Новая терапия рака превратила его клетки в «троянских коней», уничтожающих опухоль изнутри

Ученые в США разработали новую технологию лечения рака, которая позволяет раку адаптироваться к лечению, быстро мутируя против самого себя. Генетическая модификация превращает раковые клетки в «троянских коней», временно устойчивых к лечению. Они заменяют большую часть опухоли, конкурируют с клетками, которые естественным образом устойчивы к лечению, а затем «переходят» в состояние, чувствительное к обычным противораковым препаратам.

Новая терапия рака превращает раковые клетки в троянских коней, уничтожающих опухоли изнутри

Университет штата Пенсильвания изобрел метод программирования раковых клеток на такое сложное поведение. Его подробное описание и результаты испытаний в различных условиях были опубликованы в рецензируемом журнале Nature Biotechnology.

Разработка показала высокую эффективность в культурах клеток человека и экспериментах на крысах. Хотя пока нельзя сказать, что он близок к клиническому применению, ученым еще предстоит найти безопасные способы «заразить» опухоли повреждающими генетическими программами. Однако первоначальные результаты и общие принципы действия нового метода лечения выглядят настолько многообещающе, что исследователи спешат его запатентовать.

Разнообразие онкологических заболеваний поражает и определяется самой природой рака. Каждая злокачественная опухоль – это клетка организма, в которой фактически перестали работать механизмы, ограничивающие ее дальнейшее размножение. Из-за этого эти клетки постоянно развиваются и стремятся захватить все доступные ресурсы. В конце концов тело разрушается.

Поэтому любое лечение рака рано или поздно обречено на неудачу. Если опухоль не будет полностью уничтожена быстрее, чем она успеет адаптироваться к лечению, уже применяемые методы вскоре станут неэффективными. Учитывая, что большинство лекарств и раковых заболеваний также могут причинить вред пациентам, это, по сути, гонка на выносливость, в которой нелегко выиграть даже людям, которые в остальном (за исключением рака) здоровы.

Особенно опасны запущенные случаи, когда раковых клеток настолько много, что некоторые из них всегда адаптируются к лечению. В результате лечение превращается в серию проб и ошибок, шансы на успех которых становятся все меньше: одна комбинация лекарств больше не работает и заменяется второй линией, третьей линией и так далее. Более того, эффект каждого последующего «коктейля» в той или иной ситуации предсказать сложно.

Ученые штата Пенсильвания предложили другой подход: с помощью генной инженерии заставить рак вести себя по правилам, ранее известным врачам.

Логичная идея состоит в том, чтобы взять и модифицировать опухолевые клетки, чтобы сделать их чувствительными к самым безопасным доступным лекарствам. Однако сразу превратить все раковые клетки в правильные клетки не удастся: некоторые потенциально устойчивые к лечению клетки останутся. Когда начнется лечение, они быстро выиграют конкуренцию, и их геномы станут доминирующими – сила отбора во всей красе. Нужны более сложные методы.

Чтобы «программировать» раковые клетки, используются генетические схемы (что также можно перевести как «генетические схемы»). Это комбинация генов, благодаря которой получающая его клетка гарантированно реагирует на определенные внешние раздражители, как бы выполняя логическую программу или взаимодействуют друг с другом или с другими клетками строго определенным образом. В новых методах лечения рака такая генетическая цепь состоит из двух «тумблерных генов», работающих последовательно.

Сначала «включается» первый, и раковые клетки-мишени становятся устойчивыми к выбранному онкологическому препарату, получая эволюционное преимущество. В течение нескольких недель геном, несущий генетическую цепь, стал доминантным даже в запущенных опухолях и их метастазах. Лишь небольшая часть оставшихся раковых клеток обладает естественной устойчивостью к препарату. Но это не проблема, ведь есть второй «тумблер».

Когда приходит их очередь «включаться», клетки, инфицированные генетической цепью, запускают экспрессию цитотоксических белков, которые быстро разрушают опухоль. Поскольку такие «троянские кони» представляют собой подавляющее большинство раковых клеток у пациента на данный момент, они наверняка будут сосуществовать со своими естественно устойчивыми к терапии «родственниками». Когда они сами умирают, они уничтожают и их.

Чтобы быстро распространить нити генов по раковой опухоли, ученые используют технологию генного драйва (не путать с дрейфом). Это естественный процесс, и при определенных условиях гены могут передаваться будущим поколениям с вероятностью более 50%. Другими словами, это похоже на нарушение законов Менделя.

Конечно, для того, чтобы стимул работал эффективно, ген должен быть безвредным и не требовать слишком много ресурсов для сохранения. Вот почему на первом этапе хорошо развитые генные цепи полезны для опухолевых клеток.

Новая технология была протестирована на немелкоклеточном раке легких и показала высокую эффективность как на моделях in vitro, так и на животных. Кроме того, исследователи протестировали каждый «тумблер» индивидуально в разных условиях, чтобы убедиться в надежности его работы.

Особенно удобен тот факт, что, по-видимому, генетическую схему можно адаптировать к очень широкому спектру методов лечения рака. В исследованиях использовались осимертиниб, платиниб и эрлотиниб отдельно или в сочетании с другими препаратами.

Комментарии закрыты.