Усилия ученых по расшифровке генома и исследованию генов, ответственных за рак,позволяют рассчитывать на создание целого ряда препаратов, которые при индивидуальной терапии позволят продлевать жизнь на десятки лет

...Следует полагать, что в то время как терапия рака, несмотря на довольно скромные пока успехи, может рассчитывать на серьезные достижения в области медикаментозного лечения, радикальная ликвидация заболеваемости раком представляется мне нереализуемой. Ибо рак является следствием одного из тех принципов функционирования клетки, которые лежат у самых истоков жизни. Станислав Лем

Недавно американские ученые завершили работу по расшифровке генетического кода клеток рака молочной железы и рака кишечника. Как признались исследователи, результаты их просто шокировали: было выявлено около двухсот генетических мутаций, участвующих в процессах образования опухоли, ее роста и распространения. Они констатировали, что развитие злокачественных опухолей определяется гораздо более сложным комплексом факторов, чем считалось раньше. Тем не менее новые знания вселяют и оптимизм — есть над чем работать.

Еще в конце прошлого века, когда геном не был расшифрован, о раке чаще говорили как о неизлечимой болезни. Ученых, фармацевтов, клиницистов угнетала практически неравная борьба: что бы они ни придумывали, в ответ опухоль становилась еще хитрее и изворотливее. Во всем мире, особенно в благополучных странах, наблюдалась устойчивая тенденция к росту онкологических заболеваний из-за увеличившейся общей продолжительности жизни: рак по большей части болезнь пожилых. Сейчас ежегодно выявляется более 10 млн случаев рака, а по прогнозам Международной организации по борьбе с раком, к 2020-му эта цифра вырастет до 15 млн. Каждая пятая смерть в мире — от рака. Едва ли не единственным исключением стали успехи в профилактике рака легких, отмеченные в последние годы в результате беспрецедентных мер по борьбе с курением.

Казалось странным, что мировая наука, несмотря на титанические усилия, так долго не может ответить на вызов природы и победить рак, ежегодно уносящий миллионы человеческих жизней. Вроде бы ученым было многое известно о механизмах возникновения злокачественных опухолей, было понятно, в какие цели следует бить, но отдельные маленькие победы не приносили удовлетворения. В последнее время стало очевидным, что рак — заболевание не только многофакторное, изменчивое, но и индивидуальное: одинаковых опухолей не бывает, даже если они во многом схожи и локализованы в одном месте. Это означает, что для рака нет единой теории и вряд ли возможно создание одного препарата или метода, который будет кардинально избавлять от него. Но ученые рассчитывают, что после расшифровки геномаи составления всесторонней характеристики генов, замеченных в предательском поведении клеток, удастся создать препараты и технологии, комплексное применение которых позволит если не вылечить рак окончательно, то перевести его в хроническое заболевание. А это даст обреченным шанс надеяться на десятки лет активной жизни.

Бессмертная, плодовитая, Наглая

Как получается, что в какой-то момент крохотная клетка, одна из миллиардов, составляющих организм человека, вдруг переворачивает всю его жизнь? Непомерные амбиции маленькой частички вступают в непримиримое противостояние с целым. Отлаженный механизм, позволяющий клеткам действовать строго в рамках принятых правил — в нужный момент рождаться, делиться отмеренное число раз, а затем умирать, — вдруг нарушается. Понятно, что эта зарвавшаяся клетка хочет жить вечно и делать все, что захочется, но почему она столь недальновидна, что своей неуемностью приводит к гибели хозяина организма, а значит, и себя? Какой-нибудь жалкий вирус, организованный куда проще клетки, и то хитрее: как правило, поселившись в организме, он устраивает комфортные условия для себя, но и позволяет другим жить более или менее пристойно. Может, рак подброшен эволюцией в качестве мусорщика, выметающего пожилых, выполнивших свои репродуктивные функции? Но от рака умирает не так уж мало молодых и даже детей. Однако есть и другие гипотезы. Одни специалисты считают, что рак появился в тот момент эволюции, когда популяция наших далеких предков была столь мала, что близкородственное скрещивание привело к накоплению мутаций, которые потом стали переходить от поколения к поколению и множиться. Другие — что рак человечество получило в обмен на половое размножение: ученые находят много схожего в опухолевых и эмбриональных клетках, считая, что некое количество зародышевых клеток рассеивается по всему организму и под влиянием дополнительных факторов может превратиться в злокачественные.

Онкологи не склонны философствовать на эту тему. Им ближе более конкретные вопросы. Почему и как происходит преобразование нормальной клетки в опухолевую? Как и где можно эффективновмешиваться в этот процесс? Известно, что факторов для инициации этого процесса может быть несколько: действие канцерогенных веществ, облучение, вирус, генетические причины. Это может быть и сочетание нескольких факторов. Основная сложность заключается в том, что единого механизма нет. «Абсолютным для всех видов злокачественных опухолей является заболевание генетического аппарата клетки, а вот пути, по которым работает испорченный геном, разные, — говорит заведующий отделом трансформирующихся генов Российского онкологического научного центра им. Н. Н. Блохина (РОНЦ), член-корреспондент Российской академии медицинских наук Федор Киселев. — У каждой опухоли своя генетическая программа».

В опухолевой клетке в какой-то момент включается ген, кодирующий теломеразу, в результате чего эта клетка становится бессмертной

Ученые утверждают, что должно произойти пять-семь событий, после чего нормальная клетка превращается в опухолевую. Для начала в клетке должно накопиться определенное количество мутаций. Причем зачастую изменяются те гены, которые призваны контролировать целостность генома и, соответственно, правильность его работы. Первое, что клетка с измененным геномом стремится сделать — обеспечить себе бессмертие. Нормальная клетка делится тридцать-пятьдесят раз, а затем умирает, в частности, на ее поверхности появляются рецепторы, активация которых запускает механизм апоптоза (за-программированной смерти). Предполагается, что время жизни клетки отсчитывают находящиеся на концах ДНК, уложенных в хромосомах, так называемые теломеры — участки, которые не кодируют белки. Дело в том, что при считывании с ДНК информации для ее деления эти кончики хромосом при каждом делении становятся все меньше. И когда теломеры «обтрепываются» до строго определенной длины, клетка должна умереть.

Вакцина против рака

На самом деле в геноме есть ген, который может кодировать фермент теломеразу, умеющую наращивать теломеры и обеспечивать клеткам бессмертие. К примеру, теломераза работает в стволовых клетках. Но в большинстве зрелых клеток нашего организма она не синтезируется, тогда как в опухолевой в какой-то момент включается ген, кодирующий теломеразу, в результате чего клетка становится бессмертной.

Завоевав такое сказочное свойство, она старается всячески оградить себя от попыток склонить ее к суициду и блокирует сигнальные пути апоптоза. Теперь она хочет размножаться. Она выставляет на своей поверхности множество рецепторов, которые будут хватать молекулы-сигналы, запускающие клеточное деление. Такие рецепторы есть и на обычных клетках, пока те делятся под контролем генома. В опухолевой их становится намного больше, в результате чего она начинает бурно и бесконтрольно делиться, образуя многочисленное потомство. Мало того, потомство — это не копии ненормальной мамаши, клетки-детеныши приобретают все новые свойства, причем каждый — свои особенные. Колония разрастается и нахально пытается поприжать окружающие ее нормальные клетки, нарушая принятые каноны добрососедства. Обычные клетки знают, что делиться можно лишь тогда, когда ты не мешаешь соседям: клетки общаются друг с другом посредством различных сигналов. Опухолевым такая галантность ни к чему, они почти перестают взаимодействовать с другими клетками, вступая в агрессивную борьбу за пищу и кислород. Для этого они продуцируют факторы, способствующие появлению новых сосудов и прорастанию их в опухоль. По сосудам будет транспортироваться пища, вдобавок они будут служить каналами для путешествий оторвавшихся от первичнойопухоли отдельных клеток. Эти оторвыши могут образовывать метастазы в различных частях тела. А могут спрятаться и сидеть где-нибудь тихо-тихо. Но вдруг через несколько лет либо под влиянием дополнительных мутаций, либо попадая в более благоприятные условия, они могут начать яростно делиться и образовывать новую опухоль. Такова самая общая схема преобразования нормальной клетки в опухолевую.

Стрельба по мишеням

Даже эта общая схема — ключ к пониманию, что может быть мишенью для борьбы с раком. Собственно, о мутациях в генах, бессмертии, бесконтрольном делении и способности к метастазированию известно уже давно, но поскольку мишенью выступали сами опухолевые клетки целиком, лечение было грубоватым. Опухоль по возможности удаляли, на нее воздействовали химиотерапией (различными лекарственными препаратами) и лучевой терапией. Но и химио-, и лучевая были нацелены на убийство клеток путем разрушения ДНК или других важных частей клеток. Терапия сама становилась убийственной. По словам клиницистов, многие больные умирали не от самой опухоли, а от последствий такой терапии: она разрушительно действовала почти на все клетки организма, особенно быстроделящиеся — клетки крови, эпителия, волос и кожи. А победить рак так и не удавалось.

Ученые упорствовали, знаний становилось все больше. Сейчас множество лабораторий более или менее успешно работают в самых разных направлениях. Даже несведущему в онкологии человеку вроде понятно, что можно пытаться воздействовать на важнейшие точки процесса образования опухоли. Вероятно, самой привлекательной целью является поломанный геном, ведь все начинается оттуда. «Если побороться за эту часть, возможно, это может стать самым эффективным путем», — размышляет руководитель лаборатории генной терапии Института биологии гена Российской академии наук Сергей Ларин. По его словам, теоретически можно вводить нормальные копии измененных или мутировавших генов. Такие разработки ведутся: здоровые гены пытаются внедрить с помощью генномодифицированных вирусов, плазмидных ДНК и др. Но пока технология моделируется и в лучшем случае воспроизводится in vitro. Ученые еще не нашли способа адресной доставки нужного гена в нужное место. Ведь он может встроиться настолько неудачно, что сам может активировать или заблокировать гены, способствующие возникновению опухоли или чего-нибудь еще.

Пробуют отключить и бессмертие клетки. Кажется, что это можно сделать, воздействовав на теломеразу и/или на сигнальные пути апоптоза. В принципе можно подобратьингибитор к теломеразе, чтобы заблокировать ее (недавно ученые расшифровали трехмерную структуру этого фермента). «Такие работы ведутся во многих лабораториях, — рассказывает Федор Киселев. — Но здесь немало сложностей. Не обнаружен природный ингибитор теломеразы, возможно, она блокируется не белком, а другим способом. Кроме того, пока не найден рецепт точечного воздействия. Даже если будет подобран синтетический ингибитор, его запуск может уничтожить стволовые клетки». Федор Киселев предполагает, что на теломеразу можно воздействовать с помощью микро-РНК. Недавно стало известно, что микро-РНК заставляет умолкать гены (за это открытие в 2006 году была присужде-на Нобелевская премия). Однако более реальным кажется создание препаратов, способных действовать на апоптотические сигналы, к примеру, путем разблокировки этих путей — тогда, может, все-таки удастся заставить опухолевые клетки умереть.

Ключевые этапы образования злокачественной опухоли

Пока наибольших успехов ученые добились на этапе деления опухолевых клеток. В последние годы стали появляться так называемые таргетные (целевые, специфичные) лекарственные препараты, которые действуют целенаправленно на опухолевые клетки и щадят окружающие нормальные. Один из таких иннова


Похожие записи:
  1. В течение ближайших месяцев с молотка уйдет один из девяти немецких земельных банков — Landesbank Berlin (LBB). Для Германии это может стать началом слома всей послевоенной архитектуры финансовой системы
  2. Хитроу — один из крупнейших аэропортов в мире — стал синонимом хаоса и беспорядка. Проблемы аэровокзала явно указывают на ошибки в транспортной политике страны, где предпочитают латать выбоины, а не строить новые дороги
  3. Ученые смогли превратить клетку взрослого человека в аналог эмбриональной стволовой клетки. Теперь можно обойтись без насилия над эмбрионами
  4. Что дала Соединенным Штатам программа по выкупу токсичных активов — TARP
  5. Украина может обеспечить себя газом собственной добычи, произвести революцию в фармацевтике и металлургии, создать беспилотные самолеты и плазменные генераторы. Возможности отечественных разработчиков ограничены во многом слабым менеджментом. Все это выявил первый Конкурс инноваций, проведенный журналом «Эксперт Украина»
  6. В финал всеукраинского конкурса «Инновационный прорыв-2010» вышло восемнадцать проектов. Судьбу их авторов и возможность реализации идей 21 декабря определят инвесторы. Деньги смогут получить только пять счастливчиков
  7. Дорогие энергоносители значительно повысили привлекательность европейского речного транспорта. В ближайшие годы реки и каналы Германии могут стать главными транспортными путями Европы — если немецкое правительство решится модернизировать национальную водную транспортную сеть