Актуальные достижения в онкологии: новые методы и препараты
Рак упорно не сдает своих позиций. Однако и ученые, посвятившие жизнь поиску новых способов борьбы с этой смертельно опасной болезнью, не собираются опускать руки. Мы собрали самые перспективные и многообещающие исследования в области онкологии, результаты которых были представлены в прошлом месяце.
Множество исследований, ставящих целью поиск инновационных противораковых методов, фокусируются на клеточных механизмах, играющих важную роль в образовании и прогрессировании злокачественных опухолей, и ищут способы управлять ими так, чтобы в конечном итоге обернуть на пользу пациента. Мы рассмотрели несколько таких исследований за последний месяц, в том числе то, которое изучало механизм формирования и разрушения клеток метастатического рака.
Метастазы появляются тогда, когда раковые клетки, оторвавшись от первичной опухоли, распространяются по организму и размножаются в новых его участках. Выявлять и разрушать вторичные очаги рака – крайне непростая задача для онкологов. В ходе недавнего исследования ученые сосредоточили внимание на аутофагии – естественном процессе, при котором клетка, в том числе и клетка метастатического рака, идентифицирует свои поврежденные компоненты и «утилизирует» их, заключив в своеобразный мембранный мешок, после чего обновляется.
Исследователи попытались отключить активность лизосом – органелл, при помощи которых клетка утилизирует собственный «мусор», и выяснили, что это лишило клетки с высоким метастатическим потенциалом способности к выживанию. Таким образом, заключили ученые, можно предотвращать процесс метастазирования.
Кислотность имеет значение
Испанско-американская команда исследователей при помощи компьютерной модели изучала, как изменения среды раковых клеток влияет на их метаболические пути, – и в результате смогла найти способ их ослабить. По словам ученых, для нормального функционирования клеткам опухоли необходима щелочная среда – в кислотной среде они выживают хуже.
«Результаты нашего эксперимента пока еще лежат в теоретической плоскости, – признается соавтор исследования Мигель Дюран-Фригола. – Но я верю, что вскоре эту гипотезу можно будет протестировать на животных, что позволит нам перейти на более продвинутые стадии доклинического испытания».
Еще одно недавнее исследование выявило клеточный механизм, который, как надеются его авторы, сможет существенно изменить подход к лечению рака. Ученые изучили роль так называемых Wnt-белков, которые регулируют многие процессы развития клеток, в том числе их деление, в развитии злокачественной опухоли. Механизм, в котором задействованы эти белки, известный как сигнальный путь Wnt, обеспечивает способность клеток к делению, и любые нарушения в нем могут привести к разрастанию злокачественных клеток и стать причиной возникновения рака.
Ученые обнаружили, что в этот процесс вовлечены присутствующие в цитоплазме клеток спиральные нити, называемые цитонемами, которые играют важную роль в передаче сигналов, контролирующих скорость деления клеток, и что этот процесс можно остановить, если предотвратить образование цитонем. Они верят, что новые противоопухолевые препараты, действие которых будет направлено против формирования цитонем, сможет эффективно бороться с раком.
Усыпить раковые клетки
Ученые из Австралии выяснили, что раковые клетки можно усыпить – для этого они разработали новый класс веществ, способных блокировать их активность. Ведущий автор эксперимента Анн Вос из Института медицинских исследований Уолтера и Элизы в австралийском Парквилле пояснила, что созданные ими вещества подавляют действие белков KAT6A и KAT6B, которые связывают с некоторыми видами онкологии.
«Вместо того чтобы пытаться повредить ДНК опухолевых клеток, как делают химио- и радиотерапия, нанося вред организму, разработанные нами препараты просто погружают клетки рака в перманентный сон, – говорит Анн Вос. – Новый класс веществ останавливает процесс деления раковых клеток, «выключая» их способность запускать новый цикл жизнедеятельности». Иначе говоря, вещество провоцирует естественный процесс старения патологически измененных клеток. Они не погибают, но не могут больше делиться и разрастаться. Впоследствии иммунная система вычищает из организма такие неактивные клетки, как и любой биологический мусор.
Ученые признаются, что им еще предстоит проделать большую работу, прежде чем новый тип препаратов сможет быть испытан на людях с онкологическим диагнозом. Но уже сейчас они уверены, что разработанные ими вещества могут быть чрезвычайно эффективны как компонент консолидационной терапии, направленной на предотвращение рецидива после первичного лечения.
Что такое Sprouty 1 и 2
Наряду с поиском уязвимых мест рака на молекулярном уровне некоторые исследования, обнародованные в прошлом месяце, сфокусировали внимание на природных защитных механизмах человеческого организма, которые можно «направить» на более жесткую борьбу с опухолевыми клетками. Так, одно из них доказало, что иммунные клетки будут более эффективно атаковать опухоль, если удалить две ключевые молекулы – Sprouty (Spry) 1 и Spry 2.
Удаление ответственных за выработку этих молекул генов повысило выживаемость CD8-клеток – разновидности Т-лимфоцитов, которые являются мощным оружием иммунной системы для сражения с вирусами и болезнетворными бактериями. Это позволяет CD8-клеткам не только стать более сильными в борьбе с раком, но и «запоминать» своих врагов. Так что, если в будущем организм снова столкнется с «вражескими» клетками, иммунная система будет быстрее и эффективнее реагировать на угрозу.
По словам ученых, результаты их исследования помогут усовершенствовать производство CAR T-клеток – клеток с химерными антигенными рецепторами, которые используются для борьбы со злокачественными опухолями. Предложенный ими метод также можно использовать в сочетании с техникой редактирования генома, например, системой CRISPR, что позволит удалить молекулы Sprouty 1 и 2 из клеток, сделав их еще более эффективными.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего также недавно провели исследование, в ходе которого изучали, как некоторые гены способствуют развитию рака. Они обнаружили, что фрагменты ДНК, известные как энхасерные РНК (эРНК), которые, как ранее считалось, не имели функционального назначения, на самом деле содержат «инструкции» по созданию молекул, помогающих раку в распространении. Исследователи выяснили, что эРНК поддерживают способствующие росту злокачественной опухоли гены на самом высоком уровне. И, наоборот, если снизить количество эРНК, экспрессивность этих генов также уменьшится.
Заставить рак самоуничтожиться
Если предыдущие исследования были сконцентрированы на попытках блокировать деление раковых клеток, поиске их уязвимых мест и «усыплении», то нынешнее, по словам его авторов, изучало, как заставить клетки рака мозга уничтожить самих себя. Ученые обнаружили синтетическое химическое вещество, которое истощает энергетические ресурсы злокачественных клеток у мышей с высокоагрессивным типом раком мозга – глиобластомой.
Энергетический запас раковых клеток состоит из крошечных органелл – митохондрий, которые преобразуют поступающие в организм питательные вещества в энергию. Исследователи установили, что вещество под названием KHS101 блокирует эту функцию митохондрий, нарушая метаболизм в клетках глиобластомы и отключая их энергоснабжение, что фактически приводит к их самоуничтожению. Что важно, ученые обнаружили, что этот подход эффективен при лечении всего спектра генетических вариаций клеток глиобластомы. Они также удостоверились, что синтетический химикат успешно пересекает гематоэнцефалический барьер, который мешает большинству молекул попадать в мозг и ограничивает возможности противораковой терапии.
«Это всего лишь первый этап очень длинного процесса, но мы надеемся, что благодаря нашим открытиям разработчики противоопухолевых препаратов начнут изучать возможность использования этого химического вещества и что в будущем KHS101 продлит жизнь многим онкологическим пациентам», – говорят авторы исследования.
Зомби-ген защитит от рака
Слоны менее подвержены раку, чем люди, это установленный факт. Авторы проведенного недавно исследования искали этому объяснение. Ранее ученые установили, что слоны имеют по меньшей мере 20 копий гена p53, который участвует в регуляции клеточного цикла и подавляет рост злокачественных опухолей, в то время как у человека и большинства других животных присутствует всего одна его копия.
В ходе нового исследования ученые выяснили, что p53 содержит «псевдоген» под названием лейкоз-ингибирующий фактор 6 (LIF6), который обладает способностью «оживать» и восстанавливаться.
Заново активируясь, LIF6 перестает быть псевдогеном и начинает атаковать и уничтожать клетки с поврежденной ДНК. Делает это он, пробивая мембраны митохондрий поврежденных клеток, нарушая их проницательность, блокируя процессы клеточного дыхания и предотвращая тем самым их возможную трансформацию в злокачественные клетки.
Ученые называют LIF6 зомби-геном, поскольку он был активным у предков слонов еще 30 миллионов лет назад. По их словам, погибший ген вновь ожил. Он оживает в ответ на генетические ошибки, которые возникают при восстановлении поврежденной ДНК. Таким образом, он устраняет пораженные клетки организма, не давая развиваться раку.
