Чего боятся раковые клетки в организме человека

Убийцы рака. Часть 2

Убийцы рака – продукты, систематическое употребление которых снижает риск возникновения раковых опухолей, что доказано современными исследованиями. Продолжим серию статей рассказом о зеленом чае, малине и немного поговорим о ликопине.

Зеленый чай

L-теанин— это водорастворимая аминокислота, содержащаяся в зеленом чае и в грибах. Очищенная аминокислота используется как пищевая биодобавка. Она употребляется для оказания антиоксидантного и релаксирующего (успокаивающего) действия. Несколько исследований на животных и в лабораторных условиях показали, что L-теанин обладает противоопухолевыми свойствами. В одном исследовании обнаружено, что L-теанин блокирует рост опухоли легочной ткани. Также эта аминокислота отчетливо снижает токсичность воздействия препаратов химиотерапии. За это по праву, подтвержденному научными исследованиями, зеленый чай попадает в наш список «Убийцы рака».

Малина

Исследования на животных моделях показали его способность потенцировать противоопухолевый эффект химиопрепаратов в раковых клетках печени, защищая нормальные клетки печени.

Результаты систематического обзора свидетельствуют о том, что кверцетин, полученный при обычном питании не может снизить риск рака яичников. Также не достаточно данных для определения противоопухолевой активности кверцетина у женщин с раком молочной железы.

Ликопин

Натуральный пигмент, синтезируемый растениями и микроорганизмами, ликопин применяют в первую очередь как антиоксидант, а также для профилактики и лечения рака, болезней сердца и дегенерации желтого пятна (макулы). Находится в помидорах, всех томатных продуктах, арбузе, гуаве, плодах шиповника и розового грейпфрута.

Небольшие клинические исследования показывают возможную пользу при астме, доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ) и рака, но оптимальная дозировка не была установлена.

Эпидемиологические исследования показывают обратную зависимость между потреблением ликопина и риском развития рака легких, желудка, предстательной железы, рака молочной железы. А вот связь между потреблением ликопина и риском рака эндометрия не выявлена.

Недавние исследования не нашли никакой связи между уровнем сывороточного ликопина и риском развития рака предстательной железы.

Источник

Памятка онкобольным

Употребляйте зеленые овощи

Формирование здоровой диеты очень важно. Употребление овощей несколько раз в неделю позволяет контролировать уровень сахара в крови и снизить риск возникновения сахарного диабета второго типа.

Оптимальные продукты

Салатные листья являются лучшей зеленью для употребления. Чем насыщеннее их цвет, тем они полезнее. Также следует вносить в рацион цветную капусту (красно- и белокачанную).

Помимо вышеуказанных продуктов, отличным решением будет разнообразить диету красным салатным цикорием, рукколой и особенно шпинатом, который является самым полезным из этого семейства.

Советы по употреблению зелени:

Зеленые овощи – продукты «без веса»

Зеленые овощи в составе сэндвича, салата или ролла называют «продуктами без веса», так как они почти не содержат «плохих» углеводов. Они не повышают сахар в Вашей крови и обладают низкой калорийностью. Вы можете есть их столько, сколько захотите.

Сахар питает рак?

Существует много противоречивых данных о сахаре и его роли в росте злокачественных клеток. Ниже представлены некоторые факты о сахаре и о том, как он влияет на онкологический риск.

Роль сахара и инсулина в теле человека

Сахар питает все клетки в теле: как здоровые, так и раковые. Организму необходима глюкоза («простой» сахар) для создания энергии. Все углеводы распадаются на некоторые формы «просто сахара», делая этот субстрат главным источником энергии. Если Вы исключите углеводы из своей диеты, Ваш организм будет забирать энергию из других источников, таких как белок и жир.

Наличие инсулина позволяет клеткам «захватить» сахар и использовать его для создания энергии. Когда вы употребляете большое количества сахара, Ваше тело производит большое количество инсулина. Повышенный онкологический риск ассоциирован с высоким уровнем инсулина в крови. Поэтому, когда инсулин в норме, беспокоиться не о чем. Однако избыточное количество инсулина стимулирует рост раковых клеток.

Наличие лишнего веса или ожирения может привести к инсулиновой резистентности и развитию диабета, что, в свою очередь, повышает уровень инсулина в крови и, соответственно, повышается риск развития онкологического заболевания. Кроме того, лишний вес может стимулировать рост злокачественных образований путем воздействия на клеточный цикл роста.

Как ожирение повышает риск развития рака

Диета, основанная на большом количестве сахара и продуктах, подверженных интенсивной обработке, может привести к набору веса. Американское Онкологическое Сообщество связывает одну из трех смертей по поводу рака в США с лишним весом, неполноценным питанием и/или с недостаточной физической нагрузкой. Если у Вас имеется лишний вес или степень ожирения, то это повышает риск рецидива онкологического заболевания.

Что делать при сниженном аппетите?

Следующие советы могут помочь Вам повысить Ваш аппетит.

Советы для правильного приготовления пищи

То, как Вы приготовите пищу, столь же важно при диабете, как и то, какую пищу Вы едите. Ниже представлены советы, как правильно приготовить пищу.

Эти советы подходят и для людей без диабета. Проконсультируйтесь со своим лечащим врачом для большей информации.

Физическая активность

Физическая активность – важная часть Вашей жизни. Сохранение активности во время онкологического заболевания поможет Вам чувствовать себя лучше и улучшить качество жизни. В это же время излишний отдых может привести к болезненным ощущениям в мышцах. Физическая нагрузка поможет сохранить массу тела, предотвратить ожирение и снизить выраженность побочных эффектов после терапии.

Существует несколько способов сохранения физической активности:

Как оставаться активным

Проконсультируйтесь со своим врачом, прежде чем начинать спортивные упражнения. Начинайте в спокойном темпе и всегда разминайтесь. Ваша нагрузка должна составлять не менее 150 минут аэробной нагрузки (пробежка, езда на велосипеде) в неделю.

Добавьте 10 минут силовых тренировок не менее двух раз в неделю. Силовая нагрузка подразумевает работу со свободным весом, упражнения с фитнес-поясом и так далее.

Формируйте свой быт так, чтобы Ваша физическая активность была регулярной. Чаще дышите свежим воздухом. Здоровое и сбалансированное питание с высоким содержанием белка, здоровый сон также очень важны.

Существуют и другие методы, чтобы оставаться активным:

Сон во время лечения онкологии

Если Вы испытываете трудности со сном во время терапии, то Вы не одни. По данным национального института здоровья США по изучению рака почти половина пациентов плохо спят. Проблемы со сном включают в себя бессонницу, синдром беспокойных ног и прерывистость сна.

Почему сон важен

Здоровый сон важен для любого человека, но он важен вдвойне для тех, кто борется с раком. Сон снижает давление, улучшает когнитивные способности, стабилизирует уровень гормонов. Гормоны, в свою очередь, регулируют деятельность Вашей иммунной системы, восстанавливают поврежденные ткани и клетки, снабжают организм энергией, которая необходима для восстановления после лечения.

Создание регулярной привычки ложится спать (путем формирования определённых ритуалов) поможет улучшить Ваш сон. Ритуалы включают в себя теплый душ или ванну перед сном, ароматерапию, чтение или прослушивание успокаивающей музыки. Старайтесь ложиться и вставать в одно и то же время, включая выходные.

Используйте Вашу кровать только для сна. Это поможет связать Вашу постель только со сном и ничем более (например, разговоры по телефону, просмотр ТВ и т.д).

Ниже представлены некоторые советы:

Если Вы продолжаете испытывать проблемы со сном, обратитесь к врачу. Ваш терапевт или сомнолог (специалист по изучению сна) должны помочь Вам. Необходимо тщательно изучить те причины, которые потенциально могут расстроить Ваш сон.

Источник

Питание и рак: полезное и опасное в привычном

Более двух десятилетий назад, Doll и Peto (The causes of cancer: quantitative estimates of avoidable risks of cancer in the United States today) показали, что 35% всех случаев смерти от рака в Соединенных Штатах и Европе может быть предотвращено с помощью изменений в диете, это на 5% больше, чем для табака и на 25% больше, чем для инфекций. Это говорит о том, что питание, являющееся неотъемлемой частью нашей жизни, важно не только для нашей фигуры, здоровья сердечно-сосудистой системы и интеллектуального долголетия, но и для защиты от онкологической патологии.

Остановимся подробнее на отдельных составляющих нашего привычного рациона, для этого заглянем в настольную книгу современного онколога Devita, Hellman, and Rosenberg’s cancer: principles & practice of oncology.

Наиболее важное влияние диеты на риск развития рака опосредовано массой тела. Избыточный вес, ожирение и пассивный образ жизни являются основными факторами риска развития рака.В большом исследовании Американского онкологического общества, тучные люди имели значительно более высокую смертность от всех видов рака и, в частности, от колоректального рака, рака молочной железы в постменопаузе, рака тела матки, рака шейки матки, рака поджелудочной железы и рака желчного пузыря, чем у их сверстников с нормальной массой тела.

Международным агентством по изучению рака алкоголь классифицируется как канцероген. Потребление алкоголя увеличивает риск многочисленных видов рака, в том числе печени, пищевода, глотки, полости рта, гортани, молочной железы и колоректального рака в зависимости от дозы.Фактические данные доказывают, что чрезмерное потребление алкоголя увеличивает риск первичного рака печени, возможно, через цирроз и алкогольный гепатит.

Механизмы могут включать в себя прямое повреждение клеток в верхних отделах желудочно-кишечного тракта; модуляцию метилирования ДНК, который влияет на восприимчивость ДНК к мутациям; и увеличению количества ацетальдегида, основного метаболита спирта, который усиливает пролиферацию эпителиальных клеток, образуют агенты, повреждающие ДНК, и является признанным канцерогеном. Связь между потреблением алкоголя и раком молочной железы примечательна тем, что небольшой, но значительный риск был обнаружен даже при потреблении одного напитка в день. Механизмы могут включать в себя взаимодействие с фолиевой кислотой, увеличение уровня эндогенных эстрогенов, и повышение концентрации ацетальдегида.

Интерес к пищевому жиру в качестве причины раки начался в первой половине 20-го века, когда исследования “Танненбаум” показали, что диета с высоким содержанием жира может способствовать росту опухоли у животных. Особенно сильные корреляции были замечены с риском развития рака молочной железы, толстой кишки, простаты и эндометрия, которые являются наиболее важными видами рака не по причине курения в развитых странах. Эти корреляции были характерны для животного жира (особенно для красного мяса), но не для растительного жира.

Фрукты и овощи гипотетически должны вносить существенный вклад в профилактику рака, потому что они богаты веществами, обладающими потенциально противораковыми свойствами. Фрукты и овощи содержат антиоксиданты и минералы и являются хорошими источниками клетчатки, калия,каротиноидов, витамина С, фолиевой кислоты и других витаминов. Несмотря на то, что фрукты и овощи составляют менее 5% от общего калоража в большинстве стран по всему миру, концентрация микроэлементов в этих продуктах больше, чем в большинстве других.

Потребление фруктов и овощей и колоректальный рак

Связь между потреблением фруктов и овощей и заболеваемостью раком толстой или прямой кишки рассматривалась по крайней мере в шести крупных исследованиях. В некоторых из этих проспективных исследований наблюдалась обратная зависимость для отдельных продуктов или подгруппы фруктов или овощей. Результаты крупнейшего исследования среди медсестер “Health Study”и среди медицинских работников “Follow-Up Study” не показывают никакой важной связи между потреблением фруктов и овощей и уменьшением количества случаев рака толстой или прямой кишки во время 1,743,645 наблюдений. В этих двух больших популяциях диета постоянна анализировалась в течение периода наблюдения с помощью подробного анкетирования участников об их каждодневном рационе. Аналогичным образом, в проспективном исследовании “Pooling Project”, включающем 14 исследований, 756217 участников и 5838 случаев рака толстой кишки, никакой связи с общим риском развития рака толстой кишки не было найдено.

Потребление овощей и фруктов и общий риск развития новообразований

Анализ исследований Health Study и Follow-Up Study, включающих более 9000 случаев заболевания раком, не выявил существенной пользы потребления фруктов и овощей для общей заболеваемости раком. Несмотря на то, что обильное потребление овощей и фруктов не может снизить риск развития опухолей, тем не менее есть существенная польза для защиты организма от сердечно-сосудистых заболеваний.

Под термином “пищевые волокна” с 1976 года понимается “совокупность всех полисахаридов растений и лигнин, которые устойчивы к гидролизу пищеварительными ферментами человека”. Волокна, как растворимые, так и нерастворимые, ферментируются просветными бактериями толстой кишки. Среди всех свойств волокон, важным для профилактики рака являются их эффект «набухания», что сокращает время прохождения химуса по ободочной кишке и позволяет связывать потенциально канцерогенные химические вещества. Волокна могут также помогать просветным бактериям в производстве жирных кислот с короткой цепью, которые могут непосредственно обладать антиканцерогенными свойствами. Некоторые исследователи считают, что пищевые волокна могут снизить риск развития рака молочной железы за счет снижения кишечной абсорбции эстрогенов и прохождения их через билиарную систему.

Молоко, молочные продукты и кальций

Регулярное потребление молока связано с незначительным снижением риска развития колоректального рака, что было показано в крупном мета-анализе когортных исследований, возможно из-за содержания в нём кальция. По результатам нескольких рандомизированных исследований, добавление кальция в рацион снижает риск развития колоректального рака и аденом. С другой стороны, в нескольких исследованиях высокое потребление кальция или молочных продуктов было ассоциировано с повышенным риском рака простаты, в частности, со смертельным исходом рака простаты. Употребление трех или более порций молочных продуктов продуктов в день было связано с раком эндометрия у женщин в постменопаузе, не использующих гормональную терапию. Высокое потребление лактозы из молочных продуктов также было связано с умеренно высоким риском развития рака яичников.

В 1980 году Гарленд выдвинул гипотезу, что солнечный свет и витамин D может снизить риск развития рака толстой кишки. С тех пор, существенное количество исследований было проведено по поводу обратной связи между циркулирующим 25-гидроксивитамином D(25 [OH] D) и риском колоректального рака. Было показано, что уровень витамина D может, в частности влиять на прогноз колоректального рака; смертность от колоректального рака составила на 72% ниже среди лиц с концентрацией 25 (OH) D 80 нмоль / л или выше. Высокая плазменная концентрация витамина D связаны с уменьшением риска развития некоторых других видов рака, включая рак молочной железы,простаты, особенно со смертельным исходом, и яичника.

Вышеизложенные факты доказывают, что в мире онкологии вопрос о рациональном и профилактическом питании остаётся открытым. Однако, на основании уже имеющихся данных мы можем сформулировать некоторые рекомендации, сформулированные Американским Обществом против рака:

Не пренебрегайте регулярными физическими нагрузками. Физическая активность является основным способом контроля веса, а это, как мы уже выяснили, снижает риск развития некоторых видов рака, особенно рака толстой кишки.

Избегайте избыточного веса. Положительный энергетический баланс приводит к избыточному отложению жира в организме, что является одним из наиболее важных факторов риска развития рака.

Ограничьте потребление алкоголя. Это способствует уменьшению риска развития многих видов рака, а также уменьшает смертность (в том числе и онкологических больных) от несчастных случаев.

Потребляйте много фруктов и овощей. Частое потребление фруктов и овощей во взрослой жизни, вероятно, не играет существенной роли в заболеваемости раком, но уменьшает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Потребляйте цельное зерно и избегайте рафинированных углеводов и сахаров. Регулярное потребление цельного зерна вместо продуктов из рафинированной муки и низкое потребление рафинированного сахара снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.

Замените красное мясо рыбой, орехами и бобовыми, ограничьте потребление молочных продуктов. Потребление красного мяса увеличивает риск развития колоректального рака, диабета и ишемической болезни сердца, и должно быть в значительной степени снижено. Частое потребление молочных продуктов может увеличить риск развития рака простаты. Рыба, орехи и бобовые являются отличными источниками моно- и полиненасыщенных жиров и растительных белков и может способствовать снижению темпов развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.

Рассмотрите вопрос о потреблении добавок с витамином D. Значительная часть населения, особенно тех, кто живет в более высоких широтах, испытывают дефицит витамина D. Большинство взрослых людей могут извлечь пользу от принятия 1000 МЕ витамина D3 в день в течение месяца при низкой интенсивности солнечного света. Витамин D будет, как минимум, снижать частоту переломов костей, и, вероятно, частоту рака ободочной и прямой кишки.

Подробнее с этими и многими другими рекомендациями можно ознакомиться в оригинальной статье American Cancer Society Guidelines on nutrition and physical activity for cancer prevention: reducing the risk of cancer with healthy food choices and physical activity.

1) Devita, Hellman, and Rosenberg’s cancer : principles & practice of oncology / editors, Vincent T. DeVita, Jr.,Theodore S. Lawrence, Steven A. Rosenberg ; with 404 contributing authors.—10th edition.

2) Doll R, Peto R. The causes of cancer: quantitative estimates of avoidable risks of cancer in the United States today. J Natl Cancer Inst 1981

3) Kushi LH, Doyle C, McCullough M, et al. American Cancer Society Guidelines on nutrition and physical activity for cancer prevention: reducing the risk of cancer with healthy food choices and physical activity. CA Cancer J Clin 2012.

Источник

Соревнуясь с раком

Соревнуясь с раком

Победить не берусь, перехитрить попробую (М.И. Кутузов).

Авторы

Редактор

Статья на конкурс «био/мол/текст»: На поиски новых способов борьбы с раком и усовершенствование существующих человечество уже потратило миллиарды долларов, а проблема всё так и остается нерешенной. Бесконечные войны с раком зачастую оканчиваются нашим поражением. Можно ли придумать волшебную пилюлю от рака и с гордостью заявить: «Всё, теперь-то мы победили»? К сожалению, ответ на этот вопрос для нас весьма неутешительный. Несмотря на то, что ученые по всему миру придумывают всё новые способы борьбы с онкологическими заболеваниями, рак тоже способен учиться: онкологическая терапия постоянно сталкивается с возникновением мультилекарственной резистентности.

Конкурс «био/мол/текст»-2018

Эта работа опубликована в номинации «Биофармацевтика» конкурса «био/мол/текст»-2018.

Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.

Раковое ралли

Рак — это собирательное название группы смертельных и крайне разнородных заболеваний [1]. Однако все раковые клетки обладают набором характерных биологических признаков [2], позволяющих нам применять общие стратегии противораковой терапии.

Одним из таких признаков является хроническая пролиферация (бесконтрольное деление) клеток. Нормальные клетки нуждаются в ростовых факторах, продуцируемых товарищами [3], в то время как раковые могут обеспечивать себя сигналом «роста» самостоятельно. Представим, что опухоль в организме — это автомобиль, несущийся по трассе. В таком случае у автомобиля постоянно работает педаль газа (рис. 1).

Рисунок 1. Ракомобиль. В сравнении со здоровыми клетками организма, раковые — гоночный автомобиль: мощный, скоростной и небезопасный.

С другой стороны, в регуляцию клеточного роста включаются ингибиторные сигналы. Раковые клетки научились такие сигналы игнорировать. То есть наш «ракомобиль» оказывается еще и со сломанными тормозами.

Согласитесь, такое авто на дороге просто опасно для окружающих. Обычно водитель может понять, что скорость превышена, взглянув на спидометр. У клетки роль спидометра выполняет белок р53 — ключевой сенсор повреждения ДНК, запускающий гибель раковой клетки апоптозом (одним из видов программируемой клеточной смерти). Однако многие виды рака сопряжены с потерей функции р53, в результате чего механизмы самоликвидации не запускаются.

Пробег «раковой машины» определяют теломеры (концевые участки хромосом), сокращающиеся с каждым клеточным делением. Около 90% раковых опухолей обладают белком, способным увеличивать длину теломер [4], [5]. Таким образом, «ракомобиль» всегда кажется новенькой моделью, хотя на самом деле этой старой кляче просто скрутили показания одометра.

Несущийся по шоссе автомобиль поглощает литры горючего. Так и раковым клеткам необходимы питательные вещества и кислород, поэтому опухоли стимулируют прорастание кровеносных сосудов вокруг себя — ангиогенез, что облегчает доставку «топлива» к опухолям [6].

Многие опухоли обладают инвазивностью и способностью метастазировать [7–9]. И хотя первый процесс происходит в тканях, где опухоль появилась, а второй заключается в построении колоний в других тканях, генетически и биохимически оба процесса очень похожи. Скажем, что наша машина вдруг превращается в летающую.

Клетки иммунной системы, как инспекторы на дороге, сражаются со свихнувшимися раковыми клетками — нарушителями ПДД — и восстанавливают нормальные функции организма. Однако с иммунной системой не всё так просто. Как коррумпированные полицейские, входящие в состав преступного синдиката, иммунная система иногда способствует росту опухоли [10].

Терапия и резистентность. Кто кого?

Очевидно, что физиологически здоровая клетка должна претерпеть множество изменений, прежде чем превратиться в раковую. С одной стороны, все эти характерные изменения делают нормальную клетку очень опасной раковой, а с другой — служат основными мишенями лекарственной терапии. Противоопухолевая терапия сродни стрельбе из лука: чем выше дальность (селективность и биодоступность) и точность (наименьшее количество побочных эффектов), тем больше очков мы выигрываем в борьбе с опухолью. Не зря одним из самых популярных терминов в области является «таргетная терапия» (от англ. target — «цель», «мишень»). Именно отсюда возникает такое разнообразие групп препаратов [11]. Основные мишени противоопухолевой терапии — ДНК (как основной регулятор всех внутриклеточных процессов) и белки, выполняющие специфические функции.

Многие из противоопухолевых препаратов весьма эффективны, однако к ним возникает устойчивость, в результате чего лечение ставится под угрозу. Резистентность может быть первичной (особенность конкретной опухоли) или вторичной (приобретенной, возникающей в ответ на прием препаратов). Попробуем разобраться на примере препарата «Герцептин».

«Герцептин» — высокоэффективный препарат, применяемый при раке груди [12], и механизм его действия связан с блокировкой рецептора HER2, помогающего опухолевым клеткам активно пролиферировать (выжимать педаль газа). Однако в случае, если у опухолевых клеток нет рецептора HER2, его блокировка «Герцептином», очевидно, совершенно бесполезна. Это значит, что опухоль обладает первичной резистентностью к этому препарату. Другое дело, когда в опухолевых клетках мутируют внутриклеточные каскады, связанные с рецептором HER2, и мишень теряется [13]. Так развивается вторичная резистентность (рис. 2).

Рисунок 2. Возникновение резистентности. Первичная резистентность к лекарству характерна для клеток, у которых изначально нет его мишени. Вторичная резистентность возникает в результате изменения мишени, при котором препарат теряет способность с ней связываться.

Самый очевидный способ обмануть опухоль и побороть резистентность — использовать как можно больше лекарственных препаратов, отличающихся по структуре и механизму действия. Однако, как ни парадоксально, опухоли способны спонтанно развивать резистентность к различным противоопухолевым агентам одновременно. Это и называется мультилекарственной резистентностью.

Интересно, что из всей пестрой популяции раковых клеток, совсем как в эволюционной теории Дарвина, выживают наиболее приспособленные. Часть клеток, вероятно, гибнет под действием лекарства, тогда как другая часть выживает и оказывается еще более неуловимой для терапии. Поэтому у онкологов есть препараты I, II и прочих линий. Как только одно лекарство перестает работать, нужно быстро назначить пациенту другое, а когда опухоль приспособится и к нему, дать третье, и так далее. К сожалению, список лекарств не бесконечен, именно поэтому вопрос изучения механизмов мультилекарственной резистентности очень важен.

Механизмы развития резистентности

Каким образом раковые клетки способны приобретать устойчивость? Как ученые могут эту устойчивость обойти? Борьбу с резистентностью можно сравнить с партией в шахматы. На каждый наш ход — новое противораковое лекарство — клетки опухоли придумывают маневр для ухода. Рассмотрим несколько таких ответных ходов: поговорим о мембранных переносчиках, особенностях метаболизма, мутации терапевтической мишени, клеточной гибели и о том, как раковые клетки придумали скрываться от «иммунных полицейских».

Ход 1. Шах от мембранных переносчиков

Как проникнуть внутрь клетки?

Все клетки нашего организма окружены мембраной — двойным слоем липидов, основная задача которого — поддерживать целостность и постоянство внутриклеточного содержимого [14]. Большинство молекул, необходимых для жизнедеятельности клетки, водорастворимы, а значит, через липидную мембрану они не проходят. Именно поэтому клеточная мембрана содержит сотни различных белков-переносчиков [15]. Вернемся к нашему примеру с «раковым автомобилем», нуждающимся в топливе: для закачки бензина необходим бензобак, им-то как раз и служат мембранные переносчики. Увеличение количества мембранных переносчиков, таких как селективный переносчик глюкозы GLUT1, отмечают в различных типах опухолей (рис. 3).

Глюкоза — лучшее «топливо» для клеток, а ее переносчик довольно хорошо изучен. Казалось бы, почему нельзя просто взять и заблокировать этот переносчик, ведь ни одна машина без бензина не поедет? Дело в том, что абсолютно идентичные переносчики работают и на мембранах здоровых клеток, которые нам еще пригодятся. Поэтому в терапии преобладает другой подход — ученые постоянно ищут способы, как можно использовать некоторые переносчики в своих целях. Например, доставить лекарство в клетку вместе с естественными для организма молекулами. Почему так сложно? Дело в том, что не всякое лекарство сможет проникнуть через липидную мембрану. Если это заряженная или водорастворимая молекула, то попасть в клетку она сможет только с помощью переносчика. К примеру, белок OCT1, находящийся в клеточной мембране лейкоцитов, переносит через нее противоопухолевый препарат иматиниб [16]. Этот переносчик не только повышает эффективность терапии хронического миелоидного лейкоза, но и позволяет врачам подбирать оптимальную эффективную дозу для пациентов [17].

Рисунок 3. Мембранные переносчики нужны для транспорта питательных веществ в клетку. Например, глюкоза поступает через переносчик GLUT1. Вместе с питательными веществами переносчики иногда могут транспортировать и молекулы лекарств.

Краеугольный камень мультилекарственной резистентности — это совсем другая группа мембранных транспортеров. В отличие от предыдущих переносчиков, они, наоборот, выкачивают из клетки всё ей ненужное. В первую очередь, конечно же, противоопухолевые препараты, которые мы с таким трудом в клетку доставили. Это семейство переносчиков со скромным названием «ABC» [18] в разы усложняет работу ученых и несет ответственность за возникновение резистентности к большей части лекарственных препаратов [19]. Главой семейства ABC-переносчиков можно назвать белок P-gp (P—гликопротеин, он же — MDR1, белок множественной лекарственной устойчивости 1) [20]. Каждый день он буквально спасает нас от смерти, выкачивая из клеток организма попавшие туда чужеродные и токсичные вещества.

Однако P-гликопротеин — двуликий Янус! Противоопухолевые препараты, которые назначают пациенту, он принимает за вражеских агентов и спешит поскорее избавить от них раковую клетку (рис. 4). Важно отметить, что все представители семейства ABC-транспортеров — переносчики неспецифические, которые переносят многие (главным образом, гидрофобные) молекулы, не различая их. Поэтому, увеличивая количество хотя бы одного белка-переносчика в мембране, раковая клетка автоматически приобретает навык выкачивать разные лекарства. Таким образом, рак сразу вычеркивает из нашего списка лекарств значительную их часть.

Рисунок 4. ABC-переносчики удаляют продукты жизнедеятельности и токсины из клетки. Такие переносчики (например, P-gp) неселективны, то есть удаляют из клетки всё подряд, в том числе лекарства.

Ход 2. Метаболический

Основная сложность противоопухолевой терапии состоит в том, что раковые клетки, пусть и немного свихнувшиеся, но всё же родственники здоровых клеток организма. А те в процессе эволюции разработали десятки защитных механизмов, спасающих их от чужеродных токсинов. Что в общем-то хорошо, ведь мы не хотим, чтобы лекарство блуждало по нашему организму целую вечность. Некоторые препараты обладают довольно высокой токсичностью, и их необходимо удалить как можно быстрее — ну, только после достижения эффекта. Однако раковые клетки научились менять метаболизм лекарства, что тоже приводит к резистентности.

Вместе с P-гликопротеином в команду резистентности попадает еще один белок — цитохром P450 (сокращенно его называют ЦИП. Не путать с цыплятами!). Этот белок — будем называть его для простоты P450 — является основным ферментом метаболизма лекарств. Если задуматься, это удивительно: как один белок может влиять на эффективность практически всех лекарств?

Попадая в организм, противоопухолевые препараты претерпевают изменения. Как мы помним, организм стремится поскорее избавиться от всего чужеродного, поэтому он меняет структуру противоопухолевого препарата так, чтобы тот не мог задерживаться в тканях и скорее выводился. Этой нелегкой работой как раз и занимается P450 (рис. 5a). И опять: как и все белки-защитники, P450 работает со всеми веществами подряд. Интересно, что цитохромы могут реагировать на сигнал от некоторых лекарств, активирующих или угнетающих их работу.

Рисунок 5а. Цитохром Р450 участвует в метаболизме лекарств: модифицирует их так, чтобы они легко выводились из организма.

Рисунок 5б. Р450 превращает пролекарства в активные лекарства.

Пытаясь использовать деятельность P450 на благо человечества, ученые разработали пролекарства — молекулы, которые P450 не лишает, а наделяет лекарственной активностью (рис. 5б). То есть в таблетке находится «спящая» молекула, а после «обработки» цитохромом она начинает работать: становится токсичной для опухоли. Однако в случае потери или снижения активности P450 такие противоопухолевые препараты остаются неактивными. Поэтому принимающим их пациентам советуют не пить грейпфрутовый сок — известный ингибитор P450 [21].

Казалось бы, вот они — пути борьбы с мультилекарственной резистентностью. Но стόит признаться, что тут рак поставил человечеству шах, от которого оно не может ускользнуть. Мы уже упоминали, что такие белки-защитники, как Р450 или P-gp, работают неселективно: помимо выкачивания противоопухолевых препаратов, Р-gp защищает наш мозг от попадания токсичных веществ, а цитохром Р450 окисляет эндогенные гормоны и метаболиты. Вмешиваясь в деятельность Р450 или P-gp, мы рискуем лишить организм естественной защиты и регуляции, что приводит к появлению токсинов.

Ход 3. Рокировка мишени

Помимо того, что наш организм и так усиленно пытается всеми возможными путями избавиться от противоопухолевых препаратов (ход 2), опухолевые клетки всегда начеку и в случае эффективности препарата стараются избавиться от его мишени (рис. 6). Как такое возможно? В условиях бесконтрольности раковые клетки накапливают мутации (изменения в ДНК), служащие резервным механизмом выживания клеток. Хитрость хода раковых клеток впечатляет: вместо того, чтобы пытаться всеми правдами и неправдами избавиться от лекарства, они в одну секунду делают препарат неактивным, избавляясь от его мишени. В случае с тем же «Герцептином», например, клетки просто теряют рецептор HER2, на который направлено действие препарата.

Рисунок 6. Как только опухолевая клетка изменит мишень лекарства, препарат сразу перестанет действовать. Тогда ученым нужно будет придумывать лекарство, бьющее по новой мишени.

Ход 4. Клеточный гамбит

Апоптоз (вид программируемой клеточной гибели) — это не только естественный механизм устранения опухолевых клеток, но и желаемый результат использования противоопухолевых препаратов. Апоптоз постоянно запускается в клетках, в которых что-то пошло не так — например, повреждена ДНК или не работают необходимые белки (рис. 7). Он проходит тихо, и клетка, умирая, оставляет после себя только безвредные ошмётки, легко удаляемые соседями. Должно быть, читателю уже стало понятно, что апоптоз — один из ключевых пунктов, против которого будет бороться раковая клетка. Здоровые физиологически клетки имеют много механизмов, запускающих апоптоз, и белков — регуляторов апоптоза, что позволяет клетке-герою надежно отличить опасную для всего организма ситуацию и пожертвовать собой, тихонечко скончавшись. Это умение, конечно, достается по наследству и раковым клеткам, однако они быстро учатся справляться с апоптозом.

Рисунок 7. Один из механизмов программируемой клеточной гибели — апоптоз — работает в многоклеточном организме постоянно. Отслужившие клетки тихонечко самоликвидируются, оставляя после себя лишь безвредные крохотные тельца.

Апоптоз может инициироваться целым рядом противоопухолевых препаратов, повреждающих ДНК. Однако опухолевые клетки научились противостоять нашим атакам. Дефекты апоптотических каскадов дают им преимущество выживать даже тогда, когда в нормальных условиях клетки бы уже давно почили (рис. 8). Несмотря на то, что в этом противостоянии опухолевые клетки пока что одерживают победу, ученые не опускают руки. Разветвленность апоптотических путей позволяет нам разрабатывать всё новые препараты, облегчающие ход уже запущенного апоптоза [22]. Так действует, например, новая группа лекарственных средств — миметики проапототических белков [23].

Рисунок 8. Раковые клетки стремятся избежать апоптоза. Они усиливают работу антиапоптотических белков, а ученые, наоборот, пытаются апоптоз индуцировать.

Ход 5. Микропешки

Клетки никогда не находятся в одиночестве, они образуют «коммуну» — объединяются в ткани и активно взаимодействуют с клетками других тканей. Кроме того, клетки должны прочно закрепиться на одном месте, а не болтаться по организму. А вот раковые клетки иногда, как мы уже упоминали, игнорируют это правило и образуют метастазы, когда «теряют сцепление» с окружающей их средой. Также для опухоли очень важно иметь вокруг себя кровеносные сосуды, через которые она получает питательные вещества. Если опухоль большого размера, она может сдавливать кровеносные сосуды. Но не нужно радоваться слишком рано: такое сдавление усложняет доставку и противоопухолевых препаратов к центру опухоли. Ее периферические клетки лекарство победит, а вот находящиеся в самом сердце опухоли выживут, мутируют, и всё начнется сначала.

Помимо того, что одна популяция раковых клеток может стать резистентной к лекарству, она может обучить другую популяцию, спасая таким образом чувствительные к лекарству опухолевые клетки от смерти и сводя на нет все усилия врача. Информация о том, как сопротивляться лекарству, зашифрована в виде микро-нуклеиновых кислот. Обычно это регуляторные микроРНК, упакованные в очень маленькие пузырьки — микровезикулы (рис. 9). Всё это «мимимикро» — очень коварный ход со стороны рака. МикроРНК регулируют экспрессию генов устойчивости. А микровезикулы защищают «ценную» информацию от разрушителей РНК (РНКаз) [24]. Микровезикулы могут передаваться от одних клеток к другим, высвобождать микроРНК. Бороться с таким транспортом ученые пока не научились.

Рисунок 9. Микровезикулы переносят от одной раковой клетки к другой микроРНК, регулирующие экспрессию генов устойчивости. Таким образом гетерогенная группа клеток становится устойчивой к терапии.

Ход 6. Иммунный ферзь

Иммунная система — хранитель благополучия организма. И раковые клетки, разумеется, всеми возможными путями пытаются скрыться от грозных стражей, снующих по организму. «Раковая машина» скрывает свои настоящие водительские права — антигены (молекулы, способные вызвать иммунный ответ), которые позволяют «инспекторам» различать свои и чужеродные клетки.

Иммунная система в научной среде сейчас по-настоящему в тренде. И конечно, фармацевтические компании не могут обойти эту тему стороной. В онкотерапии истинный бум вызвали две новые группы препаратов — моноклональные антитела и перепрограммированные модифицированные Т-клетки (CAR T-клетки) [25]. Про модифицированные Т-клетки «Биомолекула» уже не раз писала [26], [27], как и про идею моноклональных антител [28], [29]. Мы же в очередной раз хотим обратить внимание на конкретную группу лекарств — чек-поинт ингибиторы [30], [31], за которые Джеймс Эллисон (James Allison) и Тасуку Хоньо (Tasuku Honjo) получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1 октября этого года. [32] Подробнее об этом событии читайте в нашем специальном выпуске! [33]

Началось всё с открытия белка PD-L1 на поверхности раковой клетки, что, на самом деле, никого не впечатлило. Открыли какой-то там белок — молодцы! Ну и что? А вот когда обнаружили его рецептор PD-1 на поверхности Т-клеток, началось самое интересное. Расшифровываются эти аббревиатуры как programmed death ligand 1 и programmed cell death protein 1. То есть удалось обнаружить настоящих вестников смерти раковых клеток! PD-L1 есть и у здоровых клеток иммунной системы. В норме при взаимодействии этих молекул — рецептора и лиганда — посылается ингибиторный сигнал Т-клеткам, которые должны распознавать чужеродные фрагменты и уничтожать их. Получая ингибиторный сигнал, Т-клетки понимают, что эту конкретную клетку убивать не нужно. Эта проверка (чек-поинт) позволяет сохранять нормальные, здоровые клетки. Как уже, вероятно, догадался читатель, хитрые раковые клетки научились экспрессировать на своей поверхности PD-L1, вводя в заблуждение иммунных полицейских. Ингибиторы такого взаимодействия — новое слово в борьбе против рака (рис. 10).

Рисунок 10. Раковые клетки научились обманывать иммунный надзор: они показывают PD-L1, который обычно есть у нормальных иммунных клеток. PD-L1 (мячик) связывается с рецептором PD-1 на Т-клетках (щенок на страже), в этом случае иммунные клетки принимают раковые «за своих» и не атакуют. Препараты — ингибиторы PD1-PDL1-взаимодействия (косточка) позволяют иммунным клеткам обойти обманный маневр врагов.

Шах и мат?

Борьба с возникновением мультилекарственной резистентности сродни игре в шахматы. Каждый раз ученые придумывают новые способы терапии, к которым рано или поздно раковые клетки вырабатывают резистентность. Возможно, эта партия будет длиться до бесконечности, пока мы не узнаем чего-то принципиально нового о механизмах развития онкологических заболеваний [34]. Современная онкотерапия постоянно дополняется рекомендациями, часто авторитет и интуиция врача играют большую роль. К сожалению, у онкологов не всегда есть время для раздумий над следующим ходом. Но не унывай, читатель! Каждый раз, когда ученые открывают очередную маленькую молекулу на поверхности раковой клетки или придумывают, как обойти тот или иной механизм возникновения лекарственной резистентности, человечество делает еще один шаг к победе над раком.

Источник