В медицинском мире ученые активно ищут вакцину, которая сможет предотвратит развитие онкозаболевания еще до того, как раковые клетки начнут наносить вред организму. Несмотря на значительные успехи в медицинском мире, происходящие каждый день, все научное сообщество и человечество ищут эффективный инструмент, с помощью которого удастся победить самого грозного врага — рак. Современные усилия по профилактике онкозаболеваний направлены на то, чтобы избежать известных факторов риска, таких как курение, загрязнение воздуха, солнечная радиация и ионизирующее излучение, а также на проведение скрининговых тестов, таких как колоноскопия на предмет обнаружения колоректального рака или маммография при подозрении на рак молочной железы.
Обследование является важной частью профилактической медицины, но чаще всего способствует раннему выявлению онкозаболевания, а не его профилактике. Медики хотят разработать «вакцину» — прививку, которая подготовит иммунную систему в случае заблаговременного развития рака и мы можем надеяться, что в ближайшем будущем люди увидят лечение рака, которое изменит лицо израильской медицины и онкологии в частности. В течение жизни в организме человека развивается большое количество раковых клеток, но иммунная система распознает большинство из них как чужеродные и быстро уничтожает. Другим фактом, подтверждающим важность иммунного ответа при лечении рака, является высокая доля пациентов с иммуносупрессией, то есть тех онкобольных, чья иммунная система не функционирует должным образом. Такие люди имеют более высокий риск заболеть раком, чем другие, потому что их иммунная система не распознает онкоклетки.
Иммунный ответ является наиболее сложным из-за нескольких аспектов неуловимой природы раковых клеток, которые затрудняют лечение. Каждая онкоклетка имеет некоторые существенные особенности, которые отличают ее от нормальной человеческой клетки и делают ее инвазивной и разрушительной. Во-первых, клетки, составляющие каждую здоровую ткань, образуют своего рода совместное сообщество, в которое посылаются взаимные химические сигналы, которые регулируют рост, и деление клеток. С другой стороны, раковые клетки не нуждаются в стимулирующих сигналах, они даже игнорируют сигналы, препятствующие аномальному росту и делению, и эти процессы не контролируются.
Онкологические вакцины
Раковые клетки реплицируют свою ДНК бесконечно и не выполняют процесс апоптоза: «запрограмированной гибели клеток», в отличие от здоровой клетки с определенным жизненным циклом. Наконец, раковые клетки способны проникать за пределы определенных границ тканей и органов. Чтобы обеспечить себе питание и выжить в тканях в форме метастазов, онкоклетки часто уклоняется от иммунной системы, которая не воспринимает их как чужеродную опасность.
Возможно, самая большая трудность в лечении и исследовании рака заключается в огромном разнообразии форм онкозаболеваний и типов злокачественных опухолей, каждая их которых имеет разные места локализации, генетические маркеры (известная часть ДНК, которую также можно использовать для идентификации различных заболеваний) и биологические маркеры (которые можно измерить для отслеживания возможного развития заболевания или отслеживания существующего заболевания).
Процесс возникновения злокачественной опухоли, ее развития и реакция онкобольного на лечение рака в Израиле очень отличаются от одного пациента к другому, поэтому исследования требуют огромных усилий и резурсов для достижения эффективных решений. Инновации в молекулярной биологии в целом и в генетической биологии в частности, теперь позволяют точно идентифицировать мутации, которые отличают раковые клетки от здоровых. Исследования в этой области привели к разработке целевых биологических препаратов, которые успешно лечат рак с минимальным влиянием на здоровые клетки. Иммунотерапия является еще одной инновационной областью онкологии, направленной на манипулирование иммунной системой против онкоклеток.
Несмотря на то, что биологическое лечение и иммунотерапия от рака за рубежом являются важнейшим и мощнейшим инструментом в борьбе с онкологией, возникает вопрос, можно ли создать и оптимизировать условия для предотвращения развития рака в целом. На теоретическом уровне это жизнеспособная идея: так же, как современные вакцины — прививки против вирусов и бактерий. Воздействие иммунных клеток на внешние маркеры, различные белки и рецепторы на онкоклетках, может вызвать мощный иммунный ответ, который остановит развитие онкозаболевания еще до его возникнования.
Это должно быть так же, как и в случае вакцин против таких болезней, как корь и полиомиелит, когда организм вырабатывает антитела в ответ на воздействие вирусов, вызывающих эти болезни. Таким образом, можно представить себе пассивную вакцину — прививку от рака, в которой пациент получает специфические антитела к злокачественным компонентам или активную вакцину — прививку от рака, в которой белки или рецепторы, типичные для онкоклеток, вводятся в организм для стимуляции иммунной системы. В любом случае основной проблемой является большое разнообразие опухолей, характеризующихся множеством биомаркеров и продвинутых механизмов иммунной защиты.
Прививки от рака
Концепция профилактической онковакцины — прививки против рака еще не дала реальных результатов, но за последнее десятилетие было предпринято несколько попыток реализовать эту теорию в лабораторных экспериментах и клинических исследованиях. Например, было несколько экспериментов по «обучению» иммунных клеток атаковать мутированный белок р53. Этот белок присутствует примерно в 50% раковых клеток и отвечает за некоторые особенности онкоклетки, такие как остановка деления и отсрочка апоптоза. Эти методы лечения еще не прошли лабораторную стадию и не были опробованы в качестве профилактической меры у пациентов без рака.
Одной из основных трудностей при разработке профилактической вакцины — прививки от рака является долгосрочное наблюдение, которое потребуется для подтверждения ее эффективности. В отличие от инфекционных заболеваний, когда результаты вакцинации становятся заметны сразу, вакцинация здорового человека против того или иного рака займет десятилетия, чтобы увидеть, что онкозаболевание не развивается и человек не страдает от опасных побочных эффектов.
Возможно, что более реальная надежда на снижение заболеваемости раком лежит в области генной терапии и геномного редактирования. Такие технологии, как CRISPR, основанные на уникальных бактериальных и вирусных свойствах, позволяют точно редактировать последовательности ДНК человека: самый известный ген наследственного рака BRCA1, представляет собой значительный риск развития рака молочной железы и рака яичников в молодом возрасте. Инновации в генетической области могут стать прорывом, который ускорит лабораторные и клинические исследования, и следует ожидать, что через несколько лет в Израиле появятся инновационные и еще более эффективные методы лечения рака.
Противораковые дендритные вакцины
Один из способов, с помощью которого исследователи пытаются использовать дендритные клетки в терапевтических целях, — это борьба с раком. Иммунная система способна идентифицировать многие мутации, которые существуют в опухолях, и разрушать опухолевые клетки или останавливать их дальнейшее деление. Эти клетки являются своего рода медиатором — они поглощают нео-антигены из опухолевых клеток и вводят их в Т-клетки, тем самым повышая их активность.
В то же время предпринимаются попытки сделать противораковые вакцины. В отличие от вакцин против инфекционных заболеваний, цель заключается в том, чтобы ввести вакцину человеку, рак которого уже существует в его организме. В этой вакцине антигены вводят в раковые клетки — иногда общие антигены раковых клеток, а иногда те, которые характерны для конкретного пациента. Дендритные клетки поглощают эти вакцины, демонстрируют раковые антигены и таким образом, обучают Т-клетки атаковать их. В противораковой вакцине исследователи создают дендритные клетки из собственных клеток крови пациента, «заряжают» их раковым антигеном и повторно вводят их пациенту.
На сегодняшний день одно такое лечение, Provenge, уже доступно для лечения рака простаты. Дендритные клетки инкубируют с антигеном, называемым PAP, который появляется в больших количествах у пациентов. Исследователи в настоящее время пытаются много способов сделать прививку от рака. Недавно был сделан прорыв в разработке противораковых вакцин в сочетании с нанотехнологиями: антигены вводятся в крошечные частицы, которые более эффективно поглощаются в дендритных клетках. Это позволяет любому раковому антигену передаваться в дендритные клетки по запросу. Следовательно, дендритные клетки являются связующим звеном между врожденной и приобретенной иммунной системой. Вполне вероятно, что в скоро мы сможем использовать нашу фантастическую способность влиять на иммунную систему.