лекарство от рака

Идея использования бактерий для лечения рака возникла еще в конце XIX века, когда доктор Нью-Йоркской больницы Уильям Коули заметил регрессию опухолей у пациентов, после того как в их организм вводили бактерии. Оказывается, некоторые бактерии естественным образом мигрируют в опухоли, так как комфортно «чувствуют себя» в их бедной кислородом среде, и вызывают иммунную реакцию. То есть иммунные клетки атакуют бактерии, а заодно и опухоль, где те находятся. Однако обычно этого недостаточно для полного уничтожения опухоли. По словам Николаса Арпайя, руководителя нового исследования, опубликованного в Nature, «использование бактерий [в лечении опухолей] — отличная отправная точка, но систему нужно модифицировать, чтобы правильно направлять иммунный ответ».

В отличие от привычных нам профилактических вакцин от инфекций, вакцины против рака не предотвращают его, а стимулируют иммунную систему для борьбы с уже существующей опухолью. А именно «обучают» иммунные клетки распознавать клетки опухоли по белкам-мишеням, которые те производят. Дело в том, что из-за мутаций раковые клетки начинают продуцировать белки-неоантигены, которые отсутствуют в нормальных клетках и распознаются иммунной системой как чужеродные. Причем набор неоантигенов специфичен для каждого типа рака.

Команда ученых из Колумбийского университета под руководством Арпайя разработала совершенно новый тип вакцин от рака — на основе бактерии Escherichia coli, или кишечной палочки. Исследователи внесли в геном этих бактерий изменения, благодаря которым они начали производить те же неоантигены, что и клетки опухоли. После введения в организм эти модифицированные бактерии вызывают сильную иммунную реакцию: организм начинает бороться с микроорганизмами и одновременно уничтожает раковые клетки, на поверхности которых находятся те же неоантигены. Поскольку здоровые клетки не несут этих белков, они не повреждаются. Кроме этого, благодаря генетической модификации бактерии не способны скрываться от иммунной системы, что гарантирует их быстрое уничтожение в случае, если они не достигнут опухоли, и сводит к минимуму риск побочных эффектов.

Ученые протестировали «бактериальную» вакцину на мышах с поздней стадией колоректального рака и с раком кожи. В обоих случаях она успешно подавляла рост как первичных опухолей, так и метастазов, а нередко полностью уничтожала рак, не повреждая при этом здоровые ткани. Более того, вакцина предотвращала рецидивы у уже вылеченных мышей.

Результаты ученых дают надежду на применение нового метода в персонализированной терапии рака. Для этого ученые планируют, во-первых, для каждого пациента «прочитать» последовательность ДНК его раковых клеток, чтобы определить, какие белки-неоантигены производит опухоль. Во-вторых, создать бактерии, которые бы производили те же белки, а также другие вещества, активирующие иммунитет. При введении в организм пациента эти бактерии направились бы в опухоль и стимулировали иммунные клетки атаковать рак. А поскольку каждый тип опухоли несет свой набор неоантигенов, терапию планируют подбирать индивидуально для каждого пациента.

Сейчас исследователи стремятся усовершенствовать новую вакцину с целью запуска клинических исследований на людях. Ученые подчеркивают преимущества персонализированной «бактериальной» вакцины перед другими, уже существующими вакцинами от рака. Так, по сравнению с простым введением белков-неоантигенов в организм бактерии позволяют доставить «действующее вещество» сразу в опухоль и направить иммуннитет прицельно против нее. Кроме этого, создавать модифицированные штаммы бактерий быстрее, чем многие другие виды вакцин. А раковым клеткам трудно «уклоняться» от «бактериальной» вакцины, так как бактерии производят сразу несколько характерных для опухоли неоантигенов.