Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові , генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
ГоловнаМедицинаОнкологія
« Попередня Наступна »
А.І.Рукавішніков. Азбука раку, 2007 - перейти до змісту підручника

РНК-вакцина - новий спосіб пошуку і знищення ракових клітин

Стандартна променева терапія і хіміотерапія раку не розрізняють ракові клітини від нормальних клітин, що призводить до загибелі останніх. Тобто обидва види лікування з важкими побічними ефектами і не знищують всі ракові клітини в організмі пацієнта.

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.
е. освіту білка з відповідною послідовністю амінокислот. Білки синтезуються на рибосоме в цитоплазмі клітини при участі рибосомной РНК (рРНК) і безлічі транспортних РНК (тРНК).

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 опухолеспеціфіческіх 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 »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "РНК-вакцина - новий спосіб пошуку і знищення ракових клітин"
  1.  Віруси - природний засіб для знищення ракових клітин будь-якого типу
      Для лікування від раку необхідно знищити всі ракові клітини, де б вони не опинилися в організмі пацієнта. Для цього потрібен такий спосіб лікування, який дозволяє вирішити два завдання: 1) розшукати ракові клітини серед нормальних клітин організму і 2) знищити кожну ракову клітину, і при цьому не пошкодити здорові, тобто нормальні клітини. Виявилося, що є віруси - «онколітичних». Вони
  2.  ДНК-вакцина - новий спосіб пошуку і знищення ракових клітин
      Ідея використання імунних засобів для лікування від раку і спроби її реалізації належать американському хірургу У. Колі (W. Coley) і відно-сятся до кінця XIX століття. Проте інтерес до імунним засобам згас на багато десятиліть, так як почали застосовуватися: хірургічний метод лікування солідного раку, а пізніше - променеве лікування і з 1940 р. - хіміотерапія. Проф. А.Ю. Баришніков (2004)
  3.  ОСНОВИ ПРОТИПУХЛИННОЇ ТЕРАПІЇ
      Вінсент Т. де Віта (Vincent Т. De Vita, JR.) Біологія пухлинного росту Основи протипухлинної терапії базуються на наших знаннях про біології пухлинного росту. Два десятиліття тому уявлення про те, що навіть невеликі за розмірами первинні ракові пухлини відривають життєздатні пухлинні клітини в систему циркуляції і ці клітини здатні рости так само, як і в первинній
  4. О
      + + + Обволікаючі засоби, см. Слизові кошти. + + + Знешкодження м'яса, см. Умовно придатне м'ясо. + + + Знезараження води, звільнення води від мікроорганізмів, патогенних для тварин і людини. Методи О. в.: Хлорування, кип'ятіння, озонування, знезараження ультрафіолетовими променями, ультразвуком, струмами високої частоти і ін Найчастіше застосовують хлорування води, використовуючи
  5. П
      + + + Падевий токсикоз бджіл незаразна хвороба, що виникає при харчуванні бджіл (падевим медом і супроводжується загибеллю дорослих бджіл, личинок, а в зимовий час і бджолиних сімей. Токсичність падевого меду залежить від наявності в ньому неперетравних вуглеводів, алкалоїдів, глікозидів, сапонінів, дубильних речовин, мінеральних солей і токсинів, що виділяються бактеріями і грибами. Потрапляючи в середню
  6. Р
      + + + Рабдовіруси (Rhabdoviridae), пестівіруси, сімейства вірусів, що містять однонитчатим несегментірованной РНК лінійної форми; молекулярна маса 3,5-4,6 X 106 дальтон. Віріони пулевідной форми, їх діаметр близько 70 нм, довжиною від 140 до 230 нм, мають мембраноподобная оболонкою, формуються в цитоплазмі брунькуванням з клітинних мембран. Вірус чутливий до дії жірорастворітелей,
  7. С
      + + + Сабур (тур. sabur), висушений сік листя рослини алое (Aloe arborescens) сімейства лілійних; проносний засіб. Темно-бурі шматки або порошок. Добре розчинний у гарячій воді, спирті, розчинах лугів. Діючі початку - антрагликозиди (алоин). У малих дозах діє як гіркота, покращуючи апетит і посилюючи травлення, желчегонно. Місцево чинить слабку подразнюючу,
  8.  Протеом клітини - значення для медицини, ранньої діагностики ракової клітини і вилікування раку
      Скоро нинішня медицина піде в минуле. Давня мрія П. Ерліха - мати ліки без нанесення шкоди пацієнту - «чарівну кулю», стане реальністю. Воно буде знищувати: при інфекціях - збудників, при раку - ракову стволовую клітину, не ушкоджуючи здорових клітин, діючи на білок, що викликає хворобу. Для кожного пацієнта будуть створюватися індивідуальні ліки. Це почалося після
  9.  Інвазія ракових клітин: молекулярні причини та шляхи пре-дотвращенія
      В історії першого методом лікування раку було хірургічне висічення, хоча в I ст. н.е. робилися спроби лікування раку ліками (WR Belt, 1957). Вже тоді хірурги зіткнулися з труднощами висічення раку: дуже часто виникало в області висічення «повернення», тобто рецидив раку, і вкрай рідко - «місцеве» вилікування. Це змусило хірургів розробляти принципи операцій при раку. Ібн
  10.  Метастазування ракових клітин: молекулярні причини та шляхи запобігання
      Іншим, ще більш небезпечним наслідком властивості інвазії ракових стовбурових клітин, є утворення ними метастазів у різних органах пацієнта. Метастаз - це вторинне вогнище раку, що утворюється через метастазування ракових клітин у віддалені органи. Метастазування (від грец. Metastasis - переміщення) - процес перенесення ракових клітин по кровоносних і лімфатичних судинах з
© medbib.in.ua - Медична Бібліотека