Молекулярная медицина: как информация о собственных генах и белках помогает побороть рак

Содержание:

• Прорыв в лечении (химиотерапия и другие методы)
• Забота о здоровых клетках
• Определение мишеней (таргетная терапия)
• Молекулярно-генетические аспекты
• Будущее в лечении рака

Рак — вторая по частоте причина смерти человека. Больше всего летальных исходов среди онкозаболеваний вызывает рак легких. На втором месте — рак толстой и прямой кишки, затем следуют онкологические заболевания печени и желудка, и рак молочной железы.

Рак — собирательный термин, охватывающий широкую группу заболеваний, поражающих органы и системы организма человека. Также используются термины «злокачественные опухоли» и «новообразования». Одна из характерных особенностей рака — быстрое размножение аномальных клеток, которые способны разрастаться и проникать в окружающие ткани и в другие органы, то есть метастазировать. Метастазы — основная причина смерти от рака.

Рак остается одним их главных страхов людей, однако сегодня около 30–50% онкологических заболеваний поддаются профилактике и излечению с высокой вероятностью успеха при своевременной постановке диагноза и проведении надлежащей терапии. 

Прорыв в лечении

Химиотерапия — чудо XX века

В XX веке химиотерапия открыла перспективы к полному выздоровлению онкологических больных. Однако химиотерапия — это «яд» не только для опухоли, но и для всех высокопролиферирующих (быстро делящихся) клеток организма. После такого лечения возможно развитие осложнений со стороны слизистых, крови, печени, почек, сердца.

Как рассказывают специалисты, при выборе тактики лечения онкобольных во внимание принимается вид рака, а также индивидуальные особенности пациента. Как правило, основной целью терапии является излечение рака или значительное продление жизни пациента.

В XXI веке медицина сделала серьезный прорыв в борьбе с онкологией, были разработаны и одобрены для использования новые методы лечения и инновационные техники диагностики заболеваний.

Иммунотерапия

Лечение, при котором используют собственную иммунную систему человека. Иммунотерапия меняет работу иммунной системы так, чтобы она могла находить и атаковать раковые клетки.

Современная наука позволяет делать это стимулированием нашей естественной защиты или созданием в лаборатории веществ, похожих на компоненты иммунной системы, и использование их для ее восстановления и улучшения работы. Для различных типов рака иммунотерапия работает по-разному. Ее используют как самостоятельное лечение или сочетают с несколькими видами терапии. Она стала важной частью борьбы с некоторыми видами онкологии. В последние десятилетия постоянно изобретаются новые методы, которые проходят испытания и применяются при все большем количестве новообразований.

Вакцинотерапия

Ученые центра онкологии имени Петрова разработали технологию создания противоопухолевых вакцин на основе клеток иммунной системы. Специалисты говорят, что препараты могут быть эффективны даже в терминальных случаях раковых заболеваний. Патент на последний из компонентов был получен в 2021 году. Сейчас технологию готовят к лицензированию.

Для создания вакцины ученые берут кровь именно того пациента, для которого предназначается лекарство, обрабатывают ее специальным образом, обучая на девяти раковых культурах, и затем вводят больному. Если организм отзывается на препарат, это бывает в 40% случаев, то иммунная система начинает распознавать клетки опухоли и уничтожать их.

Вакцина под названием Sipuleucel-T, которая помогает лечить рак предстательной железы. Препарат предназначен для активации иммунной системы для атаки на опухоль. Вакцину изготавливают специально для каждого пациента из его иммунных клеток. Однако сегодня она используется только на территории США. 

Производство препарата основано на сборе одного из типов иммунных клеток из крови пациента с использованием процедуры лейкафереза — отделения лейкоцитов от других компонентов крови. Затем клетки культивируют в лаборатории, где их выращивают в присутствии белка, который присутствует в клетках рака предстательной железы.

После этого процесса клетки способны вызывать иммунный ответ против белка рака в организме пациента. Иммуностимулирующие клетки возвращаются пациенту посредством внутривенной инфузии. 

Эксперты из НИИ клинической онкологии НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина подчеркивают, что вакцина на данный момент не доказала свою эффективность, и ее нет в клинических рекомендациях. 

Молекулярные тесты

В 2019 году был одобрен тест MSK-ACCESS, который позволил медикам изучать опухоли с помощью анализа крови вместо более сложной биопсии ткани. С его помощью быстрее выяснить, есть ли в опухоли изменения, на которые можно воздействовать препаратами. В отличие от других генетических тестов, MSK-ACCESS ищет мутации в нормальной ткани человека для сравнения. Этот дополнительный анализ раскрывает новые подсказки о том, какие виды рака передаются по наследству.

Скрининг организма

Скрининг — это комплекс исследований, которые позволяют найти болезнь, когда у человека еще нет симптомов. Исследования подтвердили эффективность многих скрининговых тестов.

Онкоскрининг позволяет выявить болезни, провоцирующие развитие злокачественных опухолей и предраковые состояния. В скрининговые программы входят лабораторные анализы, МРТ, КТ, УЗИ, рентген, гастроскопия и колоноскопия, маммография для женщин.

Специалисты отмечают, что отсутствии жалоб на самочувствие люди, как правило, не считают нужным проходить профилактический медосмотр, поэтому нередко онкологические заболевания диагностируются уже на поздних стадиях. Онкоскрининговые программы позволяют решить эту проблему за несколько часов, рассказав о состоянии здоровья и рисках развития рака.

Генетические тесты

Все случаи злокачественных опухолей связаны с мутациями генов, контролирующих рост и деление клеток. В большинстве случаев эти изменения соматические. Они возникают в клетках человека после рождения в течение долгого времени, случайно или под действием канцерогенов окружающей среды.

У некоторых людей первый шаг к возникновению опухоли уже был сделан до их рождения. В 5-10% случаев развитие опухолей связано с наследственной предрасположенностью.

Существуют лабораторные обследование на наследственную предрасположенность к онкологическим заболеваниям. Притом, специалисты рекомендуют проходить генетическое обследование на наследственный рак, не здоровым родственникам, а самим онкологическим пациентам. В случае, если заболевание возникло из-за наследственной мутации, вероятность найти его у уже заболевшего члена семьи выше. 

При обнаружении наследственной мутации рекомендуется генетическое обследование родственников — в этом случае проверяется уже наличие конкретной мутации. Вероятность передачи мутации от родителя ребенку — 50%. Наследственная мутация обнаруживается во всех клетках организма.

Поэтому наиболее оптимальным образцом для исследования является венозная кровь. Для выполнения исследования достаточно 3-5 мл крови. При соответствии клиническим критериям наследственных опухолей исследования генов BRCA1 и BRCA2 для пациентов с опухолями молочной железы и опухолями яичников может быть выполнено в рамках программы ОМС.

Таргетная терапия

Этот вид лечения блокирует размножение раковых клеток за счет препаратов, которые прекращают их рост и деление. Название метода происходит от английского слова «target» — цель или мишень. 

Терапия воздействует на вещества, из-за которых раковые клетки быстрее распространяются по организму.

Алексей Трякин, д.м.н., заместитель директора НИИ клинической онкологии НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина Минздрава России по науке, заведующий химиотерапевтическим отделением

​​До конца XX века, если быть точнее, до 1998 года, в качестве лекарственной терапии у нас были классическая химиотерапия и гормонотерапия, которая показала свою эффективность в лечении очень ограниченного спектра онкозаболеваний. По сути, это рак молочной железы и рак предстательной железы. Поэтому химиотерапия назначалась в 99% случаев. 

Понятие таргетной терапии появилось на рубеже XX и XXI веков. К тому моменту стали доступны методы определения молекулярно-генетических нарушений в опухоли, что позволяло находить опухоли у конкретных больных. 

Стало понятно, что многие опухоли на самом деле не являются однородными. Раньше знали, что есть мелкоклеточный рак легкого, немелкоклеточный рак легкого (аденокарцинома и плоскоклеточный рак легкого), — но лечили все одинаково, применялась одна и та же химиотерапия.

Когда стали проводить глубокое изучение молекулярно-генетических особенностей, например, аденокарциномы, то выяснилось, что на самом деле это совершенно разнородная группа опухолей, состоящая из 8-10 уникальных подваринтов, каждый из которых лечится по-своему.

Как проводится молекулярно-генетическая диагностика? Посредством биопсии получаем образец опухоли, на которой проводятся различные тесты (иммуногистохимические исследования, ПЦР, секвенирование и другие), по итогам которых обнаруживаются те или иные нарушения в опухоли. После чего пациенту может быть назначен специальный препарат, который блокирует выявленную мишень. В этом и есть концепция терапии: мы у конкретного больного выявили конкретное нарушение и к нему специально подобрали лекарство.

А химиотерапия, как система залпового огня, бьет по всему организму, но она позволяет вылечить рак в ряде случаев даже при наличии метастазов. Поэтому химиотерапия, несмотря на свою токсичность и ядовитость, продолжает использоваться в нашей работе: где-то самостоятельно, где-то к ней добавляется таргетная терапия или иммунотерапия. 

Забота о здоровых клетках

Как и другие используемые для лечения рака лекарства, технически препараты таргетного лечения считаются химиотерапией, но принцип действия такой терапии отличается. 

У таргетных препаратов меньше побочных эффектов, чем у традиционной химиотерапии. Из-за этого их назначают людям, которые не могут переносить интенсивное лечение из-за возраста или проблем со здоровьем.

Отличия таргетной терапии от химиотерапии

Определение мишеней

В 2015 году ученые провели «Исследование корзины», где изучали таргетные препараты, которые уже используют в терапии рака. Они определили, что одно и то же лекарство может работать против многих видов онкологических заболеваний, если опухоли имеют одинаковые генетические изменения.

В 2020 году в России появилась возможность проводить по ОМС онкогенетические исследования пациентам, чтобы правильно подбирать таргетную терапию. Это позволяет индивидуализировать лечение. 

Но использование таргетной терапии возможно только для пациентов, опухоль которых имеет специфическую генную мутацию, кодирующую мишень. У большого количества пациентов такая молекулярная мишень имеется, что потенциально определяет их как кандидатов на назначение терапии таргетными препаратами. Например, при хроническом миелобластном лейкозе у многих пациентов образуется ген BCR-ABL, который является мишенью для таргетного препарата Иматиниб. Однако есть некоторые типы рака, при которых сложно определить присутствует ли в клетках подходящая мишень.

 

Заведующая отделением противоопухолевой лекарственной терапии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова Минздрава России, профессор, д.м.н. Светлана Проценко, говорит, что таргетная терапия — одно из направлений современной противоопухолевой терапии, целью которого является воздействие на определенные молекулярно-генетические мишени опухолевой клетки.

«Определяют эти мишени с помощью специальных анализов: генетических, иммуногистохимических. Они проводятся в специализированных онкологических центрах. Назначение исследований проводит лечащий врач. Для выбора необходимой противоопухолевой терапии в первую очередь необходимо прийти на консультацию к онкологу, который назначит все необходимые обследования. На основании результатов исследований онкологический консилиум определит лечебную тактику, назначит необходимую терапию, включая таргетную, если она показана», — добавила она.

«Таргетная терапия уже является эффективным инструментом повышения продолжительности жизни больных при многих онкологических заболеваниях, включая, например, рак легкого, рак молочной железы, лейкозы, лимфомы и другие злокачественные опухоли. Но остается и множество нерешенных проблем, например, рак поджелудочной железы, опухоли головного мозга, для которых ведется активный поиск новых мишеней и разработка таргетных лекарственных препаратов против них. Поэтому так важно проведение новых исследований для улучшения результатов лечения пациентов», — говорит Юлия Атаманюк.

Молекулярно-генетические аспекты

У таргетной терапии есть ограничения. Во-первых, возможное развитие резистентности. Через некоторое время после начала терапии опухоль может стать устойчивой к лечению. Поэтому порой применение таргетной терапии сочетают с одним или несколькими традиционными химиотерапевтическими препаратами до или во время появления признаков резистентности*.

*Резистентность — сопротивляемость, устойчивость, невосприимчивость, организма к воздействию различных факторов — инфекций, ядов, загрязнений, паразитов и т. п.

«Устойчивость может сформироваться по нескольким причинам: мишень, против которой направлено лекарство, просто меняет структуру, и препарат больше не может найти и заблокировать ее, или опухоль находит новый путь, чтобы обеспечить себе рост в обход заблокированного пути», — поясняют в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова.

Еще одно ограничение — для некоторых мишеней из-за сложности их структуры сложно разработать лекарственный препарат. Примером такой «мишени» являются белки семейства Ras. На сегодняшний день нет ингибитора*, способного заблокировать эти белки, хотя генетические нарушения в генах семейства Ras выявлены в 25% всех злокачественных опухолей.

*Ингибиторы — вещества, которые замедляют или полностью блокируют химические и физиологические процессы.

«Мишень Ras — сигнальный белок, который достаточно часто изменяется в злокачественных новообразованиях. На сегодняшний день невозможно разработать ингибиторы передачи сигналов Ras с помощью существующих технологий разработки лекарств. Однако многообещающие новые подходы вселяют надежду на то, что это ограничение скоро будет преодолено», — говорят в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова.

Будущее в лечении рака

Медики говорят, что эпоха персонализированной медицины, когда для лечения каждого онкобольного подбирается определенная эффективная терапия, уже наступила. Специалисты возлагают надежды на индивидуальные подходы в лечении и диагностики онкологии. 

«Я не думаю, что мы в ближайшей перспективе сможем излечить человечество от рака. Да, сегодня идет серьезная борьба против рака, появляются новые препараты. Но опухоль очень хитрая. Внутри каждого пациента существуют разные уникальные мутации клеток. Порой нам удается подобрать для пациента препарат, который будет воздействовать на 99% раковых клеток, но даже если 1% клеток окажется устойчивым, через некоторое время он может разрастись до прежних объемов опухоли. 

Я думаю, что во многих ситуациях метастатического рака опухоль все равно останется и выйдет победителем. Есть некоторые опухоли, в терапии которых нет прогресса в течение 20 последних лет. Однако наши успехи в области лечения онкобольных приведут к тому, что средняя продолжительность жизни для наших пациентов увеличится», — говорит Алексей Трякин.

Фото: НМИЦ онкологии им Н. Н. Блохина, НМИЦ онкологии им. Н. Н. Петрова

Инфографики: Лариса Ступина

Фото на обложке: Andrii Yalanskyi / Shutterstock