Лечение на клеточном уровне рака

«Золотой петушок» онкологии

Фундаментальные исследования и практические разработки привели к тому, что в последние десятилетия диагноз «рак» перестал быть безусловным смертным приговором. Ряд форм рака, в том числе весьма распространенных и опасных — стремительно метастазирующая хорионэпителиома, знаменитый мелкоклеточковый рак легкого, некоторые опухоли кожи, — поддаются сегодня полному излечению.

Широко известно, что президент США Рональд Рейган в 1985 и 1987 годах перенес два курса лечения от опухолей кишечника, кожи и простаты. После этого он прожил еще 17 лет и умер в 93 года от совсем других недугов.

https://www.youtube.com/watch?v=IEuDM7kOZns

И тем не менее злокачественные опухоли ежегодно продолжают уносить миллионы жизней, в том числе и в самых передовых странах. Причина проста: лечению лучше всего поддаются самые ранние стадии развития опухолей, во время которых больной не чувствует никакого недомогания и к врачу не обращается.

Затем появляется так называемый «синдром малых признаков» — похудение, утрата аппетита, быстрая утомляемость. Но и на этой стадии многие приписывают свое состояние перегрузкам, простуде и т. д. Встреча с медициной часто происходит только после появления болей, означающих, что опухоль уже созрела, дает метастазы и бороться с ней чрезвычайно тяжело и зачастую невозможно.

Онкологи часто оказываются в положении царя Дадона, который, как известно, мог отразить вторжение любого врага, если вовремя о нем узнавал. Для онкологии роль «своевременного информатора» играет анализ на онкомаркеры — специфические химические продукты опухоли.

Уже по названиям некоторых из этих белков (альфа-фетопротеин, раково-эмбриональный антиген и т. д.) можно догадаться, что они обычны для эмбриональных тканей. Во взрослом организме они либо отсутствуют вовсе, либо встречаются в строго определенных тканях в очень небольшом количестве.

Определение онкомаркеров сегодня — процедура недолгая (около 20 минут) и недорогая (один анализ стоит от 300 до 800 рублей). Для ее проведения человек, не ощущающий никаких недомоганий, должен утром и натощак прийти в лабораторию.

А другого способа защититься от рака пока никто не придумал.

За и против иммунотерапии рака стволовыми клетками

По поводу новой революционной методики лечения рака стволовыми клетками пока нет единого мнения, а сама тема обросла различными кривотолками. Истины ради надо сказать, что методика еще слишком молода и мало изучена, находится в процессе изысканий и совершенствования, нередко дает осложнения.

Однако большинство ученых онкологов, иммунологов и генетиков, занимающихся этим вопросом, видят в методе большие перспективы. Методика позволит не просто лечить рак, а управлять раковым процессом через те же стволовые клетки, потому что недавно обнаружены и собственные стволовые клетки рака.

Источники получения стволовых клеток

Для лечения рака применяют гемопоэтические стволовые клетки, из которых образуется кровь. Источниками их получения являются:

  • кровь;
  • красный костный мозг;
  • пуповинная (или плацентарная) кровь.

Среди всех 3-х источников сегодня отдают предпочтение пуповинной крови, и вот почему. Для взятия крови нужны доноры. Технология забора стволовых клеток такова, что донор предварительно получает медикаментозную стимуляцию образования стволовых клеток, затем его кровь пропускается через специальный фильтрующий аппарат, который «отсеивает» стволовые клетки, а кровь без них возвращается донору. Эта технология и дорогостоящая, и может вызывать различные побочные явления у донора.

Взятие костного мозга также требует доноров и специальной обработки, она также требует немалых финансовых затрат. Что же касается крови, извлекаемой из пуповины или плаценты – то этот материал, как известно, подлежит незаслуженному выбрасыванию.

Он не требует финансовых вложений, а концентрация стволовых клеток там очень велика. К тому же они молоды и высоко функциональны, чем те, которые получают из крови и костного мозга взрослого донора. Только после одних родов можно извлечь из пуповины 100 мл крови, а из самой плаценты еще до 150 мл.

Перед родами родители решают, сохранять ли им пуповинную кровь. Если они считают это необходимым, подписывается специальный договор, и для них создается именной приватный банк, разумеется, за плату. Там кровь сохраняется в замороженном виде десятки лет, и в любое время может быть использована по требованию для лечения родственников.

Кровь, на которую не претендуют родители, сохраняется в банках-регистрах, предназначенных для безвозмездного донорства, и может быть использована также для лечения пациента с подбором по совместимости.

Из крови берутся пробы для анализа (на наличие инфекций, генных заболеваний), отфильтровываются стволовые клетки и помещаются на 2-3 недели на карантинное хранение. После получения всех результатов анализов их помещают уже на постоянное хранение в банк. Они хранятся в парах жидкого азота при -196°С, и не теряют своих свойств в течение 15-20 лет.

Клетки-самураи

генная терапия

У одноклеточных организмов процесс размножения ограничен условиями внешней среды: наличием в ней пищи и кислорода, низкой концентрацией вредных веществ (в том числе собственных отходов), температурой, соленостью и т .д.

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Бактериальный рак винограда: лечение

Переход к многоклеточности позволил уйти от этой зависимости: что бы там ни было снаружи, внутренняя среда высокоорганизованного существа всегда сохраняется. Кислород и питательные вещества постоянно доставляются каждой клетке, ядовитые продукты обмена столь же постоянно выводятся наружу.

И даже размножаться всем клеткам не надо. За этот процесс несут ответственность специальные клетки и ткани. Хотя и у них способность к делению ограничена: например, у женщин все будущие яйцеклетки закладываются еще до рождения и в дальнейшем уже не приумножаются.

Зрелые клетки нашего организма (нервные, мышечные, кровяные и прочие) обычно вообще лишены этой возможности. Эту миссию выполняют стволовые клетки, которые заменяют выбывшие из строя клетки ткани. Но и их деление строго контролируется — как, собственно, и вся жизнь любой клетки многоклеточного существа.

Каждой из них организм точно указывает, когда и с какой интенсивностью ей делиться и делиться ли вообще, где находиться и что делать, жить или умереть. Самоубийство (апоптоз) для наших клеток столь же обычный финал, как харакири для самураев.

Кстати, два этих феномена сходны технически: в процессе апоптоза клетка рубит свои внутренние структуры на мелкие куски. Она убивает себя, когда орган, в состав которого она входила, более не нужен организму (например, хвост — головастику, превращающемуся в лягушонка), когда она случайно оказалась в чужеродной ткани, когда ее генетический аппарат сильно поврежден, когда ее поведение в организме признано неправильным или подозрительным.

Но для того чтобы клетка подчинялась командам и запретам, нужна система сигналов, передающих эти команды, и аппарат, способный их воспринимать. Этими сигналами служат вещества, получившие название цитокинов.

По своей химической природе это обычно белки или полипептиды — более короткие, чем белки, цепочки аминокислот. Они связываются с расположенными на внешней мембране клетки белками-рецепторами, изменяют их состояние, и те запускают цепочку реакций — активируют одни молекулы и выводят из игры другие.

Впрочем, в межклеточной среде почти всегда присутствует какое-то количество цитокинов, и клетка реагирует не на единичную молекулу, а на то, что их концентрация превышает некий порог. Иногда отсутствие определенного цитокина само становится сигналом.

Механизм действия стволовых клеток при лечении рака

Лечение рака

Сегодня наукой доказано, что рак всегда возникает на фоне иммунодефицита – недостатка иммунных тел в организме, которые не способны обезвредить зарождающуюся злокачественную опухоль. Например, лейкемия чаще возникает у детей раннего возраста с неокрепшим иммунитетом, а рак кишечника в пожилом возрасте, когда иммунная система уже снижает свою активность.

Кроме этого, из гемопоэтических клеток образуются другие молодые и здоровые элементы крови – эритроциты, тромбоциты, которые восстанавливают снабжение тканей кислородом, устраняют гипоксию, нормализуют свертываемость крови.

Другое назначение стволовых клеток при раке – восстановительное. Это их свойство помогает применять очень большие, ударные дозы химиотерапии и радиотерапии для более полного уничтожения опухоли, в расчете на то, что введенные стволовые клетки сделают свое дело – восстановят поврежденные здоровые клетки организма.

Эта реабилитация применяется практически во всех крупных клиниках мира, а в немецкой клинике Сан-Суси (г.Потсдам) даже научились выращивать молочную железу из собственных тоти-потентных стволовых клеток, и пересаживать ее пациентке после мастэктомии по поводу рака груди.

Одноклеточные самсоны

Чтобы превратиться в опухоль, такой клетке нужно еще многое, и прежде всего — репликативное бессмертие. Дело в том, что клетки многоклеточного организма могут делиться только ограниченное число раз (около 50).

Дальше срабатывает теломерный счетчик — небольшие, ничего не значащие последовательности нуклеотидов на концах хромосом, которые при каждом делении укорачиваются на определенную величину. Правда, в геноме закодирован специальный фермент — теломераза, способный восстанавливать теломеры до исходной длины.

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Рак кишечника: симптомы, классификация, стадии, лечение рака кишечника и профилактика

Новые раковые клетки делятся непрерывно, при этом контроль точности копирования ДНК резко ослаблен. Возникающие клетки становятся все разнообразнее. И начинается классический дарвиновский отбор: преимущество получают те, кто быстрее всех размножается, успешнее всех защищается от соседей и лимфоцитов, а главное, эффективнее всего обращает в свой ресурс окружающие клетки и ткани.

Метастазирование, или склонность раковых клеток отделяться от исходной опухоли, мигрировать в другие ткани и порождать там вторичные опухоли, — еще одна характерная особенность злокачественных новообразований, сильно затрудняющая борьбу с ними.

Большинство клеток в организме не селится в чужеродной ткани и не выходит за пределы своего органа. Для раковых клеток запретов нет: они могут двигаться как с током крови, так и самостоятельно, проходить через любые барьеры (скажем, из кровотока в мозг, чего не могут делать даже иммунные и стволовые клетки, имеющие доступ почти всюду) и оседать в любом месте.

Не реагируя на химические команды организма, раковые клетки в то же время успешно пользуются такими командами сами. Когда диаметр молодой опухоли превышает 2—4 миллиметра, клеткам, оказавшимся внутри, перестает хватать кислорода и питательных веществ.

Но злокачественные клетки выделяют специальные вещества, побуждающие ближайшие кровеносные сосуды прорастать в толщу опухоли. Зрелые опухолевые клетки могут даже подавлять своими выделениями активность лимфоцитов.

Живя за счет покоренного организма, они не только не пытаются уменьшить наносимый ими ущерб и тем продлить свое существование, но словно бы, наоборот, стремятся как можно скорее его погубить. Иногда развитые опухоли даже выбрасывают в кровь мощный залп вазомоторных гормонов, способных привести к остановке сердца и мгновенной смерти организма — а вместе с ним и его убийц.

Это, конечно, случай редкий и крайний, но он демонстрирует общую закономерность: подобно библейскому Самсону, злокачественная опухоль стремится полностью разрушить организм, в котором находится. Рак не знает носительства, хронических форм, самопроизвольного излечения.

Подробнее о стволовых клетках и их роли в организме

Наш организм обладает удивительной способностью восстанавливаться: заживают раны, срастаются переломы, отрастают волосы, ногти, проходят болезни. За счет чего это происходит в организме? Главную роль в восстановлении любой ткани играют стволовые клетки.

Почему стволовые? Это — образное название, потому что они являются как бы основным стволом, дающим начало ответвлениям, побегам древа жизни. Это – материнские клетки-родоначальники, которые содержатся в коже, мышцах, костях, печени, кишечнике, в крови и так далее.

Именно из них и образуются зрелые клетки, приходящие на смену отмирающим клеткам. И этот процесс обновления происходит в организме постоянно, он более активен у детей, в молодом возрасте, и постепенно снижает свои темпы по мере старения организма.

В различных тканях процесс замены клеток идет по-разному. Например, в кишечнике он длится 3-5 дней, в роговице глаза – 2-7 дней, в коже – 14 дней, клетки крови и печени обновляются за 150 дней. Гораздо медленнее идет процесс обновления в нервной ткани и в сердце.

Так, клетки сердца обновляются всего 2 раза за всю жизнь. Такие специализированные стволовые клетки в каждой ткани называются тоти-потентными. Но существуют еще и другие, универсальные стволовые клетки, из которых может образоваться клетка любой ткани организма, они называются плюрипотентными. Их в организме гораздо меньше, и они, в основном, содержатся в кроветворных органах.

Открытие стволовых клеток позволяет использовать их в медицине для восстановления различных тканей. А инновационные технологии генной инженерии позволяют путем изменения генетического кода «перепрофилировать» стволовую клетку.

Например, из генетически измененных стволовых клеток кожи сегодня выращивают сперматозоиды, клетки сердечной мышцы, хрящевую и костную ткань. Из стволовых клеток сегодня также выращивают органы (органоиды) – желудка, печени, почек, легких, простаты и т.д.

Сумма ошибок

И цитокины, и предназначенные для них рецепторы кодируются генами, которые, как мы знаем, подвержены мутациям. Известна, например, мутантная форма рецептора к факторам роста, которая ведет себя, как залипающая кнопка звонка, — все время генерирует внутриклеточные сигналы к делению, независимо от того, сидит на ней сигнальная молекула или нет.

Понятно, что клетка, снабженная такими рецепторами, будет все время пытаться делиться, не слушая внешних команд. Другая мутация позволяет клетке самой производить факторы роста, на которые она же будет реагировать.

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Лечение рака авиационным керосином при метастазах

Но одной подобной мутации еще недостаточно, чтобы сделать клетку раковой. Деление без команды остановят другие цитокины — ингибиторы пролиферации. Есть и иные механизмы, препятствующие злокачественному перерождению клетки.

Чтобы прорваться сквозь все эти барьеры и освободиться от налагаемых организмом ограничений, нужны изменения сразу в нескольких (согласно математическим моделям — от 3 до 7) не связанных друг с другом ключевых генах.

Эти гены получили название протоонкогенов (абсолютно несправедливо, поскольку их нормальная работа как раз предотвращает развитие рака. Впрочем, никого же не удивляет, что устройство, включающее свет, называется выключателем.

) В разных типах опухоли работают разные протоонкогены. Всего известно около 200. В марте 2005 года специалисты Национального института генома человека США объявили о намерении составить полный каталог генов, мутации которых связаны со злокачественным перерождением.

Если эти представления верны, то на первый взгляд непонятно, как вообще кто-то умудряется заболеть раком. Вероятность возникновения конкретной мутации в конкретном гене очень низка, и сочетание нескольких таких мутаций в одной клетке граничит с чудом, если не принимать во внимание, сколько клеточных делений (а значит, и актов копирования генома) происходит в нашем организме. По оценкам физиологов, клетки каждого из нас делятся около двух триллионов раз в день.

Мутация — событие случайное и может произойти когда угодно. Но определенные химические вещества и физические воздействия могут сильно увеличить его вероятность: все ионизирующие излучения и большинство химических канцерогенов хорошо известны как мутагены.

Ясно, почему опухоль чаще всего развивается там, где много постоянно делящихся клеток: в кроветворной ткани, в коже, во всевозможных эпителиях (пищевода, желудка, кишечника, гортани, легких, матки). В других тканях опухоли возникают гораздо реже, причем, как правило, не из специализированных клеток, а из относительно редких стволовых.

А, скажем, в мозгу обычно появляются только специфические детские опухоли (развивающиеся в первые годы жизни, когда клетки мозга еще делятся), либо метастазы, отделившиеся от опухоли, возникшей в какой-то другой ткани.

После первой мутации могут пройти годы и десятилетия, прежде чем пораженная ею клетка приобретет злокачественность. Собственно, этого может и не случиться вовсе, если другие нужные гены так и не будут мутировать.

Технология лечения рака стволовыми клетками

Перед трансплантацией стволовыми клетками пациент проходит полное обследование: развернутые анализы крови, обследование ЛОР-органов, легких, сердца и сосудов, печени, почек и так далее. Женщины проходят тесты на беременность.

  • Первый период – проведение интенсивного курса полихимиотерапии, радиотерапии в специализированном изолированном боксе под постоянным мониторингом состояния (период кондиционирования).
  • Второй период – непосредственно имплантация стволовых клеток, она напоминает внутривенную инъекцию (капельницу), длится не более часа.
  • Третий период – изоляции, самый опасный в плане развития осложнений. Поскольку своих иммунных тел уже нет, а пересаженные клетки еще не дали «потомство», велика опасность развития инфекций, а также реакции отторжения (имплантат против хозяина). Пациент находится под постоянным интенсивным наблюдением, проводится антибиотикотерапия, инфузионная терапия, поддержание всех функций организма, ежедневные анализы крови. Продолжительность 2-4 недели.
  • Четвертый период – приживления, когда в анализах крови началось увеличение содержания ее элементов. Длительность его у разных пациентов различна, в зависимости от возраста и особенностей организма, до нормализации анализов крови.
  • Пятый период – после выписки, амбулаторное наблюдение.

В дальнейшем пациент может наблюдаться по месту жительства, посещая первые месяцы врача 2 раза в неделю, затем ежемесячно, затем 4 и 2 раза в год. О результатах лечения судят по общему состоянию и анализам крови.

В Израиле стволовые клетки для лечения рака применяют как по общепринятой, так и по новой технологии, которая состоит в их предварительном «обучении», нацеливании на раковый антиген. Для этого у пациента предварительно забирается материал опухоли, и в лабораторных условиях проводится их «обучение», после чего они проходят многократное клонирование (размножение, копирование), а затем вводятся пациенту.

https://www.youtube.com/watch?v=MTNprEaLzIs

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: