Новая терапия рака превратила его клетки в «троянских коней», уничтожающих опухоль изнутри
Американские ученые разработали новую технологию лечения онкологических заболеваний, которая обращает свойство рака адаптироваться к терапии за счет быстрой изменчивости против него самого. Генетическая модификация делает из раковых клеток «троянских коней», временно нечувствительных к лечению. Они замещают большую часть опухоли, конкурируя с естественно устойчивыми к терапии клетками, а затем «переключаются» в состояние, восприимчивое к распространенным противоопухолевым препаратам.
Методику программирования раковых клеток для такого сложного поведения создали в Университете штата Пенсильвания (Penn State). Ее подробное описание и результаты испытаний в разных условиях опубликованы в рецензируемом журнале Nature Biotechnology.
Разработка показала высокую эффективность на культурах человеческих клеток и в опытах на крысах. Пока ее нельзя назвать близкой к клиническому использованию — ученым все еще предстоит придумать безопасные способы «заражения» опухолей деструктивной генетической программой. Однако первые результаты и общий принцип работы новой терапии выглядят настолько многообещающими, что исследователи поспешили ее запатентовать.
Онкологические заболевания поражают многообразием, которое обусловлено самой природой рака. Каждая злокачественная опухоль — это клетки организма, в которых буквально перестали работать механизмы, ограничивающие их непрерывное воспроизводство. Из-за этого такие клетки постоянно эволюционируют и стремятся захватить все доступные ресурсы. Что в конце концов и уничтожает организм.
Поэтому же любая терапия рака рано или поздно обречена на неудачу. Если опухоль не уничтожить полностью быстрее, чем она адаптируется к лечению, уже примененный метод быстро станет неэффективным. А учитывая, что большинство лекарств вместе с раком наносят вред и больному — получается гонка на выносливость, которую непросто выиграть даже в остальном (кроме наличия онкологического заболевания) здоровому человеку.
Особенно опасны запущенные случаи, когда раковых клеток так много, что какая-то их часть всегда успевает адаптироваться к терапии. В результате лечение превращается в череду проб и ошибок со все сильнее убывающим шансом на успех: одна комбинация препаратов перестает работать, ее заменяют второй очередью, затем третьей и так далее. Причем каждый следующий «коктейль» имеет плохо предсказуемую эффективность в конкретном случае.
Ученые из Penn State предложили иной подход: принудить рак играть по заранее известным медикам правилам с помощью генной инженерии.
Логичная идея — взять и модифицировать клетки опухоли так, чтобы они были восприимчивы к доступному и наиболее безопасному препарату. Однако превратить все раковые клетки сразу в нужные не получится: какая-то часть потенциально невосприимчивых к лечению останется. А когда терапия начнется, они быстро выиграют в конкурентной борьбе, их геном станет доминирующим — сила отбора во всей красе. Требуется более хитрый подход.
Для «программирования» раковых клеток используется генетическая цепь (genetic circuit, можно еще перевести как «генетическая схема»). Это такая комбинация генов, которая заставляет получившие ее клетки гарантированно реагировать на определенные внешние раздражители, словно выполняя логическую программу. Либо строго определенным образом взаимодействовать друг с другом или другими клетками. В новой терапии рака такая генетическая цепь состоит из двух «генов-тумблеров», работающих последовательно.
Сначала «включен» первый, и целевые раковые клетки имеют устойчивость к выбранному онкологическому препарату, за счет чего они получают эволюционное преимущество. За несколько недель несущий генетическую цепь геном становится преобладающим даже в запущенной опухоли, а также в ее метастазах. Значительно меньшая часть оставшихся раковых клеток имеет естественную устойчивость к лекарству. Но это не проблема, потому что есть второй «тумблер».
Когда наступает его очередь «включаться», в зараженных генетической цепью клетках запускается экспрессия цитотоксичных белков, быстро уничтожающих опухоль. Поскольку к этому моменту такие «троянские кони» в организме больного представляют подавляющее большинство раковых клеток, то они гарантированно соседствуют с естественно устойчивыми к терапии «родственниками». И умирая сами, они уничтожают их тоже.
Чтобы генетическая цепь быстро распространилась по раковой опухоли, ученые применили технику генного драйва (gene drive, не путать с дрейфом). Это естественный процесс, позволяющий генам при определенных условиях передаваться потомству с вероятностью больше 50 процентов. То есть как бы нарушая законы Менделя.
Правда, для эффективной работы драйва необходимо, чтобы гены были безвредными и не требовали много ресурсов для сохранения. Именно поэтому на первом своем этапе разработанная генетическая цепь несет для опухолевых клеток пользу.
Новую технологию опробовали на немелкоклеточном раке легкого, она показала высокую эффективность как в пробирке, так и на модельных животных. Причем исследователи проверили каждый «тумблер» отдельно и в разных условиях, чтобы обеспечить надежность их срабатывания.
Что особенно удобно, судя по всему, генетическую цепь можно адаптировать под очень широкий спектр лекарств для терапии онкологических заболеваний. В опытах использовали осимертиниб, пральсетиниб и эрлотиниб как по отдельности, так и в комбинации с дополнительными препаратами.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Больше половины студентов регулярно читают учебные тексты под музыку, хотя многие научные работы утверждают, что это вредит пониманию текста. Исследователи из Университета Эдит Коуэн выяснили, что эта привычка определяется не когнитивными способностями вроде силы внимания, а тем, насколько важную роль музыка играет в жизни конкретного человека.
В 2020-х годах шакалы достигли Архангельской области, а еще раньше колонизировали другие регионы Северной Европы. Авторы новой работы проанализировали перспективы и пришли к выводу о неизбежности многократного расширения их европейского ареала в этом веке. Причем ключевую роль в этом играет человек и его действия.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии