Лечение рака с помощью генетически модифицированных иммунных клеток пациента -

mary_spiri — 21.03.2022 Когда я попадаю в дискуссии по поводу ГМО, меня поражает уровень страха, иррациональной жути, которую ощущают оппоненты по поводу генной инженерии. Некая вина за это лежит естественно на СМИ и Голливуде, которые расписывают совершенно магические сценарии изменения генетики по воле человека. Это все не имеет никакого отношения к реальной работе ученых, медленной, скучной, тяжелой, с кучей затыков, которые надо как-то обойти, с редкими озарениями и удачами, и постоянными мыслями о работе во сне и наяву. В одном фильме из серии "Миссия Невозможна" с Томом Крузом, оный Том прямо в самолете втыкает в оппонента некую палочку с экраном, и на экране тут же начинает появляться последовательность ДНК генома оппонента, которую Том читает чуть не вслух, сразу узнавая, кто это на самом деле. Обожаю эту сцену! В реальности подобный процесс займет дней 5-7.

Но вот что забавно, многочисленные анти-ГМО активисты похоже не возражают против использования генно-модифицированных клеток в лечении рака. Видимо рак - это еще большая экзистенциальная жуть, чем ГМО, и можно позволить лечить подобное подобным? Или просто ничего об этом не слышали. Особенно в России, где биотех развит слабо (несмотря на наличие пары-тройки очень приличных мест, где народ пытается). Однако здесь на собирательном Западе это все бурно развивается. Ибо такое лечение с помощью генетически модифицированных иммунных клеток пациента - это один из очень немногих известных способов полностью уничтожить рак, пока в основном в крови, а именно лейкемии, лимфомы, и множественные миеломы. К сожалению, пока это лечение плохо работает против плотных опухолей.

Называется это CAR (Chimeric antigen receptor) T-cell therapy, для простоты КАР-Т. Начиная с 2017 года, ФДА утвердило шесть терапий. Они пока несовершенны, и помогают меньше, чем в половине случаев. И безумно дорогие, с себестоимостью около пол миллиона долларов. Впрочем, на данном этапе эти деньги из кармана никто не платит, для пациентов существуют оплата по страховке (у многих американских страховок верхний предел около миллиона), через благотворительность (госпиталь получает деньги от государства/штата), либо через участие в клинических испытаниях.

А вот картинка о том, как делается КАР-Т, очень упрощенная.



Подход сугубо индивидуальный: из крови пациента в клинике отбирается некоторое количество живых Т лимфоцитов. Делается с помощью лейкафереза (leukapheresis), когда кровь пациента выводят из вены во внешний контур, который отбирает Т лимфоциты, возвращая все остальное обратно в вену. Учитывая, что Т клеток около пол миллиона на кубик (миллилитр) крови, процедура эта не наносит пациенту вреда.

Наиболее сложны дальнейшие манипуляции: в клетки встраивается химерный ген рецептора на определенный антиген (chimeric antigen receptor). Собственно, у Т клеток всегда есть свой собственный рецептор, тот самый, который возникает случайным образом в процессе перестройки куска генома (процесс напоминает случайное вытаскивание 2-3 карт из колоды). В нашей крови плавает дикое разнообразие Т клеток, и большинство (>95%) не активны, не делятся, находятся в состоянии покоя - ожидания встречи с соответствующим антигеном. Встреча эта может никогда не состояться, наша иммунная система дико избыточна. Но за счет этой избыточности ей удается быстренько подобрать Т клетки на новый вирус, например. Однако же активация и размножение займет время (именно из-за этого рекомендуется вакцинироваться, чтобы соответствующие клетки были отобраны и размножены заранее).

Однако вернемся к КАР-Т. При раке крови терапия живыми Т клетками требует, чтобы они были уже активированы, бурно размножались, и находились в "рабочем" состоянии. При этом Т клетки надо еще и "натравить", их новый искусственный рецептор должен распознавать и связывать специфический антиген раковых клеток (желательно, не присутствующий у здоровых). Известно довольно много вариантов специфически связывающихся белков, например, всем известные антитела. И фрагменты этих специфических антител часто используются как часть КАР-Т. Таким образом, искусственный рецептор, ген которого вставляется в Т клетки пациента, довольно сложен, он составной, отсюда и название "химерный" (т.е. в природе в виде единого целого не существующий, составной из разных природных частей, типа голова женщины на теле птицы).

Искусственный химерный ген кодирует белок, который будет вставлен в наружную мембрану (как положено рецептору). Та часть, которая будет торчать наружу, сделана для связывания с раковыми клетками, и должна обладать высокой афинностью (силой связывания), на эту задачу прекрасно подходят изученные фрагменты антител против раковых антигенов. Эта часть зависит от типа болезни, и является общей для группы пациентов с данным раком. А другая часть искусственного рецептора, которая находится внутри клетки, обычно общая для разных терапий, и она обеспечивает поддержание химерной Т клетки в высоко-активном состоянии, запуская сигнальные каскады, ведущие к активации, клеточному делению, и бурному синтезу цитокинов.

Генетическая трансформация Т клеток проводится с помощью вирусных векторов, используются аденовирусы и лентивирусы. Вирусы заражают Т клетки, а внутри вирусная РНК служит основой для синтеза соответствующей ДНК (обратная транскрипция), кодирующей химерный рецептор. А ДНК рецептора в свою очередь за счет вирусных же ферментов стабильно встраивается в геном Т клеток.

Сейчас наиболее часто используются лентивирусы, типичным представителем которых в природе является ВИЧ. И весь этот цикл синтеза и встраивания - это жизненный цикл вируса. Впрочем вирус естественно генетически модифицирован до предела, вся его вирулентность удалена. И вообще его искусственно собирают из трех конструкций в пресловутой человеческой клеточной линии HEK293T. Которая была давным давно (1973 г.) получена из абортированного плода женского пола. Клеточная линия эта уникальна, заменить ее нечем, ибо она быстро размножается и легко трансформируется, позволяя быстро и чисто делать нужные вирусные конструкции. С тех пор ее аналоги многократно пытались получить из неабортированного материала, но так и не удалось.

Так что весь процесс КАР-Т - это олицетворение кошмара научно-технического прогресса, он основан на генетической модификации вирусов и человеческих Т клеток от пациента, и в нем для производства вируса с химерным рецептором использует клетки, когда-то полученные в результате аборта. И при этом подход спасает и полностью вылечивает 70%–90% детских лейкемий, которые не поддаются другому лечению, например, не вылечиваются при пересадке костного мозга, что иногда случается при acute lymphoblastic leukemia. Острая лейкемия возникает обычно у детей от 2 до 5 лет, примерно у 3-4 на сто тысяч, около 3000 детей в год в США. Химиотерапия и пересадки костного мозга эффективны примерно в 90% случаев. Значит КАР-Т может спасти примерно 100-200 детей в год, с полным излечением. Много это или мало? На Западе нынешняя точка зрения в том, что спасать нужно, да, за дикие деньги в миллионы долларов. Госпиталь, в котором работает моя дочка, занимается подобным лечением, а она конкретно - организацией клинических испытаний новых методов. И очень гордится своей работой. Сразу добавлю, что большая часть лейкемий не связана с конкретными генетическими факторами, возникает случайным образом, и выжившие дети вовсе не передают генетическую предрасположенность потомству. Хорошо еще и то, что КАР-Т совместим с пересадкой костного мозга, увеличивая арсенал методов лечения для каждого пациента.

После успешной генетической трансформации получаются те самые КАР-Т клетки, которые потом возвращают обратно в кровь пациента, причем вливают сразу по много миллионов. Так как это свои же Т клетки, то иммунная реакция отторжения не происходит (они не распознаются иммунной системой как чужие). Однако надо учитывать, что клетки активированы сами, и тут же запускают усиление всех остальных ветвей иммунного ответа через массированный синтез цитокинов (cytokine release syndrome). Получается цитокиновый шторм, с резким подъемом температуры, падением артериального давления, и нарушением гемато-энцефального барьера в мозгу, от которого едет крыша и нарушается функционирование мозга. Начальные испытания показали, что чем сильнее побочка, тем выше шансы на полное излечение, если удается помочь пациенту выжить. Поэтому в последние годы быстро развиваются поддерживающие методы лечения, чтобы не дать пациенту умереть в борьбе с раком. Выяснилось например, что можно сильно смягчить течение, не уменьшая эффективность лечения, если специфически убрать один из цитокинов, интерлейкин-6, с помощью соответствующего моноклонального антитела (tocilizumab (Actemra)). Для поддержания функционирования мозгов помогают стероиды, например дексаметазон. Все это привело к существенному снижению риска от побочек.

На данном этапе КАР-Т по-прежнему рассматривается как последняя линия обороны в случаях, когда другого лечения не осталось. Однако начальная химиотерапия при детской лейкемии занимает 2.5 года, а КАР-Т - примерно 3 месяца. Поэтому сейчас проводятся клинические испытания на полную замену для уменьшения страданий, особенно у тех детей, для которых химиотерапия работает недостаточно хорошо. Что сейчас определяется с помощью анализов на частоту раковых клеток, 80% которых делается той компанией, где я работаю. Собственно, я занимаюсь усовершенствованием таких анализов и разработкой новых форматов. И эта причастность очень греет.

Что же касается будущего, то сейчас бурно рабатываются новые варианты химерных рецепторов, в том числе направленные сразу на несколько антигенов раковых клеток. Таких КАР-Т нужно меньше, значит и побочки легче. Идет разработка КАР-Т для плотных опухолей, там все гораздо сложнее, ибо опухоль неплохо защищена и активно "отбивается" от имунных атак.

В случае плотных опухолей, одно из перспективных направлений это поиск Т клеток, которые смогли пробраться внутрь опухоли, так называемых tumor-infiltrating lymphocytes (ТИЛ). Такие Т лимфоциты наблюдаются во многих опухолях, включая саркому и меланому. Обычно их присутствие связано со специфическими генетическими изменениями раковых клеток. В феврале было опубликовано небольшое клиническое испытание на 6 пациентах с метастатическим раком груди, которым не помогла ни одна химиотерапия. Пациенты были выбраны по наличию в опухоли генетического маркера, который способствует прникновению ТИЛ в опухоль. Эффект наблюдался в половине случаев. У одной женщины ТИЛ терапия уничтожила все опухоли с полным излечением. У двух других наблюдалось резкое сокращение размера и числа опухолей, давшее возможность их вырезать. Обе эти женщины живы уже 3.5 и 5 лет, и новых опухолей у них не наблюдается.

Другой тип имунных клеток, которые могут пролезать внутрь опухоли - это макрофаги, собственно, они это делают лучше всех прочих. называются они ТАМ - Tumor-associated macrophages. Правда их роль - это помощь клеткам опухоли. Причем опухолевые клетки несут специальные сигналы для макрофагов по типу "меня не ешь". Но макрофаги можно генетически модифицировать и превратить в убийц-пожирателей. Уже идут два клинических испытания на пациентах с раком груди.

Ну и под конец добавлю, что пока Россия качала нефть и обогащала олигархов, другие страны тратили и тратят огромные деньги и силы на разработку лечения рака. И из-за развязанной Россией агрессивной войны сейчас куча денег идет на оружие уничтожения, и это вместо инвестиций в исследования, реально нужные всему человечеству. И чудовищная стоимость этой войны внутри России будет транслироваться в смерти детей и взрослых от рака, который на данном уровне знаний можно было бы вылечить или облегчить. И никакая гуманитарная помощь и предоставление лекарств тут радикально не поможет, ибо во время войны пропадает приоритет человеческой жизни, что мы уже наблюдаем. Сразу добавлю, что я так отношусь ко всем войнам, включая американские. И никаких споров на этот счет вести не буду. В военное время свобода слова отменяется, все комментарии не по тене, а тема это терапия рака, будут убираться не читая.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив