Как создать антираковую вакцину

Иммунитет должен уничтожать раковые клетки, но делает он это не всегда эффективно. В этом ему можно помочь, если научить иммунные клетки узнавать уникальные особенности опухоли.

Убить раковую клетку можно, отравив её каким-нибудь лекарством, или же с помощью иммунной системы. Иммунитет кажется более предпочтительным инструментом, поскольку это собственное оружие организма, а не чужеродный химикат, и, кроме того, он может оказаться более эффективным, чем химиотерапия – иммунные агенты способны найти злокачественные клетки, где бы те ни прятались.

 Если начать вспоминать все работы, посвящённые иммуннотерапии рака, которые вышли хотя бы за последний год, то получится довольно объёмная книга – тема пользуется огромной популярностью и среди врачей-онкологов, и среди иммунологов, и среди тех, кто занимается «чистой» молекулярной биологией. И все они пытаются решить одну проблему: как натравить иммунные клетки на опухоль. Вообще говоря, иммунная система должна бороться не только с инфекциями, но и с неправильными клетками. Их можно узнать по характерным белкам, сидящим на мембране и не похожим на обычные молекулы здоровых клеток. Однако проблема в том, что рак, во-первых, может маскироваться от иммунной атаки, а, во-вторых, злокачественные клетки всё-таки во многом похожи на обычные. Есть опасность, что иммунная система из-за недостаточно точной настройки начнёт уничтожать и здоровые ткани тоже, что и заставляет иммунитет  смотреть на рак как бы сквозь пальцы. 

Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе предложили способ, который помогает иммунной системе правильно атаковать раковые клетки; более того, новый метод открывает путь к созданию индивидуальных противораковых вакцин. Известно, что распознавание злокачественных аномалий и инфекций происходит при посредничестве дендритных клеток: они захватывают из внешней среды сомнительные молекулы, перерабатывают их определённым образом, а потом в буквальном смысле показывают их Т-клеткам: всё вместе называется презентацией антигена. Т-клетки, получив молекулярные инструкции от дендритных клеток, открывают охоту на обнаруженных вредителей, среди которых могут быть и клетки опухоли.

Чтобы научить иммунитет распознавать только злокачественные клетки и не трогать здоровые, Беатрис Каррено (Beatriz Carreno) и её коллеги проанализировали меланомные клетки на предмет мутантных белков, которые есть в меланоме, но нет в здоровых клетках кожи. Материалом послужили образцы опухолей, удалённые хирургическим путём у трёх больных. Для каждого из них получился список из семи мутантных белковых фрагментов – мутации в них могли отличаться у разных людей, но, повторим, у здоровых клеток эти же самые белки ничего такого в себе не имели. Стоит также добавить, что при отборе раковых пептидов учитывали и их способность взаимодействовать с рецепторами иммунных клеток – предпочтение отдавали тем, которые прочнее всего с ними связывались.

Затем наступал второй этап: выбранные белковые фрагменты с мутациями синтезировали искусственно и добавляли к культуре иммунных дендритных клеток, которые получили от самих пациантов. (Одна из причин популярности дендритных клеток кроется как раз в том, что их легко научить всему, чему нужно, прямо в пробирке.) Клеткам давали время на то, чтобы обработать раковые молекулы и подготовиться к их демонстрации иммунным напарникам, после чего возвращали больным.

От обычной вакцинации процедура отличалась тем, что в организм вводили не сами чужеродные молекулы, не куски возбудителя болезни, а иммунные клетки, должным образом воспитанные в пробирке. Преимущество таких клеток в том, что им показывали только раковые белки, и теперь они не должны были путаться между признаками злокачественных и здоровых клеток. Кроме того, их учили распознавать лишь те молекулы, которые могут встретиться именно у конкретного больного, так что защитная реакция тут будет индивидуальной, нацеленной против конкретной опухоли.

В течение 20 недель каждому добровольцу трижды вводили вакцину, а затем оценивали уровень Т-клеток, активировавшихся против рака. Действительно, их количество возрастало на 8-9 неделю после завершения курса вакцинации – то есть иммунитет был готов искать и уничтожать опухоль, руководствуясь фрагментами белков, которые отбирали для «обучения» дендритных клеток. Не все пептиды стимулировали активность Т-клеток, но при всём при том диапазон антираковой реакции получался довольно широким – то есть иммунная система могла специфично ловить злокачественные клетки, пользуясь широким набором молекулярных признаков.

Правда, полученные результаты портит одна ложка дёгтя: число Т-клеток, готовых сражаться с раком, было всё же невелико, у больных же часто нет времени на то, чтобы ждать, когда иммунная система раскачается. С этой проблемой сталкивались все, кто пытался создать противоопухолевую вакцину. Правда, до сих пор получить пытались как раз неспецифическую вакцину, а в таком случае иммунные клетки реагируют, ко всему прочему, и на те белки, которые есть и у больных, и у здоровых клеток – что, в свою очередь, включало «тормозной механизм», защищающий нас от аутоиммунной реакции. Однако при той схеме, что описана выше, иммунным клеткам нечего бояться, что они попортят здоровые ткани, так что, вероятно, здесь будет проще добиться сильного иммунного ответа. Не стоит забывать и том, что такой способ позволяет натравить иммунные клетки на самые разные мутантные белки – даже на те, которые они при естественном иммунном ответе не заметили бы. Но, так или иначе, окончательно судить о перспективах индивидуализированной вакцинации можно будет только после дополнительных клинических экспериментов.

Статья с результатами исследований опубликована в Science.