Как распознать рак на ранней стадии? И еще 10 вопросов об онкологии
Отвечает молекулярный биолог
Продолжаем разговор с молекулярным биологом Катериной Свириной. В прошлый раз она рассказывала «Цеху» о своем пути в науку, а теперь — о том, как создаются онковакцины, почему иммунная система не всегда замечает опухоль и какие методы лечения могут появиться в будущем.
Как появляется рак?
Опухолевые клетки появляются из здоровых клеток организма. Все наши клетки постоянно делятся, чтобы обновлять ткани и органы. Во время этого процесса иногда возникают ошибки в генетическом материале. В большинстве случаев специальные системы клетки быстро находят и исправляют их. Но клеток в организме настолько много, а делятся они так часто, что некоторые ошибки все же могут остаться незамеченными. Если такие изменения накапливаются, обычная клетка может превратиться в опухолевую.
Опухоль — это очень умный и эгоистичный «организм». Она делает всё для своего бессмертия: задействует ресурсы всего остального организма и не задумывается о последствиях.
Однако и это еще не означает, что у человека обязательно разовьется рак. В норме иммунная система постоянно отслеживает появление измененных клеток, распознает их как потенциально опасные и уничтожает. Это такой же естественный защитный механизм организма, как борьба с вирусами или бактериями.
Как лечат рак?
Сегодня для лечения рака используют несколько основных методов: хирургическое удаление опухоли, лучевую терапию, химиотерапию, таргетную терапию и иммунотерапию. Последняя помогает иммунной системе распознавать и уничтожать опухолевые клетки.
Одно из самых перспективных направлений иммунотерапии — онковакцины. В отличие от привычных вакцин, которые предотвращают развитие инфекций, онковакцины помогают иммунной системе распознать уже существующую опухоль и усилить иммунный ответ против нее.
В этом направлении работают и российские ученые. Например, наш центр (ФНКЦ ФХМ им. Лопухина ФМБА России) получил патент на использование двух видов онковакцин, которые стимулируют иммунную систему эффективнее распознавать и атаковать опухолевые клетки.
Но не все типы опухолей заметны для иммунной системы. Есть холодные, которые иммунным клеткам трудно распознать и атаковать. Многие из них относятся к сóлидным опухолям, которые образуют плотное образование (узел) в каком-либо органе или ткани. Иммунным клеткам бывает сложно проникнуть внутрь солидной опухоли и бороться с ней, ведь такая опухоль может не презентировать практически никаких молекул на своей поверхности, и иммунная система её не замечает. Поэтому онковакцины могут быть менее эффективными в таких случаях.
опухоль, которая слабо распознается иммунной системой из-за низкого уровня Т-клеток и плотного микроокружения.
Опухолевые клетки могут не «показать» (не презентовать) иммунной системе белки-антигены на своей поверхности. Благодаря этому иммунная система человека распознает раковые клетки как опасные и атакует их. Если опухоль не презентирует себя, то иммунная система ее не замечает.
Что такое солидные опухоли?
Это опухоли, которые образуют плотное образование в органах и тканях, например в яичниках, легких, молочной железе или кишечнике. Они могут быть «холодными» и «горячими». Холодные опухоли почти не распознаются иммунной системой, а горячие, наоборот, хорошо заметны для нее.
По мере роста солидной опухоли в ней могут появляться участки с плохим кровоснабжением и даже омертвевшими клетками. Кровеносных сосудов там мало или нет совсем, поэтому иммунным клеткам сложно проникнуть в эти зоны и распознать опухоль.
Солидные опухоли чаще всего обнаруживаются у более взрослого населения. Проблема в том, что многие такие онкологические заболевания диагностируются на поздних стадиях. Потому что человек с опухолью на первой стадии (когда она ещё маленькая) может чувствовать себя в целом нормально. Но даже на этой стадии её можно обнаружить, могут наблюдаться изменения в самочувствии, в психоэмоциональном состоянии. Даже маленькая опухоль значительно влияет на организм. Есть типы агрессивного рака, которые быстро развиваются от первой до третьей стадии, когда уже происходит метастазирование. Однако чаще всего этот процесс достаточно длительный и занимает месяцы, а то и годы.
Если говорить про рак яичников, то лечат его сейчас препаратами группы платины. Они чаще всего используются не в монотерапии, а в комбинации с другими лекарствами и методами. К сожалению, препараты группы платины помогают не всем — их используют во многом потому, что более эффективной альтернативы пока нет.
Кроме того, к платине очень часто развивается резистентность. При воздействии на опухоль любыми химиопрепаратами большая часть клеток погибает. Опухоль постепенно уменьшается. Но некоторые клетки остаются и зачастую они приобретают резистентный к этой терапии фенотип. Размер опухоли уменьшается настолько, что пациенту ставят ремиссию. Но эти клетки могут долгое время находиться в спящем виде. Они выжидают момент, когда организм пациента снова даст сбой из-за стресса или изменений в гормональном фоне. Тогда эти клетки заново начинают расти в том же месте, образовывая вторичную опухоль, более устойчивую к препаратам группы платины.
Над каким методом лечения рака работаете вы?
Я работаю с ингибиторами сплайсинга. Сплайсинг можно сравнить с монтажом фильма: из одного и того же отснятого материала можно собрать разные версии. Так и клетка из одной генетической инструкции может создавать разные варианты белков. В опухолевых клетках такой «монтаж» часто идет с ошибками и работает на пользу раку. Мы разрабатываем препараты, которые вмешиваются в этот процесс.
Когда ученые обнаружили, что у опухолевых клеток процесс сплайсинга нарушен, они решили использовать эту особенность против самой опухоли. Возникла идея: если еще сильнее подавить работу этого механизма, от которого раковые клетки зависят больше, чем здоровые, опухолевые клетки погибнут.
Сначала ученые выделили из бактерии вещество, которое имеет противоопухолевое действие. После выяснилось, что противоопухолевый эффект достигается через ингибирование сплайсинга. Затем исследователи начали разрабатывать новые молекулы, синтезировать их, искать, какие вообще возможны вариации, как можно этот процесс ингибировать полностью или замодулировать, чтобы он заработал по-другому.
Исследовать эти препараты начали примерно 10 лет назад, и вокруг них был большой ажиотаж. Их стали использовать в клинических испытаниях как монотерапию. Однако часть препаратов этой группы была очень токсичной для пациентов. Другая показала себя перспективной и продемонстрировала эффективность — но среднюю. Сначала препараты снижали рост опухоли, однако позже этот рост возобновлялся.
Мы в центре предположили, что если сначала сделать опухолевые клетки более уязвимыми, нарушив процесс сплайсинга, а затем воздействовать на них препаратами платины, которые повреждают ДНК, лечение будет эффективнее.
В итоге комбинация показала хорошие результаты сначала на клеточных культурах, а затем и в исследованиях на животных. Мы уже получили российский патент на эту схему лечения, но впереди еще много работы: необходимо подтвердить ее безопасность и эффективность в дальнейших исследованиях.
Пока результаты выглядят многообещающими. Метод оказался эффективен не только для рака яичника, но и для опухолей легкого, молочной железы, печени и колоректального рака. Это позволяет рассчитывать, что в будущем такой подход может применяться при разных видах онкологических заболеваний.
Сейчас мы активно исследуем, что происходит, когда наша терапия распространяется по всему организму. Наши эксперименты на мышах, которые позволили получить патент, показали, что нормальные ткани мышей после комбинированного лечения не демонстрируют значительных изменений. Мышки не теряли в весе, и их внутренние органы соответствовали норме.
Как лекарства понимают, какие клетки нужно атаковать?
Препараты этого не понимают. Они атакуют и опухолевые, и здоровые клетки. Например, препараты группы платины вводятся внутривенно, и кровоток разносит лекарство по всему организму. Кровоток проходит через печень — самый большой орган детоксикации. Именно там задерживается большая часть препарата. В саму опухоль вводить лекарство нельзя, так как ее повреждение вызывает воспаление и усиливает её рост.
Подбирая дозы, врачи балансируют между тем, чтобы в опухоль попала нужная концентрация, но при этом не было побочных эффектов из-за накопления лекарства в печени. Препараты группы платины проникают буквально во все ткани с кровотоком, в том числе и в здоровые.
Что происходит со здоровыми клетками под воздействием препаратов?
Большинство противоопухолевых препаратов действуют в первую очередь на быстро делящиеся клетки. Опухолевые клетки размножаются значительно быстрее большинства здоровых, поэтому они становятся основной мишенью терапии. Кроме того, в них нарушены механизмы восстановления повреждений, из-за чего они хуже справляются с действием лекарств.
Однако полностью избежать воздействия на здоровые клетки невозможно. Под лечение попадают и некоторые быстро обновляющиеся ткани организма — например, клетки костного мозга, слизистых оболочек и волосяных фолликулов. Именно поэтому во время терапии могут возникать побочные эффекты: слабость, выпадение волос, снижение показателей крови, тошнота и потеря веса.
Сейчас разрабатывают методы таргетной доставки лекарств, когда их упаковывают в специальные везикулы. На их поверхности могут быть разные молекулы, которые ищут опухолевые клетки. Но этот метод будет эффективен только для тех клеток, которые дают себя распознать. Это направление пока что находится на стадии научных, а не клинических исследований.
Как работают вакцины от рака?
Наш центр получил разрешение на применение двух видов персонализированных онковакцин — пептидной и мРНК-вакцины. Их создают индивидуально для каждого пациента с учетом особенностей его опухоли.
Сначала ученые исследуют образец опухоли и определяют мутации, характерные именно для нее. Затем выбирают пептиды, которые могут стать мишенью для иммунной системы.
По сути, иммунную систему заранее знакомят с «фотороботом» опухоли и показывают, какие признаки нужно искать. Благодаря этому она учится эффективнее распознавать раковые клетки и запускать против них иммунный ответ. Наиболее перспективным такой подход считается для «горячих» опухолей, которые уже взаимодействуют с иммунной системой.
Пептидная вакцина содержит готовые фрагменты опухолевых белков. А мРНК-вакцина работает иначе: она доставляет клеткам инструкцию, по которой они временно синтезируют опухолевый белок, а иммунная система учится его распознавать.
На мой взгляд, у мРНК-вакцин есть важное преимущество: их потенциально можно создавать быстрее, чем пептидные. А при лечении рака время имеет огромное значение. Однако обе технологии пока продолжают изучать.
Что может стать причиной развития онкологии?
Причин развития онкологических заболеваний много. Риск повышают возраст, наследственность, курение, алкоголь, ультрафиолетовое излучение, некоторые вирусы, а также хронический стресс.
Длительное эмоциональное напряжение влияет на работу гормональной и иммунной систем. Организм постоянно перераспределяет ресурсы, чтобы справляться со стрессом, из-за чего иммунная защита может работать менее эффективно. Поэтому важно следить за ментальным здоровьем. Если собственных ресурсов уже не хватает, лучше обратиться за помощью, а не ждать, что со временем станет легче.
класс мощных цитостатических противоопухолевых средств. Они действуют на молекулярном уровне, связываясь с ДНК раковых клеток и разрушая их, что приводит к гибели опухоли. Эти препараты являются основой многих схем химиотерапии.
метод лечения одного заболевания с использованием строго одного лекарственного препарата.
устойчивость к препаратам, часто встречающаяся в онкологии (когда опухоль не реагирует на химиотерапию).
процесс замедления, подавления или полного прекращения химических, биологических или физиологических реакций с помощью специальных веществ — ингибиторов.
крошечные «контейнеры», окруженные мембраной. Они используются для хранения, транспортировки веществ и обмена молекулами.
Вирус папилломы человека всегда вызывает рак?
Рак вызывают онкогенные типы ВПЧ. Онкогенными считаются те типы вируса, которые умеют встраиваться в ДНК и нарушать работу механизмов, которые в норме защищают клетки от злокачественного перерождения.
Ресурсы человеческого организма удивительны: даже если у человека есть онкогенный тип вируса папилломы человека, иммунная система с этим справляется. Для того, чтобы развилась опухоль, должен случиться достаточно глобальный сдвиг в равновесии всего организма. Даже если опухолевые клетки накопятся в одном месте, иммунная система, скорее всего, их потом всё равно найдет и утилизирует.
Как уберечь себя от рака?
Полностью исключить риск развития рака невозможно. Но можно значительно повысить шансы обнаружить заболевание на ранней стадии, когда оно лучше поддается лечению. Для этого важно регулярно проходить профилактические осмотры и скрининги, рекомендованные по возрасту и полу, а также не откладывать визит к врачу, если появились симптомы, которые долго не проходят.
Не менее важен и образ жизни. Отказ от курения, регулярная физическая активность и сбалансированное питание помогают снизить риск развития многих онкологических заболеваний.
Можно как-то самому распознать рак на ранней стадии?
На ранних стадиях многие онкологические заболевания вообще не вызывают никаких симптомов. Если признаки все же появляются, они зависят от того, какой орган поражен. Насторожить могут необъяснимая потеря веса, длительная слабость, постоянная боль, уплотнения или образования под кожей и изменения родинок.
Важно не уходить в паранойю — подобные симптомы все-таки скорее могут связаны не с онкологией, а с другими заболеваниями. Но если они долго не проходят или постепенно усиливаются, стоит обратиться к врачу.
К сожалению, многие откладывают визит к специалисту, рассчитывают, что проблема пройдет сама или ее удастся заглушить обезболивающими. Из-за этого онкологи нередко ставят диагноз уже на поздних стадиях, когда опухоль успела распространиться по организму.
На ранних стадиях лечение, как правило, проходит проще и эффективнее. Если опухоль локализована, ее часто можно удалить хирургически и дополнить лечение лекарственной терапией. Когда же появляются метастазы, возможностей для лечения становится меньше, а сама терапия — сложнее.
Обложка: © личный архив Катерины Свириной