Новейшая тероприя способна реализовать раковые клетки

Американские специалисты разработали инновационную методику лечения раковых заболеваний, которая нейтрализует способность раковых клеток приспосабливаться к лечению за счет их быстрой изменчивости в ответ на терапию.

Через генетическую модификацию раковые клетки превращаются в своего рода "мертвых пешек", которые временно становятся нечувствительными к лечебным воздействиям. Они занимают большую часть опухоли, конкурируя с клетками, естественно обладающими устойчивостью к терапии, после чего переходят в состояние, поддающееся распространенным противораковым препаратам.

Методика программирования поведения раковых клеток в такой сложной ситуации была разработана в университете штата Пенсильвания. Подробное описание и результаты испытаний новой технологии в различных условиях опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Эффективность разработки продемонстрирована на культурах человеческих клеток и экспериментах на лабораторных крысах. Хотя ее еще нельзя считать готовой к клиническому применению, ученым предстоит разработать безопасные методы введения разрушительной генетической программы в опухоли. Однако первые результаты и общий принцип новой терапии настолько многообещающи, что исследователи не замедлили запатентовать ее.

Разнообразие онкологических заболеваний обусловлено природой рака. Каждая злокачественная опухоль представляет собой клетки организма, которые потеряли способность к саморегуляции и начали неконтролируемо делиться. Эти клетки постоянно эволюционируют, стремясь к захвату всех ресурсов, что, в конечном итоге, приводит к разрушению организма.

Поэтому любая форма лечения рака рано или поздно сталкивается с неуспехом. Если опухоль не будет полностью уничтожена быстрее, чем она приспособится к лекарству, примененная терапия быстро перестанет быть эффективной. Вследствие этого происходит непрерывная гонка, в которой у большинства лекарств, используемых для лечения рака, имеется побочный эффект и приносится вред больному, что делает тяжелым достижение успеха даже для прочих аспектов здоровья.

Особенно опасными являются запущенные случаи онкологии, когда раковые клетки в таком количестве, что какая-то часть из них всегда успевает приспособиться к терапии. В итоге лечение становится постоянной чередой попыток и ошибок с уменьшающимся шансом на успех: одна комбинация препаратов перестает действовать, затем на смену приходит другая комбинация, а затем третья, и т. д. Важно отметить, что каждая последующая "смесь" имеет непредсказуемую эффективность в каждом конкретном случае.

Ученые из университета штата Пенсильвания предложили альтернативный подход: вынудить рак следовать заранее известным медикаментозным правилам при помощи генной инженерии.

Логичным решением является модификация клеток опухоли таким образом, чтобы они стали чувствительными к доступному и безопасному препарату. Однако невозможно превратить все раковые клетки сразу в нужные, поскольку часть клеток может сохранить потенциальную нечувствительность к лечению. При начале терапии последние быстро выиграют в конкуренции, их геном становится доминирующим — проявляется сила естественного отбора. Поэтому требуется более утонченный подход.

Для программирования раковых клеток используется генетическая цепь, которая представляет собой комбинацию генов, заставляющую клетки, принявшие ее, реагировать на определенные внешние факторы, подобно выполнению логической программы. В новом методе лечения рака такая генетическая цепь состоит из последовательно работающих "генов-переключателей".

Сначала активируется первый переключатель, и целевые раковые клетки становятся устойчивыми к выбранному противораковому препарату, получая таким образом преимущество в эволюционном плане. Через несколько недель геном, несущий генетическую цепь, становится доминирующим даже в развитой опухоли и ее метастазах. Меньшая часть оставшихся раковых клеток естественно устойчива к лечению. Но это не проблема, поскольку в игру вступает второй "переключатель".

При активации второго "переключателя" в клетках, пораженных генетической цепью, начинается экспрессия цитотоксичных белков, которые быстро уничтожают опухоль. Поскольку на данном этапе такие "мертвые пешки" составляют подавляющее большинство раковых клеток в организме пациента, они гарантированно смешаны с клетками, естественно устойчивыми к лечению. И умирая, они также уничтожают их.

Для эффективного распространения генетической цепи по опухоли ученые использовали метод генного драйва. Этот естественный механизм позволяет генам передаваться потомству со встречной вероятностью более 50 процентов при определенных условиях. По сути, это нарушает законы наследственности.

Однако для эффективной работы драйва гены должны быть безопасными, не требовать значительных ресурсов для поддержания. Именно поэтому в начальной стадии разработанная генетическая цепь приносит пользу клеткам опухоли.

Этот метод уже был протестирован на образцах немелкоклеточного рака легкого, и он демонстрирует высокую эффективность как на клетках в пробирках, так и на моделях животных. Исследователи внимательно проверили каждый "переключатель" в различных условиях для обеспечения надежности их действия.

По всей видимости, генетическую цепь можно адаптировать для широкого спектра препаратов, используемых для лечения онкологических заболеваний. В экспериментах использовались такие препараты, как осимертиниб, пральсетиниб и эрлотиниб, как в отдельности, так и в комбинации с другими лекарственными средствами.