Научный журнал Journal for ImmunoTherapy of Cancer назвал лучшую научную статью 2020 года: ею стала работа российских и бельгийский ученых о новом способе лечения рака. Авторы использовали ферроптоз для иммунотерапии рака — это способ, при котором иммунитет можно запрограммировать на уничтожение определенного вида клеток. «Хайтек» рассказывает про новый способ борьбы с раком.
Исследователи работы протестировали свой новый метод на мышах. В результате половина грызунов смогла полностью победить новообразование, а если рак появлялся повторно, то иммунитет был уже с ним знаком и сразу уничтожал первые признаки опухоли. Исследователи изучили, как работает иммунитет грызунов при глиоме и фибросаркоме, но они уверены, что новый способ можно применить и для других видов рака.
Что произошло?
Авторы научной публикации — ученые из Бельгии и России, они предложили использовать ферроптоз для иммунотерапии рака. Редакция международного научного журнала Journal for ImmunoTherapy of Cancer признала их работу лучшей научной публикацией за 2020 год, также исследование комментировали номинанты на Нобелевскую премию. Работа привлекла внимание широкого круга научного сообщества.
Как работает новый метод борьбы с раком?
Новая работа строится на ферроптозе — это недавно открытый учеными механизм запрограммированной клеточной смерти. Он приходит в действие только в том случае, если в клетке нарушается метаболизм железа. Также он запускается при круговороте жиров и некоторых других веществ, так как чаще всего это влечет за собой развитие воспалений.
Существует большое количество доказательств, что процесс ферроптоза можно искусственно запустить во многих типах раковых клеток, иначе говоря, самоуничтожить их.
В 2020 году директор Института биологии и биомедицины ННГУ Мария Ведунова и ее коллеги разработали и опубликовали в научном журнале одну из первых методик, которая поможет использовать недавно открытый механизм для борьбы с двумя видами рака: глиомой и фибросаркомой.
Глиома — это самая распространенная первичная опухоль головного мозга.
Фибросаркома — это злокачественная опухоль, которая образуется в мягких соединительных тканях конечностей, например в бедре или плечевом поясе.
В чем суть механизма клеточной смерти?
Сам феномен называется иммуногенная клеточная смерть (ICD), или гибель клеток под воздействием иммунной системы. Суть клеточной смерти в том, что она может быть активирована против раковых клеток: бороться с ними будет иммунитет, который даже после полного уничтожения новообразования «запоминает» особенности опухоли и активно борется с раковыми клетками при их повторном образовании.
С научной точки зрения этот процесс можно описать как активность молекулярных агентов, которые способствуют запуску иммуногенной клеточной смерти и активируют опасный для жизни клетки метаболический путь.
В результате этого процесса в организме происходит выброс соединений, которые называют «молекулярными паттернами, связанными с повреждением» (DAMP) — это такие молекулы, активирующие иммунную систему при воздействии на внешнюю клеточную мембрану. К ним относятся, например, аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — соединение имеет большое значение в обмене энергии и веществ в организмах, белок амфотерин (HMGB) — играет роль в воспалении, является цитокиновым медиатором, а также кальретикулин (CRT) — участвует в иммунном ответе, росте и гибели клеток.
Как ученые предлагают использовать новый метод борьбы с онкологией?
Ученые из России и Бельгии выяснили, что культуры клеток при глиоме и фибросаркоме можно уничтожить, иначе говоря, убить рак, если ввести внутрь них набор заранее поврежденных клеток, которые находятся в первой стадии ферроптоза. Далее иммунная система начинает реагировать: она распознает раковые клетки и начинает бороться с ними.
Чтобы проверить работу этого метода, ученые провели опыты на мышах с имплантированными фрагментами глиомы и фибросаркомы. После того, как они сделали грызунам инъекции умирающих опухолевых клеток, рост новообразований стал значительно меньше, а в 50% случаев мыши начали активно бороться с опухолью.
Кроме этого, авторы попробовали повторно ввести фрагменты опухолей в организм выживших мышей, тем самых 50%, в результате их иммунитет начал атаковать новообразования и уничтожать их, даже без инъекций новых доз умирающих клеток.
Это значит, что новый метод действовал буквально как прививка, если один раз познакомить иммунную систему с такими умирающими клетками, то в следующий раз она распознает их самостоятельно и начнет уничтожать.
Какие виды рака можно лечить новым способом?
Сейчас нет точного списка видов рака, которым подходит такая терапия. Исследователи опробовали ее только на глиоме и фибросаркоме. Несмотря на это, авторы считают, что их работа поможет бороться и с другими разновидностями рака.
Они надеются, что их научное исследование поможет расширить количество методов борьбы со злокачественными опухолями, и они будут доступны для медиков уже в ближайшем будущем.
Авторы работы заявили, что их метод борьбы с новообразованиями нужно продолжить изучать, чтобы полностью описать принцип работы молекулярного организма конкретно этого вида клеточной смерти.
Пока что делать долгосрочные выводы о новом эффективном методе лечения рака рано, ведь его тестировали только на грызунах, а не на людях. У ученых и ранее получилось успешно побороть рак у лабораторных животных, но когда дело доходило до человека, метод оказывался неэффективен. Поэтому нужно ждать следующих результатов испытаний, возможно, они будут более успешны.
Читать далее
В американской пустыне вылупились «живые ископаемые». Они спали десятки лет
Вакцина от COVID-19 не гарантирует полной защиты из-за особенностей иммунитета
Посмотрите, как инженер превратил обычную микроволновку в лазерную печь