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Los interferones humanos tipo I (IFN) son un gran subgrupo de proteínas interferón que ayudan a regular la actividad del sistema inmunológico.
Los interferones se unen a los receptores de interferón. Todos los tipos de IFNs tipo I se unen a un complejo específico de receptores de superficie celular, conocido como receptor IFN-α (IFNA-R) que consiste en las cadenas IFNA-R1 e IFNA-R2.
Los IFN de tipo I se encuentran en todos los mamíferos y se han encontrado moléculas homólogas (similares) en aves, reptiles, anfibios y peces.
Los tipos de los mamíferos se denominan IFN-α (alfa), IFN-β (beta), IFN-κ (kappa), IFN-δ (delta), IFN-ε (epsilon), IFN-τ (tau), IFN-ω (omega), y IFN-ζ (zeta, también conocido como limitin o enlímite).
Las proteínas IFN-α se producen principalmente por las células dendríticas plasmacitoides (pDCs). Están principalmente involucradas en la inmunidad innata contra la infección viral. Los genes responsables de su síntesis son 13 subtipos que se denominan IFNA1, IFNA2, IFNA4, IFNA5, IFNA6, IFNA7, IFNA8, IFNA10, IFNA13, IFNA14, IFNA16, IFNA17, IFNA21. Estos genes se encuentran juntos en un grupo en el cromosoma 9.
El IFN-α también se hace sintéticamente como medicamento en la leucemia de células vellosas o de los pelos. La denominación común internacional (DCI) del producto es interferón alfa. El tipo ecombinante es el interferón alfa-1. Los tipos pegilados son el interferón pegilado alfa-2a y el interferón pegilado alfa-2b.
Las proteínas del IFN-β son producidas en grandes cantidades por los fibroblastos. Tienen una actividad antiviral que está involucrada principalmente en la respuesta inmune innata. Se han descrito dos tipos de IFN-β, que son IFN-β1 (IFNB1) y IFN-β3 (IFNB3) (un gen designado como IFN-β2 es en de hecho en realidad el IL-6). El IFN-β1 se utiliza como tratamiento para la esclerosis múltiple, ya que reduce la tasa de recaída.
IFN-β1 no es un tratamiento apropiado para pacientes con formas progresivas y no recurrentes de esclerosis múltiple.
IFN-ε, -κ, -τ, y -ζ parecen, en este momento, venir en una sola isoforma en los humanos, IFNK. Sólo los rumiantes codifican IFN-τ, una variante de IFN-ω. Hasta ahora, IFN-ζ sólo se encuentra en ratones, mientras que un homólogo estructural, IFN-δ se encuentra en una diversa gama de mamíferos placentarios no primate y no roedores. La mayoría, pero no todos, los mamíferos placentarios codifican los genes funcionales IFN-ε y IFN-κ.
El IFN-ω, aunque tiene una sola forma funcional descrita hasta la fecha (IFNW1), posee varios pseudogenes: IFNWP2, IFNWP4, IFNWP5, IFNWP9, IFNWP15, IFNWP18, e IFNWP19 en humanos. Muchos mamíferos placentarios no primates expresan múltiples subtipos de IFN-ω.
Este subtipo de IFN tipo I se describió recientemente como un seudogeno en los humanos, pero potencialmente funcional en el genoma del gato doméstico. En todos los demás genomas de los mamíferos placentarios que no son de felinos, el IFN-ν es un pseudogén; en algunas especies, el pseudogén está bien conservado, mientras que en otras está muy mutilado o es indetectable. Además, en el genoma del gato, el promotor de IFN-ν está deletéreamente mutado. Es probable que la familia de genes IFN-ν se haya vuelto inútil antes de la diversificación de los mamíferos. Su presencia en el borde del locus IFN tipo I en los mamíferos puede haberla protegido de la destrucción, permitiendo su detección.
El IFN-α y el IFN-β son secretados por muchos tipos de células, incluyendo los linfocitos (células NK, Bcélulas-B y células-T), macrófagos, fibroblastos, células endoteliales, osteoblastos y otros. Estimulan tanto a los macrófages, como a las células NK, para que produzcan una respuesta antiviral, que involucra las vías antivirales IRF3/IRF7, y también son activas contra los tumores. Las células dendríticas plasmacitoides han sido identificadas como las productoras más potentes de IFN tipo I en respuesta al antígeno, y por lo tanto han sido acuñadas como células productoras de IFN naturales.
IFN-ω se libera por los leucocitos, en el sitio donde se encuentre la infección viral o de los tumores.
El IFN-α actúa como un factor pirogénico (es decir, de fiebre), alterando la actividad de las neuronas termosensibles en el hipotálamo, causando así fiebre. Lo hace uniéndose a los receptores de opioides y provocando la liberación de prostaglandina-E2 (PGE2).
Un mecanismo similar se utiliza por IFN-α para reducir el dolor; el IFN-α interactúa con el receptor μ-opioide para actuar como analgésico.
En los ratones, el IFN-β inhibe la producción de factores de crecimiento, retrasando así el crecimiento del tumo e inhibiendo a otras células de producir factores de crecimiento de los vasos sanguíneos, bloqueando así la angiogenesis del tumor e impidiendo que éste se conecte al sistema de vasos sanguíneos..
Tanto en los ratones como en los humanos, se sabe que la regulación negativa del interferón de tipo I es importante. Se ha encontrado que pocos reguladores endógenos provocan esta importante función reguladora, como el SOCS1 y la proteína interactiva del receptor de hidrocarburos arilo (AIP).
Los IFN del tipo I aviar han sido caracterizados y asignados preliminarmente a subtipos (IFN I, IFN II y IFN III), pero su clasificación en subtipos debería esperar una caracterización más amplia de los genomas aviares.
Los IFNs tipo I de lagarto funcionales se pueden encontrar en las bases de datos del genoma del lagarto.
Se han purificado los IFNs tipo I de tortuga (se necesitan referencias de los años 70). Se parecen a los homólogos de los mamíferos.
La existencia de los IFNs tipo de anfibios se ha deducido por el descubrimiento de los genes que codifican sus cadenas receptoras. Aún no han sido purificados, ni sus genes clonados.
El IFN tipo I piscine (pez óseo) se ha clonado primero en el pez cebra y luego en muchas otras especies de teleósteos, como el salmón y el pez mandarín. Con pocas excepciones, y en marcado contraste con los IFNs de aves y, especialmente, de mamíferos, están presentes como genes únicos (sin embargo, en los genomas de los peces poliploides se observan múltiples genes, posiblemente derivados de la duplicación de todo el genoma). A diferencia de los genes IFN de los amniotas, los genes IFN de tipo I ícticos contienen intrones, en posiciones similares a las de sus ortólogos, ciertas interleucinas. A pesar de esta importante diferencia, en base a su estructura tridimensional, estos IFN ícticos han sido asignados como IFN de tipo I. Mientras que en las especies de mamíferos todos los IFNs de tipo I se unen a un único complejo receptor, los diferentes grupos de IFNs de tipo I ícticos se unen a diferentes complejos receptores.Hasta ahora se han identificado varios IFNs de tipo I (IFNa, b, c, d, e, f y h) en peces teleósteos, con tan sólo un subtipo en el pez globo verde y hasta seis subtipos en el salmón, con una adición de nuevo subtipo recientemente identificado, IFNh, en el pez mandarín.
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