• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
5 июля
Василий Парфенов
2 271

Новая терапия рака превратила его клетки в «троянских коней», уничтожающих опухоль изнутри

5.9

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.

ГМО-раковый троянский конь
Микрофотография препарата тканей немелкоклеточного рака легких. Опухолевые клетки окрашены темнее / © Librepath, Wikimedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 11:39
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

Вчера, 15:43
Полина Меньшова

Настольные игры, как и многие другие групповые виды досуга, положительно влияют на психическое здоровье человека, обеспечивая социальное взаимодействие и отвлекая от рутины. Однако эффект игры «Подземелье и драконы» оказался более разносторонним.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно