Онкологические заболевания ежегодно уносят жизни миллионов людей, и неудивительно, что на протяжении веков наука старается изучить их и найти способы эффективного излечения. Периодически появляются факты, которые кардинально меняют наш взгляд на то, как возникают, формируются и растут опухоли. Одно из них – открытие раковых стволовых клеток, которое было сделано в 1991 году.
В результате их изучения, ученые пришли к выводу, что любое злокачественное новообразование (неоплазия) развивается из одной клетки. Сами по себе они составляют лишь небольшую популяцию опухолевых клеток. Однако, будучи истинно стволовыми клетками, они (и только они) способны к неограниченному числу делений и постоянному самовоспроизведению. Именно с этим, кстати, связывают и механизм метастаз опухоли, и внезапные рецидивы, казалось бы, излеченной болезни: достаточно уцелеть одной стволовой клетке, и она может в любой момент запустить процесс образования новой опухоли.
С другой стороны, стало понятно, что надо менять сам подход к лечению болезни. Прежде исследователи направляли усилия на поиск способа уменьшить массу опухоли и, в итоге, уничтожить ее. Но, поскольку выяснилось, что стволовые клетки наиболее устойчивы к традиционным методам терапии, получается, что лечение не устраняет источник заболевания. Чтобы решить проблему, ученым необходимо изучить механизмы жизнедеятельности этих клеток, найти их уязвимые места.
Именно эту работу на протяжении ряда лет проводит группа сотрудников лаборатории индуцированных клеточных процессов ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» во главе с д.б.н. Сергеем Богачевым. В результате, им удалось обнаружить и экспериментально доказать, что стволовые клетки обладают уникальным свойством: они оказались способны захватывать экстраклеточные фрагменты ДНК. Используя эту особенность, ученые смогли пометить раковые стволовые клетки: они ввели специфический флуорохромный краситель в ДНК-зонд, и принявшие его клетки стали светиться красным.
Ученым еще предстоит разобраться с тем, для чего клеткам необходимо это свойство. Но уже само его обнаружение может принести немало пользы. Этой теме посвящено наше интервью со ст. научным сотрудником лаборатории, к.б.н. Евгенией Долговой:
– Прежде всего, зная о наличии такого механизма, мы получаем возможность проводить таргетное (нацеленное) воздействие именно на стволовые клетки как причину возникновения заболевания. Это очень важно для выработки эффективной стратегии лечения.
– Насколько мне известно, Вы с коллегами, уже провели успешное лечение группы лабораторных животных. В чем заключается Ваш подход?
– Сегодня существует (и применяется во врачебной практике) группа препаратов – цитостатиков, один из наиболее известных – циклофосфан. Они воздействуют на клетку, когда та находится в стадии митоза (деления). Препарат нарушает ход процесса деления клетки и это должно приводить ее к апоптозу (самоуничтожению). Проблема заключалась в том, что стволовые клетки отличаются повышенной устойчивостью к такому воздействию и способны его пережить. Но нам удалось установить, что существует определенный временной промежуток после воздействия цитостатика, когда раковая стволовая клетка становится уязвимой для попадания внутрь нее фрагментов экстраклеточной ДНК. Далее нам удалось выяснить, что, если вводить эти препараты с определенным интервалом, сами фазы клеточного цикла в определенный момент синхронизируются. И это позволяет воздействовать на них одновременно. Исходя из этой информации, мы разработали композитный препарат, содержащий фрагменты двухцепочной ДНК, который поглощается именно стволовыми клетками (то есть все лекарство доходит до «нужного адресата») и затем ведет к их гибели. Мы провели его проверку в ходе лечения лабораторных мышей от асцитной опухоли Кребс-2. Обычно это заболевание ведет к неизбежной гибели животных в течении двух недель. Нам же удалось полностью вылечить 50% мышей, а некоторые после дали здоровое потомство. Еще 25 % мышей погибли не из-за рака, а от заражения, вызванного разрушением опухоли, этого можно избежать, сочетая прием нашего препарата с обычными противовоспалительными средствами. Положительные результаты дали и эксперименты, проведенные на культуре клеток человеческой глиобластомы. То есть сегодня мы можем говорить, что наша методика подходит для лечения большинства разновидностей раковых опухолей. Правда, в каждом случае необходимо разрабатывать свой регламент приема препарата, в зависимости от типа рака и индивидуальных особенностей организма.
– Известно, что рак – коварное заболевание, и нередки случаи, когда через некоторое время после, казалось бы, успешного лечения, возникают неожиданные рецидивы. С этим можно как-то бороться?
– Да, и в этом, опять же, поможет обнаруженное нами свойство. На сегодня известно, что в подавляющем большинстве случаев раковая опухоль начинается как раз с этих стволовых клеток. Отсюда и причина рецидивов – некоторые клетки выживают после курса терапии. А затем – порождают новое злокачественное образование.
Иногда это происходит сразу, иногда такая клетка на какое-то время «засыпает», а потом активизируется. Мы не знаем досконально, как и почему это происходит. Но теперь мы можем (и это доказано экспериментально) отслеживать наличие таких клеток, отследить, все ли они уничтожены в ходе лечения. Для этого нам достаточно пометить специальным красителем ДНК-зонды и ввести их в опухоль. Эти зонды не затронут обычные клетки, а стволовые, как говорилось, их поглотят и сами окрасятся в красный цвет. После этого их легко обнаружить через микроскоп. И можно проводить объективный мониторинг хода лечения.
Конечно, сегодня сложно сказать, когда открытие новосибирских ученых превратится в действующую медицинскую технологию. Для этого необходимы годы доклинических и клинических испытаний и немалые капиталовложения. Однако, полученные результаты уже позволяют исследователям ФИЦ ИЦиГ СО РАН говорить о том, что в терапии онкологических заболеваний появились новые горизонты. А вот воспользуется ли этим обстоятельством отечественная медицина или (как это уже бывало) плоды российской науки будут пожинать, в первую очередь, зарубежные фармацевтические корпорации, зависит в том числе и от позиции, которую займет в этом вопросе государство. Как известно, в сфере высоких технологий скупой платит не дважды, а многократно.
Георгий Батухтин
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии