thể cảm biến như TLR, RIG-I, cGAS.
2. Kích hoạt các đường truyền tín hiệu (JAK-STAT pathway) sau khi IFN gắn vào thụ thể.
3. Kích hoạt biểu hiện hàng trăm gen kích hoạt bởi interferon (ISGs), ví dụ như:
• PKR (Protein Kinase R): Ức chế tổng hợp protein virus.
• 2',5'-OAS (Oligoadenylate Synthetase): Kích hoạt RNase L phân hủy RNA virus.
• MX proteins: Cản trở sự xâm nhập và nhân lên của virus.
4. Điều chỉnh quá trình apoptosis của tế bào nhiễm virus để ngăn lan truyền mầm bệnh.

Vai trò sinh lý của interferon

Interferon tham gia điều chỉnh nhiều quá trình sinh học:

• Chống nhiễm virus: Là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại hầu hết các loại virus.
• Chống vi khuẩn nội bào: IFN-γ giúp đại thực bào tiêu diệt vi khuẩn như Salmonella, Mycobacterium tuberculosis.
• Điều hòa đáp ứng miễn dịch: Thúc đẩy phân cực tế bào T helper theo hướng Th1, kích thích phản ứng miễn dịch tế bào mạnh mẽ.
• Chống ung thư: Gây ức chế tăng sinh tế bào ung thư, tăng hoạt hóa tế bào NK và CD8+ cytotoxic T cells.

Ứng dụng lâm sàng của interferon

Các interferon tái tổ hợp đã được sử dụng trong điều trị:

• IFN-α: Viêm gan B, viêm gan C (trước thời đại thuốc kháng virus trực tiếp), u lympho tế bào lông, u ác tính tế bào hắc tố.
• IFN-β: Đa xơ cứng (Multiple Sclerosis), giúp giảm số lần tái phát bệnh và chậm tiến triển tổn thương thần kinh.
• IFN-γ: Điều trị bệnh u hạt mạn tính và tăng cường đáp ứng miễn dịch trong một số trường hợp nhiễm trùng nặng.

Hạn chế và tác dụng phụ của liệu pháp interferon

• Gây phản ứng giống cúm cấp tính (sốt, ớn lạnh, mệt mỏi).
• Trầm cảm, rối loạn cảm xúc, mất ngủ kéo dài trong liệu pháp kéo dài.
• Giảm bạch cầu, tiểu cầu, thiếu máu nhẹ.
• Ảnh hưởng chức năng gan, thận nếu dùng liều cao trong thời gian dài.
• Hiệu quả giới hạn đối với nhiều loại virus có khả năng né tránh đáp ứng IFN nội sinh.

Nghiên cứu và xu hướng tương lai

Hiện tại các nghiên cứu tập trung vào:

• Phát triển interferon thế hệ mới (PEG-IFN) kéo dài thời gian bán thải, giảm tần suất tiêm.
• Ứng dụng IFN-λ trong nhiễm virus niêm mạc (COVID-19, viêm gan E) với ít tác dụng phụ toàn thân hơn.
• Chỉnh sửa di truyền tăng cường sản xuất IFN nội sinh cho các liệu pháp ung thư cá nhân hóa.
• Phối hợp interferon với checkpoint inhibitors (PD-1/PD-L1) trong liệu pháp miễn dịch ung thư.

Kết luận

Interferon là các cytokine trung tâm trong đáp ứng miễn dịch bẩm sinh và thích nghi, đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát nhiễm trùng, điều hòa viêm và ức chế ung thư. Dù gặp phải những thách thức nhất định về tác dụng phụ và hiệu quả, interferon vẫn là một trong những công cụ sinh học mạnh mẽ nhất được khai thác trong nghiên cứu và lâm sàng hiện đại.