Головна |
« Попередня | Наступна » | |
РНК-вакцина - новий спосіб пошуку і знищення ракових клітин |
||
Ракова клітина відрізняється від нормальної клітини наявністю на своїй поверхні білків-антигенів. При порівнянні білків, синтезованих ракової і нормальної клітинами одного і того ж типу, можна виявити різницю в складі білків. Білки, характерні для ракової клітини і відсутні в нормальній клітині, і є ті самі білки-антигени, які повинна розпізнавати імунна система пацієнта. Але ракова клітина - це «продукт» з нормальної клітини власного організму. Шляхом розмноження за рахунок безсмертя і поширення її нащадків за рахунок властивості до інвазії, вона створює найнебезпечнішу для людини хвороба - рак. Протеом ракової клітини кодується геномом організму-господаря, що обумовлює його толерантність і відсутність імунної відповіді. Відомі й інші причини цього. Тільки імунна система володіє системним впливом проти білків-антигенів на ракових клітинах. Тому вчені давно намагаються використовувати клітини імунної системи пацієнта для знищення ракових клітин. Так, у Німеччині для цього використовується щеплення з убитих ракових клітин, взятих від самого пацієнта. Як пишуть про це автори, завдяки щепленню цих клітин, в імунну систему надходить інформація: «Так виглядає ракова клітина, нападайте на неї!». Таке ж відбувається при щепленнях проти вірусної інфекції, коли імунна система пацієнта «ознайомлена» з антигенів нами цього вірусу і може підсилити імунну відповідь. Використовуються два способи щеплення раковими клітинами, узятими від самого пацієнта. У першому способі для виготовлення прищепного матеріалу береться 5 грам «маси пухлини», причому первинної та взятої в першому операції або методом біопсії. Перше щеплення пацієнту вводиться «з високою дозою» убитих опроміненням ракових клітин. Після цього слідують підтримують щеплення 1-2 рази на місяць залежно від відповіді імунної системи пацієнта. Така терапія може тривати роки і, блокуючи виникнення метастазів, «не давати розвиватися хвороби». У другому способі для виготовлення матеріалу щеплення використовуються дендритні клітини з попередників крові і ракові клітини від пацієнта також з первинної пухлини. Дендритні клітини вирощуються окремо в культурі з цитокінами. Ракові клітини вирощуються окремо також у культурі і потім з них виділяють білки-антигени. Після цього для виготовлення прищепного матеріалу дендритні клітини збагачуються білками-антигенами від ракових клітин. Таку вакцину вводять в організм пацієнта. За рахунок вирощування дендритних клітин у культурі з цитокінами імунна система «надійно знищує ракові клітини» за допомогою двох механізмів: цитотоксичними Т-лімфоцитами і антитілами до білків-антигенів ракової клітини. Автори відзначають, що дана методика «активно використовується в університетських клініках для знищення всіх типів ракової клітини і дає переконливі позитивні результати». Однак, використання комбінації дендритних клітин і специфічних білків-антигенів від ракової клітини і її нащадків вимагає ідентифікації таких антигенів для кожного типу ракової клітини, що є нелегким завданням. Крім того, далеко не для всіх пухлин можливо отримати достатню кількість білка, необхідного для запуску імунної відповіді. Компанія Merix Bioscience в 2001 р. почала розробляти новий підхід до знищення ракових клітин, який буде підходящим для конкретного пацієнта. Її метод полягає в стимулюванні імунної системи пацієнта, що дозволяє їй знаходити і знищувати ракові клітини. Це досягається РНК-вакциною. РНК-вакцина складається з: 1) дендритних клітин від пацієнта, вони контролюють його імунну систему, і 2) матричної РНК (мРНК або іРНК) з його ж ракових клітин. Дендритні клітини готуються із зразків крові від пацієнта, а мРНК виділяється з ракових клітин матеріалу біопсії цього пацієнта. Як видно, ця вакцина не для профілактики раку, а для знищення ракових клітин вже виник у пацієнта раку. Цим онкологи і зайняті до теперішнього часу. Однак, прогрес в молекулярній біології і виникнення молекулярної медицини дозволяють вже тепер перейти до діагностики та лікування від раку в досімптомном його періоді на рівнях: перший ракової клітини і її перших нащадків і навіть передраковій клітини або клітин. Щоб зрозуміти сенс РНК-вакцини, необхідно згадати деякі дані про гені і мРНК. Ген - це фрагмент ДНК, що кодує білок або білки. Специфічний порядок або послідовність нуклеотидів, з яких складається цей фрагмент, відповідає специфічному порядку розміщення амінокислот, з яких побудований цей білок. Схема етапів утворення білків в клітині: Ген - мРНК - білки. Для побудови білка необхідно, щоб відбулася транскрипція, тобто синтез молекули матричної РНК (мРНК). Потім трансляція цієї мРНК, т. До складу РНК входять чотири нуклеотиду, у складі яких азотисті основи, що несуть генетичну інформацію: аденін (А), урацил (У), цитозин (Ц) і гуанін (Г). У ДНК замість урацилу входить тимін (Т) (Рис.1).
Рис. 1. Схема будови гена .У фрагменті ДНК два ланцюги з комплементарних пар основ: А-Т, T-A, Г-Ц, Ц-Г і ніяк інакше. На матричної ланцюга ДНК як на матриці синтезується мРНК, виходячи з принципу комплементарності пар основ. На малюнку це нижня ланцюг. Послідовність підстав в мРНК та ж, що і в нематрічной ланцюга - верхня ланцюг. Відмінність лише в заміні Т ланцюга ДНК на У в ланцюзі мРНК. Важливо ще те, що мРНК - молекула з одного ланцюга, тобто це копія однієї з двох ланцюгів гена. 5 'Ц Г А У Г Ц А У 3' - ланцюг мРНК (копія ланцюга гена). Синтез мРНК здійснюється ферментом РНК-полімеразою, потім з неї видаляються некодуючі ділянки - інтрони, а кодують послідовності підстав - екзони, з'єднуються, слідуючи один за одним. Дендритні клітини - це різновид лейкоцитів. В організмі людини їх дуже мало - всього лише 0,2% від загального числа лейкоцитів. В останні роки з'ясовано, що вони допомагають імунній системі виявляти антигени проникли в організм, і вірусів, а також на ракових клітинах. Розпізнавши антигени, дендритні клітини викликають відповідь клітин імунної системи, які знищують носіїв цих антигенів. Дендритні клітини своїми довгими відростками проникають в усі тканини, виловлюючи антигени, а по них їх носіїв в організмі. Вперше вони були виявлені в шкірі в 1868 р. німецьким ученим П. Лангергансом, помилково прийнявши їх за нервові закінчення. У 1973 р. Р. Стейнмен (Ralph M. Steinman) із США знову відкрив дендритні клітини, досліджуючи органи у мишей і показав, що вони є дуже важливим елементом імунної системи. У дослідах на тваринах ці клітини викликали разюче високу здатність стимулювати імунну відповідь на антигени. Р. Стейнмен дав їм назву - дендритні клітини (від грец. Dendron - дерево) за шиповидні відростки, схожі на дендрити нервових клітин. Спроби виділити дендритні клітини з живих тканин робили багато дослідників, але це їм не вдавалося. У 1992 р. Жак Баншеро (Jaques Banchereau) і його групі з Франції вдалося розробити метод їх масового вирощування в культурі зі стовбурових клітин кісткового мозку людини. У 1994 р. Антоніо Ланцавекья (Antonio Lanzaveccia), виростила дендритні клітини із клітин крові - моноцитів. При цьому в процесі диференціювання вони можуть стати або дендритними клітинами, або макрофагами, знищити-лишнього носіїв антигенів. Для цього вони мають: чашевидні рецептори на клітинній поверхні - це білки, що зв'язують антигени. Крім цього, вони здатні до фагоцитозу: клітина випинає клітинну мембрану і затягує всередину «чужака», тобто вірус чи бактерію, або захоплює антигени на ракової клітці. Захоплений незрілої дендритной кліткою антиген піддається всередині неї розщепленню. Утворені короткі фрагменти - пептиди - розпізнаються імунною системою за допомогою білків, розташованих на поверхні дендритних клітин. Дендритна клітина являє антигени-пептиди іншим клітинам імунної системи за допомогою розташованих на її поверхні молекул білка головного комплексу гістосумісності - МНС, у людини - НLA. Молекули цих білків мають форму вилки і діляться на дві групи: клас I і клас II. Вони розрізняються за структурою і характером взаємодії з антигеном. Кожен білок МНС підходить до певного антигену, як ключ до замка, і за рахунок структурної комплементарності пов'язує його. Дендритні клітини в чому схожі з антитілами, тобто вони вловлюють і являють антиген навіть тоді, коли його концентрація «мізерно мала». Поки в дендритной клітці йде процесинг антигену, тобто розщеплення його з метою представлення імунній системі, вони переміщаються з потоком крові і з лімфою в лімфатичні вузли. У них вони повністю дозрівають і представляють пов'язані з білками МНС антигени-пептиди «ненавченим» хелперно Т-лімфоцитам, ще не зустрічалася з антигенами. Обучившись таким шляхом розпізнавати конкретний антиген, Т-хелпери стимулюють В-лімфоцити, а вони через стадію плазматичної клітини виробляють антитіла - білки, звані імуноглобулінами. Ці білки зв'язують і інактивують даний антиген. Дендритні і хелперні клітини активують також цитотоксичні Т-лімфоцити, тобто Т-кілери - клітини-вбивці, що знищують клітини заражені вірусом, а також ракові клітини. Деякі з «навчених» лімфоцитів стають клітинами імунологічної пам'яті. Такі клітини можуть жити в організмі тривало - роками, і якщо антиген знову з'являється в організмі, вони виявляють його і викликають імунну відповідь для знищення його носія. Дендритні клітини викликають в організмі два типи імунної відповіді: гуморальний, тобто антитілами, і клітинний, тобто клітинами - Т-кілерами. Тип відповіді в основному залежить від того, які дендритні клітини подають сигнал до атаки і виділення яких цитокінів вони стимулюють. Цитокіни - це білки, що стимулюють утворення і активацію хел-Перно Т-клітин. Якщо в організм проник екзогенний антиген, потрібні цитокіни типу 2, що викликає синтез антитіл. При вірусних інфекціях і при утворенні в організмі ракової клітини потрібні цитокіни типу 1. Вони активують цитотоксичні Т-лімфоцити на атаку проти вірусів і ракових клітин. Ракова клітина синтезує білки-антигени, не властиві здоровій клітині того ж типу. Якби вдалося створити ліки або вакцини, націлені тільки на ці опухолеспеціфічних білки-антигени, то ракові клітини знищувалися б вибірково, а нормальні клітини не ушкоджувалися. При променевої та лікарської терапії відбувається пошкодження в однаковій мірі як ракових, так і нормальних клітин, а головне - пригнічується імунна система пацієнта білками-токсинами з ракових клітин. Ракові клітини через нестабільність генома часто змінюються - на їх поверхні змінюється склад білків-антигенів. Це дозволяє таким клітинам уникати дії імунної системи, викликаного вакциною. Якщо в ракових клітинах припиняється синтез білка-антигену, взятого за основу для створення вакцини, то і сама вакцина вже не дасть лікувального ефекту. На основі дендритних клітин від пацієнта вакцини для знищення ракових клітин отримують все більше застосування при раку, наприклад, ДНК-вакцина. Деякі вчені прагнуть спростити цей процес, впливаючи на наявних в організмі пацієнта попередників дендритних клітин, стимулюючи їх диференціюватися і викликати імунну відповідь проти ракових клітин. Девіду Лінч (David H. Lynch) вдалося відкрити цитокин, стимулюючий у піддослідних мишей освіту дендритних клітин. Трансфекція гена такого цитокіну в ракові клітини викликає синтез в них цитокіну у великій кількості, що активує дендритні клітини у пацієнта, для знищення ракових клітин. Це може стати потужною вакциною проти ракових клітин. Приготування РHK-вакцини на основі дендритних клітин 1. З ракових клітин пацієнта виділяють мРНК. Для цього достатньо кілька ракових клітин. Потім мРНК штучно розмножують в умовах лабораторії. 2. Вирощують в культурі дендритні клітини, отримані від цього пацієнта. Насичують дендритні клітини шляхом введення в них мРНК, тобто копії гена білка-антигену ракової клітини. Цей ген в самій клітині викликає синтез білка-антигену за схемою: мРНК - білки. Потім відбувається його поділ, тобто процесинг, на дрібні фрагменти. У дендритні клітини можна легко ввести мРНК за допомогою знешкоджених вірусу грипу. При цьому в лабораторних дослідах у 90% дендритних клітин синтезувалося значну кількість білків-антигенів. Коли вакцина введена в організм пацієнта, модифіковані дендритні клітини легко розпізнають ракові клітини, стимулюють до масованої атаки цитотоксичні Т-лімфоцити, а також вироблення антитіл на клітини раку і надійно знищують їх. РНК-вакцина компанії Merix з'явиться на ринку не раніше 2006 при дотриманні нині діючих умов випробування і реєстрації. Так як рак є «вельми серйозною хворобою, в разі отримання видатних результатів під час клінічних випробувань цей процес може бути прискорений». Ще не розпочато тестування цієї технології вакцинування на пацієнтах. Але клінічні випробування безпеки вакцини проводилися: в дослідженні брали участь 30 пацієнтів, які страждають від раку передміхурової залози і нирок. За словами доктора J. Vieweg, з Медичного центру Дьюка університету США, вакцина не тільки пройшла випробування на безпеку, але й привела до «деякого уповільнення» розвитку раку. Такого ефекту дослідники не чекали, так як в початкові випробування вакцини на безпеку були включені тільки пацієнти, чиї ракові клітини не відповідали на традиційні методи лікування. J. Vieweg сказав: «Досягнутий ефект був досить несподіваним». Використання мРНК з ракових клітин замість білка дозволяє уникнути описаних вище проблем. мРНК - головний компонент клітини, необхідний для синтезу білка в рибосомах. Робота з мРНК дозволяє уникнути проблеми ідентифікації важливого антигену на ракової клітки, а так як мРНК може бути штучно розмножена за допомогою ПЛР в умовах лабораторії, для її початкового виділення досить всього декількох ракових клітин з видаленої пухлини або матеріалу з біопсії пухлини. «Головним моментом є индивидуализированность цього методу знищення ракових клітин, - сказала доктор Isadore Pike, віце-президент клінічного відділу. - Використовуючи цей метод, ви точно знаєте, що ймовірність успіху при лікуванні конкретного пацієнта вельми висока, так як ця вакцина спеціально розроблена таким чином, щоб допомогти вилікувати конкретної людини ». |
||
« Попередня | Наступна » | |
|
||
Інформація, релевантна "РНК-вакцина - новий спосіб пошуку і знищення ракових клітин" |
||
|