Проблема резистентности рака решена: инновационная схема превращает злокачественные клетки в «троянских коней», уничтожающих опухоль изнутри

Онкозаболевания поражают своим разнообразием, и это обусловлено самой природой рака. Каждая злокачественная опухоль – это клетки организма, в которых буквально перестали работать механизмы, ограничивающие их непрерывное воспроизведение. Потому такие клеточки постоянно эволюционируют и стремятся захватить все доступные ресурсы. Что, в конце концов, уничтожает организм. Поэтому любая терапия онкозаболеваний терпела неудачи. Если опухоль не уничтожить полностью быстрее, чем адаптируется к лечению, уже примененный метод быстро станет неэффективным. А учитывая, что большинство лекарств вместе с раком наносят вред и больному — получается гонка на выносливость, которую непросто выиграть даже в остальном (кроме наличия онкологического заболевания) здоровому человеку.

Особенно тяжелы случаи, когда раковых клеток так много, что их часть всегда успевает адаптироваться к терапии. В результате лечение превращается в ряд проб и ошибок со все более сильным шансом на успех: одна комбинация препаратов перестает работать, ее заменяют второй очередью, затем третьей и так далее. При этом каждый последующий коктейль имеет плохо предполагаемую эффективность в конкретном случае.

Американские учёные предложили другой подход. Разработанная ими генетическая модификация злокачественных клеток превращает их в «троянских коней», временно нечувствительных к онкопрепаратам. Распространяясь, они замещают большую часть опухоли, конкурируя с природными резистентными клетками и в конечном итоге переключаются в состояние, восприимчивое к распространенным противоопухолевым средствам.

Разработку уже проверили на культурах клеток рака легкого с мутацией EGFR и модели животных, и в обоих случаях она показала высокую эффективность. Впрочем, до клинических исследований далеко: ученые должны изобрести более безопасные способы программирования злокачественных клеток деструктивным «софтом».

Методику программирования раковых клеток для такого довольно сложного поведения создали уже запатентовавшие специалисты Университета штата Пенсильвания.

Как программировали «троянов»

Для «перепрошивки» злокачественных клеток используется модульная генетическая схема (genetic circuit) – комбинация генов, заставляющая клетки-носители неизменно реагировать на определенные внешние раздражители, словно выполняя логическую программу, или строго определенным образом взаимодействовать друг с другом или другими клетками. В новой разработке такая схема основана на двух генах-переключателях, которые работают последовательно. Вначале включается первый, и таргетные злокачественные клетки приобретают устойчивость к выбранному онкопрепарату. Через несколько недель генетическая цепь несущей геном становится предпочтительной даже в запущенной опухоли, а также в ее метастазах. Значительно меньшая часть оставшихся раковых клеток имеет естественную устойчивость к лекарству. Но здесь должен включиться второй «переключатель», после чего в зараженных «софтом» клетках запускается экспрессия цитотоксических белков, быстро уничтожающих опухоль.

Для того чтобы нужная генетическая схема быстро распространилась в опухоли, разработчики прибегли к «эволюционной» технике генного драйва (gene drive). Распространяясь, модифицированные клетки разрастаются и вытесняют «родные» стойкие новообразования, не давая им усиливаться и развивать новую резистентность. (В природе генный драйв работает среди прочего и как механизм, не позволяющий произвести популяции возбудителей резистентности.)

Авторы метода полагают, что идея генного драйва может быть использована для устранения механизмов резистентности до того, как злокачественные клетки получат шанс эволюционировать.

В настоящее время исследователи работают над тем, как безопасно и селективно доставлять противоопухолевую генетическую схему в новообразование людей, чтобы, наконец, преодолеть метастатическое заболевание.