На подступах к проблемам онкологии
Генетические факторы. Включение антиракового белка. Отключение гена. Генетические маркеры рака простаты. Инетерлейкин и рак. Сердце лечит рак. Гены против глиобластомы. Вновь о пользе брокколи
Представители нескольких биомедицинских специальностей, работающие в университете штата Нью-Йорк на острове Лонг-Айленд, выявили пару родственных генов, имеющих прямое отношение к возникновению злокачественных опухолей печеночной ткани. Сами эти гены Iqgap1 и Iqgap2 изучаются уже несколько лет, однако об их физиологических функциях до сих пор было мало что известно. Теперь профессор Вади Баху и его коллеги выяснили, что они влияют на развитие гепатоцеллюлярной карциномы, самой массовой разновидности печеночного рака. Однако делают они это разными способами. Включение гена Iqgap1 переводит болезнь в более опасную форму, в то время как Iqgap2, напротив, подавляет размножение опухолевых клеток. Эта информация получена в опытах на генноинженерных мышах, которые были специально выведены для моделирования человеческого рака печени. Поэтому ученые с Лонг-Айленда полагают, что оба гена аналогичным образом работают и в человеческом организме. Проф. Баху в интервью Русской службе «Голоса Америки» отметил, что гены Iqgap1 и Iqgap2, возможно, связаны и с другими типами злокачественных опухолей. Если все эти предположения подтвердятся, на повестку дня встанет создание лечебных препаратов, влияющих на активность новооткрытых генетических факторов рака. В Онкологическом центре Мичиганского университета получено вещество, которое может стать основой нового поколения противораковых препаратов. Новое соединение нейтрализует молекулярный тормоз, мешающий нормальной работе основного представителя семейства белков-супрессоров, защищающих человеческий организм от злокачественных опухолей. Этот протеин p53 вызывает генетически запрограммированную смерть раковых клеток и тем самым блокирует рост опухоли. Если же он по каким-то причинам не выполняет свою функцию, опухолевые клетки обретают способность выживать и размножаться. К сожалению, такое случается весьма часто. Иногда причиной забастовки белка p53 служат мутации гена, ответственного за его синтез. Однако раковая клетка может защищаться и своими силами. Она производит молекулы белка MDM2, которые химически соединяются с белком p53 и лишают его возможности работать в нормальном режиме. Примерно половина случаев недееспособности белка p53 объясняется именно этой причиной. Современная клиническая онкология располагает различными противораковыми препаратами, активирующими p53. Однако эти лекарства повреждают наследственные структуры нормальных клеток и потому вызывают немало побочных эффектов. Было бы куда лучше воспрепятствовать сцеплению MDM2 с p53 и тем самым дать возможность белку-супрессору без помех выполнять свои обязанности. Если верить исследователям, теперь эта задача решена. Профессор Шаомен Ванг и его коллеги утверждают, что им удалось смоделировать на компьютере, а затем синтезировать небольшую молекулу, которая прочно садится на белок MDM2, не оставляя места для его связей с супрессорным белком. Опыты на животных показали, что это вещество, названное MI-219, полностью останавливает рост многих разновидностей раковых опухолей и при этом не оказывает токсичного воздействия. Мичиганские ученые настроены очень оптимистично. Они надеются, что MI-219 станет активным ингредиентом целой серии противораковых лекарств. Конечно, эти ожидания еще предстоит проверить в ходе клинических испытаний. Прекращение производства одного единственного протеина приводит к смерти клеток злокачественных опухолей простаты. Об этом говорится в статье онкологов Филадельфийского университета им. Джефферсона. Они несколькими способами доказали, что опухолевые клетки с отключенным геном, ответственным за синтез белка Stat5, теряют способность к размножению и быстро погибают. Этот вывод подтверждается как экспериментами на клеточных культурах, так и опытами на животных. Исследователи надеются, что эта информация когда-нибудь откроет новые пути к борьбе с рецидивирующим раком простаты, который сейчас почти не поддается лечению. Исследователи Национального института рака выявили четыре зоны генетических аномалий, которые сильно повышают вероятность онкологических заболеваний предстательной железы. Эти участки расположены в различных хромосомах – седьмой, восьмой, десятой и одиннадцатой. Ученые полагают, что собранная информация поможет заранее выявлять мужчин, рискующих заполучить рак простаты. В техасском Онкологическом центре имени Андерсона выполнены эксперименты, которые могут расширить возможности гинекологической онкологии. Профессор Анил Суд и его коллеги идентифицировали биологически активное вещество, осложняющее течение рака яичников. Им оказался хорошо известный сигнальный белок интерлейкин-8. Он принадлежит семейству интерлейкинов, специализированных протеинов, которые участвуют в переносе информации между клетками. Онкологи и раньше знали, что интерлейкин-8 способен ускорять рост злокачественных опухолей. Теперь доказано, что он представляет особую угрозу для больных раком яичников. Пациенты, у которых ген интерлейкина-8 работает в опухолевых клетках с повышенной скоростью, погибают вдвое быстрее больных с минимальной концентрацией этого белка. Техасские исследователи пошли и дальше. Им удалось подавить производство интерлейкина-8 в опухолевых клетках мышей, у которых был искусственно вызван рак яичников. Для этого они упаковали в жировые нанокапсулы фрагменты рибонуклеиной кислоты, способные воспрепятствовать внутриклеточному синтезу интерлейкина, и ввели эти капсулы в организм больных животных. Одна эта процедура привела к снижению веса опухолей на 30-50%. У мышей, которых в дополнение к блокировке синтеза интерлейкина-8 также лечили химиопрепаратами, опухоли съежились куда сильнее, в максимуме на 98%. Не исключено, что когда-нибудь этот метод найдет применение в клинической практике. Гормоны, которые производятся в ходе работы сердца, обладают мощным противораковым действием. Этот парадоксальный эффект обнаружили исследователи из университета Южной Флориды, возглавляемые профессором Дэвидом Весли. В течение столетий сердце считалось всего лишь биологической машиной для перекачки крови. Однако в 1981 году канадский физиолог Адолфо де Болд установил, что клетки предсердий секретируют гормон, влияющий на выделение мочи. Его открытие показало, что сердце непосредственно участвует в работе эндокринной системы. Проф. Весли позднее обнаружил еще три сердечных гормона. Два из них тоже влияют на работу почек, а один способствует расширению кровеносных сосудов. Это означает, что сердечные гормоны регулируют общий объем крови и кровяное давление. Выходит, что сердце не просто качает кровь, но также с помощью своих гормонов держит под контролем работу всей системы кровообращения. Оказывается, сердечные гормоны способны и на большее. Это выяснилось в серии экспериментов, в ходе которых профессор Весли и его сотрудники проверяли их воздействие на культуры клеток злокачественных опухолей, в том числе опухолей простаты, яичников и толстого кишечника. Наблюдения показали, что гормоны всего за сутки убивают свыше 95% раковых клеток. После этого флоридские ученые начали опыты на животных. С помощью гормональной терапии они полностью излечили от 66 до 80 процентов мышей с искусственно вызванным раком поджелудочной и молочной железы. Даже в тех случаях, когда опухоли не исчезли полностью, их размеры десятикратно уменьшились и не возникло никаких метастазов. Интересно, что самое сильное противораковое действие продемонстрировал сосудорасширяющий гормон. Сейчас трудно сказать, когда именно начнутся клинические испытания новой противораковой методики, однако подготовка к ним уже ведется. Пока что профессор Весли намерен доложить свои результаты на симпозиуме «Экспериментальная биология 2008», который в апреле состоится в Сан-Диего. На той же встрече будут обсуждаться эксперименты других ученых, исследующих терапевтическое действие сердечных гормонов. Онкологи из Лос-Анджелеса успешно опробовали на животных экспериментальный метод генной терапии наиболее агрессивной опухоли мозга. Эта злокачественная опухоль называется глиобластомой или спонгиобластомой. Она поражает глию, вспомогательную ткань мозга. Глиобластома растет с большой скоростью и быстро вызывает массовую гибель нервных клеток. Эта форма рака мозга практически не поддается лечению и обычно убивает больного всего за несколько месяцев. Ее пробовали лечить и с помощью генной терапии, но без всякого успеха. Гвендолен Кинг и ее коллеги работали с крысами, пораженными глиобластомой. Этих животных инфицировали безвредным вирусом, который проникает только в клетки быстрорастущих раковых новообразований. В наследственный аппарат вируса ученые встроили пару генов, выполняющих терапевтические функции. Действовали они по-разному. Один ген обеспечивал поражение опухолевых клеток, в то время как второй мобилизовал защитные силы организма на борьбу с раком. Вот как функционировал этот тандем. Ген HSV1-TK модифицировал действие лечебного препарата ганцикловира, который заранее вводился животным. Ганцикловир сам по себе никак не действуют на раковые клетки, в норме его применяют для лечения инфекций, вызванных цитомегаловирусами. Прежние опыты, однако, показали, что это лекарство уничтожает раковые клетки, несущие доставленный вирусом ген HSV1-TK. Второй же ген Flt3L работал в совершенно ином качестве. Он запускал цепочку молекулярных превращений, которые в конечном счете настраивали иммунную систему животных на уничтожение опухолевых клеток, ухитрившихся ускользнуть он ганцикловира. Двойная генная атака на опухоль привела к тому, что крысы, на которых испытывали новую терапию, прожили намного больше нелеченных животных из контрольной группы. Экспериментаторы из лос-анджелесского медицинского центра «Седарс-Синай» надеются приступить к клиническим испытаниям своей методики уже в начале будущего года. Сотрудники Института рака им. Росуэлла Парка еще раз подтвердили противоопухолевый потенциал капусты брокколи. В опытах на крысах они показали, что концентрированный экстракт проростков брокколи способствует профилактике онкологических заболеваний мочевого пузыря. Подопытных животных поили водой с растворенным веществом, провоцирующим возникновение злокачественных новообразований этого органа. Практически у всех крыс из контрольной группы в мочевом пузыре появились множественные опухоли различных размеров. В то же время опухоли образовались менее, чем у 40% животных, которым давали экстракт брокколи в максимальных дозах - причем, как правило, очень небольших.