[Rukavishnikov_A.I.]_Azbuka_raka(BookFi.org)

Главным элементом защиты организма от раковой клетки являются цито-

токсические Т-лимфоциты, или Т-киллеры (от англ. killer – убийца). Они спо-

собны обнаруживать белки-антигены и уничтожать их носителя – раковые клетки.

Т-лимфоциты называются так потому, что их накопление и созревание,

т.е. дифференцировка, происходит в тимусе – вилочковой железе. Они образу-

ются из стволовых клеток костного мозга и мигрируют в тимус, где получают название тимоцита.

Основная функция Т-лимфоцита – распознавание чужеродного антиген-

пептида в комплексе с антигеном МНС на поверхности антигенпредставляю-

щей клетки. Белки-антигены раковой клетки – это белки, синтезируемые внут-

ри еѐ самой, поэтому они подвергаются процессингу внутри этой клетки и по-

являются на еѐ поверхности в комплексе с белками МНС класса I.

Дифференцировка Т-лимфоцита происходит в два этапа: экспрессия на тимоците Т-клеточного рецептора (TCR) и способность рецептора его распо-

знавать белки МНС I класса на мембране антигенпредставляющей клетки в комплексе с пептидом белка-антигена.

Связывания TCR с пептидом и молекулой МНС класса I недостаточно для превращения Т-лимфоцита в активную цитотоксическую клетку. Для полной активации требуется связывание ещѐ одной молекулы – CD8-корецептора. Эта молекула белка тоже связывается с молекулой МНС в другом участке от связы-

вания TCR. CD8-корецептор имеется только у Т-лимфоцитов. Он является мар-

кером клетки-киллера, отличающим еѐ от других лимфоцитов.

Такие зрелые Т-лимфоциты поступают в кровь и берут на себя функции защиты против раковой клетки. Только в комплексе фрагмент антигена раковой клетки с МНС класса I на мембране клетки распознаются рецептором Т-

лимфоцита. Лишь одна клетка синтезирует рецепторы для одного специфиче-

ского антигена, не отличающиеся между собой по структуре активного центра.

260

Рецептор находит свой антиген на поверхности раковой клетки и прикре-

пляет Т-лимфоцит к ней. Т-лимфоцит секретирует белок перфорин, а он проды-

рявливает мембрану раковой клетки, и она погибает (Г.И. Абелев, 1996, 1998).

Т-лимфоциты в организме выполняют роль своеобразных контролѐров:

своими рецепторами анализируют белки-рецепторы и белки-маркеры на по-

верхности клеток. Придя в контакт с клеткой, он определяет – должен ли быть в ней белок, из которого вышел его «остаток» на поверхность клетки. Если дол-

жен, то клетка остается живой. Если не должен, то его носитель – раковая клет-

ка, уничтожается.

Так Т-лимфоциты могут распознавать чужеродные, т.е. раковые или даже другие больные, т.е. дефектные по антигенному составу клетки.

Способность Т-лимфоцитов с помощью своих рецепторов обнаруживать белки-антигены на поверхности клетки, а значит, и их носителей – раковые клетки, подтолкнула учѐных к разработке нового класса «препарата-

уничтожителя». Этот класс препаратов назван – моноклональные Т-клеточные рецепторы (мТКР) и может «охотиться» за антигенами раковых клеток.

Биотехнологическая компания Avidex (Великобритания) во главе с док-

тором Б. Джейкобсон из США приступила к первой стадии проекта по созда-

нию нового семейства «препарата-уничтожителя», который нацелен только на раковые клетки. Учѐные считают, что «естественные антитела и Т-клетки» ор-

ганизма человека способны обнаруживать различные виды аномальных белков,

которые называются «антигенами».

Такие антитела могут отыскивать и уничтожать больные клетки, но не со стопроцентным эффектом. Они могут влиять только на антигены, расположен-

ные на поверхности раковых клеток, – от 10% до 15% общего количества анти-

генов.

Новый класс препаратов, который назван моноклональные Т-клеточные рецепторы (мТКР), может «охотиться» за антигенами внутри раковых клеток.

Т-клетки в организме человека используют эти рецепторы для идентификации

261

фрагментов белков, которые называются пептиды и которые появляются на по-

верхности всех клеток. Они – остатки белков, находящихся внутри клетки.

О «препаратах-уничтожителях» компаний Avidex и Sunol Molekular из Флориды (США) специалисты «уже сейчас говорят, что это крупнейший про-

рыв в онкологической терапии последних лет». Они создали искусственные Т-

клеточные рецепторы, способные существовать независимо от своих носите-

лей.

Для этого из Т-клеток человека исследователи из Avidex выделяют гены,

которые производят эти рецепторы. Затем они с помощью вируса вводят эти гены в геном бактерии E. coli, которая становится практически неисчерпаемым источником идентичных копий белкового рецептора. Между ними и их Т-

клеточными аналогами не существует никакой разницы. Сейчас учѐные начи-

нают опыты на животных, чтобы определить, насколько долго Т-клеточные ре-

цепторы смогут существовать в организме.

По мнению учѐных, новые препараты могут использоваться для атаки против конкретных раковых клеток. Идентифицируя Т-клетки пациента, на ко-

торые уже нацелились раковые клетки, эти препараты сами знают, какой рецеп-

тор нужно клонировать.

Другой метод состоит в изменении генов рецепторов до тех пор, пока не начнут производиться мТКР, которые прикрепляются к определѐнным клеткам.

Учѐные обеих компаний – американская и британская, уже открыли мТКР, ко-

торые присоединяются к раковым клеткам. Они уже начали тесты на животных,

а тесты на людях начнутся не ранее, чем через два года.

Доктор Бент Джейкобсон из Avidex сказал: «Это открывает совершенно новую область для исследований. Эти препараты из того же класса, что и моно-

клональные антитела. Но они ―лучше‖ тем, что могут ударить по более широ-

ким целям. Наиболее очевидная цель – это раковые клетки, но мТКР могут быть использованы также при лечении вирусных инфекций».

Чтобы быть способными убивать раковые или другие больные клетки к молекуле мТКР надо присоединить токсин или радиоактивный атом. В качестве

262

токсина – химиотерапевтический препарат, а в качестве радиоактивного атома

– альфаили бета-частица.

Итак, в распоряжении врачей «в скором времени может появиться совер-

шенно новый класс лекарств», которые уже сейчас преподносятся авторами как лекарства от всех болезней. Они воссоздали рецепторы клеток иммунной сис-

темы, которые отвечают за распознавание чужеродных антигенов.

Таким образом, новые препараты смогут атаковать «все больные клетки без разбору». Они могут распознавать чужеродные или больные клетки, так как антигенный состав их меняется. То есть с помощью моноклональных Т-

клеточных рецепторов можно уничтожать не только раковые клетки, но и лю-

бые дефектные клетки, ставшие причиной той или иной конкретной болезни.

Похожие технологии уже нашли применение в медицине – это монокло-

нальные антитела (мКА). Технология их получения была разработана в 1975 г.

Г. Келер (G.F. Kohler) и Ц. Мильштейн (C. Milstein).

На основе мКА возникла и была реализована идея иммунотоксинов для уничтожения раковых клеток. Идея эта проста и кратко заключается в следую-

щем. Раковыми клетками, на поверхности которых есть опухолеспецифические белки-антигены, иммунизируют мышь, и она продуцирует антитела против белков-антигенов.

Эти антитела выделяют и соединяют с ядовитым для раковой клетки ве-

ществом – это иммунотоксин. После введения его в организм он связывается со специфическим белком-антигеном на раковых клетках и вызывает их гибель.

Иммунотоксин не присоединяется к белкам-маркерам нормальных клеток, и

поэтому нормальные клетки не уничтожаются.

Однако специфичность связывания моноклональных антител не всегда бывает абсолютно специфичной, что зависит от ряда причин, среди которых важен выбор значимых белков-маркеров раковой клетки.

Так как свойства раковой стволовой клетки создаются фетальными бел-

ками, то белками-маркерами для моноклональных антител могли бы стать: мо-

263

лекула адгезии CD44, белок под кодовым обозначением «5Т4», белки Oct-4 и Nanog, нуклеостемин и остеопонтин, а также hTERT и другие.

Новые препараты – мТКР, по мнению д-ра Бент Джейкобсон, будут более универсальными. Однако скорого их появления на рынке не ожидают: для «мо-

ноклональных» антител этот путь потребовал долгих лет (2000).

Однако, моноклональные Т-клеточные рецепторы уже созданы и реали-

зованы в клинической практике для поиска и селективного уничтожения рако-

вых клеток.

Известно, что раковые клетки, выходя из-под контроля организма паци-

ента, бесконечно делятся и распространяются – в окружающие здоровые ткани и по всему организму с образованием множества метастазов.

Проф. С. Розенберг (Steven Rosenberg, 2006) и группа из Национального института рака США давно занимаются проблемой повышения иммунного от-

вета организма на раковые клетки. Они воссоздали белок-рецептор цитотокси-

ческого Т-лимфоцита.

Для этого из цитотоксических Т-лимфоцитов от пациентов с меланомой выделили ген белка-рецептора, клонировали его, а затем внедрили его в обез-

вреженный ретровирус. У 17 пациентов с меланомой после химиотерапии им-

мунная система была сильно угнетена, а количество активных лимфоцитов в крови «упало». Учѐные взяли из крови пациентов Т-лимфоциты, размножили в культуре и заразили их этим ретровирусом, – так лимфоциты получили инфор-

мацию о белках-маркерах клеток меланомы. Затем каждому пациенту обратно ввели его цитотоксические Т-лимфоциты, т.е. уже генетически модифициро-

ванные.

Результаты:

- через месяц после лечения содержание таких клеток у 15 из 17 пациен-

тов стало на уровне от 9% до 56% от общего количества Т-лимфоцитов;

- через 18 месяцев после лечения два пациента полностью избавились от меланомы, у них продемонстрирован высокий уровень Т-лимфоцитов в крови.

Проф. С. Розенберг отметил:

264

-«впервые генные манипуляции привели к регрессу рака у людей»;

-«мы можем брать нормальные Т-лимфоциты от пациентов и превращать их в способные уничтожать раковые клетки»;

-прежде важно узнать «как генетически модифицированные клетки вы-

живут в организме в течение длительного срока»;

- «как сможет помочь такое лечение пациентов от других типов раковой клетки, здесь будут работать иные гены, кодирующие синтез других рецепто-

ров».

Из того, что рак – не одно целое, а состоит из клеток-потомков от одной раковой стволовой клетки, то для пациента опасен не рак, а его раковые клетки;

каждая из них – это клетка-организм.

мТКР может стать одним из средств, позволяющим найти и уничтожить в организме раковые стволовые клетки, не затрагивая нормальные стволовые клетки. Этим препаратом можно также уничтожать больные клетки, вызываю-

щие ту или иную болезнь.

Для рака же это имеет принципиальное значение: уничтожая селектив-

ным лекарством или средством раковые стволовые клетки, и рак сам собой ли-

квидируется.

265

Глава 10. Иммунотерапия – лечение от рака в XXI веке

10.1. Вакцины – основное средство поиска и уничтожения раковых

клеток

Рак – не одно целое, а расселяющиеся по всему организму пациента по-

томки раковой клетки-организма с образованием метастазов. Это причины того,

что для уничтожения раковых клеток необходим иммунный вариант лечения,

т.е. системное воздействие. Раковая клетка несѐт на своей наружной мембране антигены, по которым еѐ может распознавать иммунная система и уничтожать.

Основным средством иммунного варианта поиска и уничтожения рако-

вых клеток является вакцина. Вакцина – это препарат, содержащий антиген или комплекс антигенов, введение которого в организм вызывает иммунный ответ – элиминацию антигена. Но так как антиген на себе несѐт раковая клетка, то за-

одно уничтожается и она.

Вакцины в ХХI веке станут основным средством для уничтожения рако-

вых клеток, так как именно вакцины не оставят в организме ни одной раковой клетки. Для этой же цели будут также использоваться, избирательно дейст-

вующие лекарства на основе генов-маркеров и белков-маркеров раковых кле-

ток.

Раковая клетка возникает из клетки своего организма, поэтому отличить еѐ от нормальной клетки – задача не из лѐгких, а лекарства стандартной химио-

терапии сами по себе не могут отличать раковую клетку от нормальной клетки.

Прогресс в знаниях защитных функций клеток иммунной системы и ус-

пехи генной инженерии привели к созданию новых способов использования иммунной системы организма для системного уничтожения раковых клеток.

В зависимости от состава, а значит и механизма формирования иммунно-

го ответа, вакцины классифицируют так (В.М. Моисеенко, 2001): 1. Вакцины на основе целых клеток:

-аутологичные:

•немодифицированные;

•модифицированные с помощью трансфекции;

266

- аллогенные.

2. Антигенные вакцины:

-белки или фрагменты белков раковых клеток;

-ДНК- и РНК-содержащие вакцины;

-рекомбинантные вирусы;

-антиидиотипические вакцины;

-вакцины на основе дендритных клеток.

Для создания клеточных вакцин раковые клетки берут от самого пациента и выращивают в культуре. Затем раковые клетки убивают лучами, чтобы они не могли делиться, и вводят тому же пациенту обратно. В организме пациента вы-

зывается иммунный ответ против антигенов раковой клетки.

Выделяют два типа клеточных вакцин против раковых клеток. Для созда-

ния аутологичной вакцины используются раковые клетки от пациента, предва-

рительно убитые. Для создания аллогенной клеточной вакцины раковые клетки берут от другого пациента или пациентов, они также инактивируются.

Антигенные вакцины не содержат целых раковых клеток, а только их ан-

тигены. Пути включения антигена в состав антигенной вакцины:

-белки или фрагменты белков раковой клетки непосредственно вводятся

ворганизм пациента в качестве вакцины;

-в раковые клетки пациента или в организм пациента вводятся чужерод-

ные гены, кодирующие белки-антигены (ДНК- и РНК-вакцины).Такие гены доставляются в клетку различными путями: 1) прямым введением гена, кото-

рый проникает через мембрану клетки; 2) ретроили аденовирусными вектора-

ми; 3) введением липосом с геном; 4) введением искусственных хромосом с чужеродными генами др.

- АПК-вакцина создаѐтся на основе антигенпрезентирующих клеток,

главными из них являются дендритные клетки. Эти клетки обладают наиболь-

шей способностью к представлению антигенов раковой клетки как Т-

лимфоцитам, так и В-лимфоцитам.

Дендритные клетки получают из предшественников костного мозга от

267

пациента, а также из периферической крови. Их инкубируют с антигенами из раковых клеток в культуре. Внутри дендритной клетки антигены подвергаются процессингу до пептидов. Пептиды встраиваются в молекулы HLA и в таком комплексе экспонируются на поверхности дендритной клетки. Дендритные клетки с нагруженным антигеном-пептидом – это вакцина, которую вводят па-

циенту (В.М. Моисеенко,2001; И.А. Балдуева, 2003).

В.М. Моисеенко, И.А. Балдуева, К.П. Хансон (1999) приводят этапы раз-

вития вакцин против раковых клеток.

1. Конец ХIХ века. Токсин У.Б. Коли (1890) – пытался лечить пациентов,

страдающих от рака, инъекциями бактериальных экстрактов.

2. ХХ век: 50-60-е годы. Антисыворотки от иммунизированных доноров и родственников пациентов.

3. 70-80-е годы. Аутологичные и аллогенные облученные раковые клетки вместе с неспецифическими стимуляторами защитных сил организма (бакте-

рии, вирусы).

4. Конец 80-х годов – настоящее время. Генная терапия модифицирован-

ными клетками с помощью генов цитокинов (ИЛ-2, ИЛ-4; ИНФ; ГМ-КСФ),

костимулирующих молекул (В7-1, В7-2) и молекул аллогенного главного ком-

плекса гистосовместимости (HLA), создание рекомбинантных и синтетических вакцин на основе клонирования опухолеассоциированных антигенов.

N. Restifo и M. Sznol (1997) пишут: «Вакцинотерапия – метод использо-

вания любого антигена или комплекса антигенов совместно или без адъювантов для модуляции иммунного ответа». Этот метод относится к методам активной специфической иммунотерапии для стимуляции иммунного ответа пациента на

«собственную» опухоль; пока используется в условиях клинических испытаний

(цит. по: В.М. Моисеенко и соавторы, 1999).

Лечение пациентов от рака путѐм активации естественных защитных ме-

ханизмов или введения естественных полимерных молекул (цитокины, факто-

ры роста и др.) – это биотерапия.

Классификация методов биотерапии рака (S. Rosenberg, 1997).

268

I группа – методы активной иммунотерапии:

- неспецифическая иммунотерапия (иммунные адъюванты: интерферон,

ИЛ-2, ГМ-КСФ и др.)

- специфическая иммунотерапия с иммунизацией опухолевыми антиге-

нами (вакцинотерапия).

II группа – методы пассивной иммунотерапии:

- антитела (моноили поликлональные антитела, или их конъюгаты с ток-

синами или изотопами);

- клетки [опухоль-инфильтрирующие лимфоциты (от англ. TIL), лимфо-

кинактивированные киллеры (от англ. LAK)]; III группа – непрямые методы:

- удаление или блокирование факторов роста или ангиогенеза.

При раке нет «полноценного иммунного ответа». По мнению авторов,

причинами этого являются:

-недостаточная иммуногенность антигена раковой клетки или еѐ полное отсутствие;

-способность раковых клеток вызывать системную иммунодепрессию за счет ИЛ-10, ТФР-бета и других веществ со снижением активности Т-

лимфоцитов;

- нарушение механизма презентации антигенов «профессиональными» антигенпрезентирующими клетками Т-лимфоцитам.

Но главной причиной авторы считают недостаточную иммуногенность раковых клеток. Раковые клетки в организме возникают часто и если клетки иммуногенны, то легко уничтожаются иммунной системой. При слабой имму-

ногенности раковых клеток они «ускользают» от иммунного контроля.

Целесообразность использования иммунной системы организма против раковых клеток была доказана в ряде экспериментов:

-после иммунизации против сингенных раковых клеток прививка этих клеток животным не удается;

-Т-лимфоциты способны лизировать аутологичные раковые клетки in

269