Генная терапия рака Ex vivo. Противоопухолевые "вакцины"
Иммунная система охраняет нас вами от любых изменений в нашем внутреннем содержании. Особенно эффективно она это делает при вторжении в наш организм пришельцев извне, например вирусов и бактерий. Но она поразительно беспомощна, когда речь касается раковых клеток, хотя раковые клетки несут антигены, несвойственные нормальному организму.
Уже более 40 лет тому назад было показано, что многие опухоли иммуногенны.
Эта находка побудила искать средства против рака на пути использования иммунной системы для разрушения опухолей. Но до появления генно-инженерных методов трансформации эукариотических клеток все попытки в этом направлении оказались тщетными. По каким то причинам цитотоксические Т-лимфоциты не активируются при виде раковых клеток и их специфических антигенов и не начинают секретировать цитокины, которые они секретируют при встрече с чужими антигенами.
Одной из стратегий борьбы с опухолям могла бы стать стратегия, направленная на стимулирование иммунной системы к узнаванию опухолевых клеток. Многие группы пытаются развивать терапию, использующую, так сказать, создание индивидуальных противоопухолевых вакцин. Это можно было бы воплотить в жизнь следующим образом. Клетки, полученные из опухоли данного больного, выращивают, как культуру клеток, и внедряют в них гены, кодирующие белки-иммуностимуляторы. Затем эти клетки облучают, чтобы сделать их неактивными, и вводят обратно пациенту в надежде вызвать системный иммунный ответ, который с одной стороны призван уничтожить уже сущетсвующие опухолевые клетки, а сдругой - предохранить пациента от возникновенияч новых опухолей данного типа. Такие надежды основаны на гипотезе, что повышение концентрации цитокинов в непосредственной близости к опухолевым клеткам будет стимулировать ближайшие к ним Т-клетки к иммунному ответу. Действительно такие стимуляторные эффекты наблюдались у опытных животных и наблюдаются у пациентов, позволивших подвергнуть себя такой терапии. При этом надеются также, что модифицированные клетки вызовут иммунный ответ также и против немодифицированных опухолевых клеток.
Как всегда начали на мышах. Клетки опухолей трансформировали генами таких иммуномодуляторов, как цитокины: IL1#, IL-2, IL-4, IL-6, TNF#, GM-CSF, гамма-интерферон. Действительно, наблюдали, что опухоли у животных, которым вводили модифицированные таким образом клетки этой же опухоли, деградировали. Более того во многих случаях животные, получившие дозу таких трансдуцированных клеток, становились невосприимчивыми к опухолям при введении опухолевых нетрансдуцированных клеток. Т.е. трансдуцированные клетки действительно действовали, как противоопухолевые вакцины.
Это давало основания начать испытания подобных подходов на людях. Пытались включать те же гены иммуностимуляторов с помощью ретровирусных векторов в клетки меланомы, различных карцином, нейробластомы, рака груди. Посмотрим что будет.
Еще один подход к созданию противораковых индивидуальных вакцин [ Travis ea 1993 ]. Посмотрите на Рис. 4 . Этот рисунок представляет собой весьма упрощенную схему взаимодействий, которые происходят при узнавании чужих антигенов клетками иммунной системы. Верхняя часть этого рисунка говорит о том, что клетки меланомы содержат свои специфические опухолевые антигены в виде пептидов, экспонированных на поверхность клеток в виде комплексов с белками главного комплекса гистосовместимости 1-ого типа MHC1 . Опухолевые антигены узнаются, как обычно Т-киллерными клетками или цитотоксическими Т-лимфоцитами. Ранее считалось что для узнавания и последующей иммуной реакции достаточно только взаимодействия Т-клеточного рецептора и комплекса пептида с МНС1 . Оказалось, что нет. Этого мало. Нужно содействие в виде дополнительного взаимодействия. Это содействие происходит путем взаимодействия еще одной молекулы на поверхности антигенпредставляющей клетки, так называемой поверхностной молекулы В7 , и молекулы рецептора, выставленной на поверхность Т-клетки - CD28 . Без этого дополнительного взаимодействия Т-клетки не дают той реакции, которая необходима для полноценного иммунного ответа. Иными словами, специфические Т-клетки не начинают продуцировать фактор роста Т-клеток, интерлейкин-2 , и не пролиферируют, давая множество специфических к данному антигену Т-клеток, которые затем, в свою очередь, узнают и уничтожают клетки, содержащие на поверхности нежелательный чужой антиген.
Причиной того, что опухолевые клетки не узнаются клетками иммунной системы может быть то, что опухолевые клетки обычно не содержат на поверхности В7. Поэтому попытались сделать следующее. Взяли клетки меланомы от опытной мыши. Ввели в них В7 антиген, как положено. Ввели эти клетки здоровой подопытной мыши. Подопытные мыши развивали опухоль, но затем эта опухоль деградировала, и ни одна из мышей, получивших дозу клеток модифицированной меланомы, не погибла. Наоборот, мыши, получившие немодифициованные клетки, погибали. Более того, если мышам, вакцинированным модифицированными меланомными клетками, ввести немодифицированные клетки меланомы, то 89% мышей оказывались защищенными от развития опухоли. Это означает, что вакцина могла бы защищать от метастазирования . Интересным результатом этих исследований является еще и вот что.
Обычно киллерные клетки требуют для своей пролиферации не только того IL-2 , который они продуцируют сами, но и дополнительного IL-2 и других лимфокинов, получаемых в виде помощи от хелперных Т-клеток . А в случае взаимодействия с модифицированными клетками меланомы такая помощь оказалась ненужной. Почему - не знаем. Но факт. Так что на мышах все выглядит очень здорово. Как будет на людях - покажет время.
Итак мы увидели два подхода к созданию генно-инженерных противораковых вакцин. Оба они основаны на значительных успехах в понимании механизмов клеточного иммунного ответа.
Есть и еще один подход, который не так хорошо теоретически обоснован, но исходит из принципа подавления экспрессии специфических для опухолевых клеток генов , которые возможно способствуют ее росту. Например, многие опухоли начинают синтезировать большие количества инсулин-подобного ростового фактора - IGF-1 . Можно подавить экспрессию этого гена путем введения в опухолевые клетки генетических конструкций, синтезирующих РНК антисмысловую, т.е. комплементарную по отношению к мРНК гена IGF-1. Такая РНК по идее должна взаимодействовать с мРНК этого ростового фактора и препятствовать ее трансляции. И когда такой эксперимент проделали, то оказалось, что опухоли, образуемые такими модифицированными клетками, разрушаются иммунной системой. В чем дело неясно. Но опыты на людях уже ставятся.
