Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Две группы исследователей независимо и одновременно показали, что некоторые клетки раковой опухоли при делении могут образовывать особые специализированные клетки. Эти специализированные клетки включаются в микроокружение родительских, синтезируют и секретируют белки, обеспечивающие рост и прогрессию опухоли. Полученные результаты могут стать основой для разработки новой стратегии лечения рака.

Развитие раковой опухоли в общих чертах напоминает развитие многоклеточного организма. Но таких процессов, как регуляция деления клеток, их узкая специализация, формирование тканей и органов, не наблюдается.

Тем не менее, ранее было показано, что опухоли свойственна гетерогенность и наличие клеток со свойствами стволовых клеток нормальных тканей — стволовых раковых клеток (см. Доказано существование раковых стволовых клеток, «Элементы», 29.10.2012).

Клетки со свойствами стволовых найдены также в самостоятельно возникших и трансплантированных раковых опухолях. Но данных о свойствах и функционировании этих стволовых раковых клеток и особенно окружающей их ниши в раковых опухолях человека еще мало.

Кроме того, опухоли и ее различным клеткам присущи неодинаковая устойчивость к терапевтическим средствам, а также различное участие в прогрессии опухоли. Сигнальные пути и клетки, которые обеспечивают рост опухоли, а также формирование в ней различных типов клеток, изучены пока недостаточно.

«Обычные» стволовые клетки играют ключевую роль в образовании органов и тканей. При их делении одна из дочерних клеток сохраняет свойства и функции стволовой, а другая уходит в дифференцировку.

Процессы деления, сохранения свойств стволовых клеток и направления в дифференцировку контролируются внешними сигнальными факторами, которые продуцируют и секретируют окружающие клетки. Среди этих факторов важную роль играют сигнальные липопротеины семейства Wnt.

Они обеспечивают сигнальные пути, контролирующие множество биологических процессов — и при развитии организма, и в зрелом состоянии. Нарушения сигнальных путей Wnt вызывают различные патологические проявления, в том числе рак.

Для существования и функционирования клетки, ответственные за развитие раковых опухолей, нуждаются в специфическом микроокружении, которое называют нишей. В двух исследованиях, результаты которых опубликованы одновременно в журнале Nature (T. Тammela et al., 2017.

A Wnt-producing niche drives proliferative potential and progression in lung adenocarcinoma и J. S. Lim et al., 2017.

Intratumoural heterogeneity generated by Notch signalling promotes small-cell lung cancer), расшифрованы механизмы, посредством которых клетки опухоли строят себе ниши и обеспечивают прогрессию рака.

Туомас Таммела (Tuomas Tammela) с коллегами исследовал роль Wnt в развитии аденокарциномы легких (АКЛ; см.: Adenocarcinoma of the lung). Это заболевание является одной из самых частых причин смерти от рака. Известно, что в ~30% случаев АКЛ связана с мутациями, активирующими онкогены KRAS. Эффективной терапии против таких АКЛ нет.

В экспериментах на мышах ранее было показано, что сигнальный путь Wnt важен для инициации и прогрессии раков легких, связанных с мутациями генов Kras и Braf. При прогрессии АКЛ и формировании ее метастазов у человека наблюдаются активация сигнального пути Wnt и подавление активности негативных регуляторов этого пути.

Недавно было показано, что факторы роста клеток R-спондины (Rspo) активируют сигнальный путь Wnt через рецепторы, содержащие обогащенные лейцином повторы, сопряженные с белком G (leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptors), — Lgr4, Lgr5 и Lgr6 (см. W. de Lau et al., 2014. The R-spondin/Lgr5/Rnf43 module: regulator of Wnt signal strength).

Известно, что Lgr5 является специфическим маркером стволовых клеток многих эпителиальных тканей и аденом кишечника.

Группа Таммелы выделила раковые клетки АКЛ мышей и получила из них in vitro культуры органоидов — трехмерных сфероидных микроструктур, напоминающих органы. Обработка сфероидов белками Rspo1 и/или Wnt3а значительно увеличивала количество сфероидов и содержание в них делящихся клеток.

Активировалась также общая пролиферация клеток сфероидов. И наоборот, подавление сигнального пути Wnt с помощью химического соединения LGK974 (ингибитора поркупина) резко ограничивало пролиферацию сфероидов.

Поркупин — это фермент, присоединяющий липидный компонент к белку Wnt, что переводит Wnt в активную форму (рис. 2).

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Аналогично действовали shRNA (short hairpin RNA — короткие РНК, образующие шпильки), подавляющие экспрессию гена поркупина, или антагонист Wnt DKK1. Введение мышам LGK974 сильно подавляло развитие раковых опухолей (рис. 3).

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Далее Таммела и его коллеги показали, что в АКЛ и мышей, и человека опухоль гетерогенна и также состоит по крайней мере из двух субпопуляций клеток. В одной субпопуляции клеток в ответ на Wnt активируется его сигнальный путь и экспрессируется белок Lgr5, свойственный стволовым клеткам.

Клетки другой субпопуляции характеризуются подавленным делением, но активно экспрессируют Wnt и фермент поркупин. По всей видимости, именно они являются функционально наиболее важными элементами ниши.

В экспериментах по прослеживанию судьбы и превращений Lgr5+-клетки с помощью введенного в нее гена флюоресцирующего белка на АКЛ мышей было показано, что популяция, продуцирующая поркупин, происходит от клеток, экспрессирующих Lgr5 (рис. 4).

При подавлении активности поркупина экспрессия генов сигнального пути Wnt подавлялась, и количество клеток опухоли существенно уменьшалось.

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

С целью локализовать клетки опухоли, экспрессирующие Lgr5, и клетки, способные продуцировать Wnt, на срезах опухолей провели комбинированное иммуноокрашивание поркупина, Lgr5 и некоторых других белков с помощью узнающих их антител, меченых различными флюоресцирующими красителями.

Авторам удалось показать тесный контакт стволовых клеток АКЛ в опухолях человека с клетками ниши — продуцентами поркупина (рис. 5). В результате введения мышам ингибитора поркупина в опухолях АКЛ подавлялась активность генов пути Wnt; количество клеток в этих опухолях сильно сокращалось.

Следовательно, клетки-продуценты поркупина служат в опухолевой нише источником Wnt, активирующего его сигнальный путь в активно делящихся клетках опухоли.

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Взаимодействие различных клеток опухоли, найденное у модельных мышей, может быть свойственно и АКЛ человека. Известно, что в ряде опухолей и мышей, и человека по сравнению с нормальными тканями усилена экспрессия Wnt5а и Wnt7b. Это соответствует предположению о том, что указанные белки играют ключевую роль в развитии и прогрессии рака.

Ранее было показано, что клетки, образующие нишу стволовых клеток слизистой оболочки кишечника, происходят от Lgr5+ стволовых клеток. Эти клетки ниши продуцируют Wnt и «питают» им стволовые клетки, создавая условия для существования и функционирования стволовых клеток, поддерживающих гомеостаз (см.

Уничтожение раковых стволовых клеток приостанавливает рост опухоли, но не убивает ее, «Элементы», 01.06.2017). Результаты работы Туомаса Таммелы и коллег показывают, что система такого типа участвует в развитии раковой опухоли. Они дают ответ на вопрос, как поведение раковых стволовых клеток контролируется сигнальным путем Wnt.

Полученные данные позволяют предположить, что стратегия, направленная на блокирование сигнальных путей, обеспечивающих функции стволовых клеток опухоли и их ниши, может быть применена для эффективной терапии рака.

Рецепторы белков семейства Notch, как и Wnt, тесно связаны с определением судьбы клетки в процессе развития и поддержании состояния ткани. Механизм сигнального пути Notch сравнительно прост.

В результате связывания молекулы белка Notch с ее лигандом отщепляется внутриклеточный участок белка, который как фактор регуляции транскрипции активирует экспрессию генов сигнального пути Notch. Роль Notch в развитии рака неоднозначна.

Известно, что активация этого сигнального пути в одних случаях может приводить к стимуляции роста опухоли, в других — к ее подавлению.

Цзину Лиму (Jing Shan Lim) и коллегам удалось объяснить противоположность некоторых ролей Notch. Мелкоклеточный рак легких (МКРЛ), с которым работали эти исследователи, происходит от нейроэндокринных клеток, с предшественниками которых Notch взаимодействует в процессе развития легких эмбриона.

Активация пути Notch направляет дифференцировку этих предшественников по не-нейроэндокринному пути. Инактивирующие мутации генов NOTCH найдены во многих случаях МКРЛ человека. Поэтому считалось, что этот путь подавляет опухоли. Но оказалось, что все не так однозначно.

Авторы показали, что при активации Notch в культивируемых клетках МКРЛ мышей и человека до 50% нейроэндокринных клеток переключаются на не-нейроэндокринный путь развития. Такие клетки начинают очень медленно расти, что согласуется с подавляющей опухоль функцией Notch.

Но в то же время эти клетки не только становятся медленно растущими, резистентными к терапевтическим средствам, но и активно продуцируют и секретируют фактор роста белок мидкин (см. Midkine), которым они «питают» нейроэндокринные клетки, способствуя их ускоренному делению и прогрессии опухоли (рис. 6).

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Таким образом, опухоли МКРЛ формируют себе микроокружение, способствующее их росту. Существенным для разработки новых подходов к терапии МКРЛ представляется экспериментальный факт, свидетельствующий о том, что подавление пути Notch в комбинации с применением терапевтических препаратов подавляло рост опухолей (рис. 7) и отдаляло возникновение рецидивов.

Читайте также:  Кишечная палочка – причины и симптомы кишечной палочки

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Результаты рассмотренных работ ставят много новых вопросов, на которые еще предстоит ответить. Возможно, раковые опухоли используют для собственных потребностей механизмы регенерации повреждений нормальных тканей.

Как сигнальные пути Wnt и Notch взаимодействуют в процессах онкогенеза? В какой мере способность раковых клеток строить себе ниши с помощью Wnt и Notch может быть свойственна другим ракам? В общем же следует ожидать, что описанные неожиданные находки в области биологии рака в ближайшее время станут предметом активных исследований.

Источники: 1) Tuomas Tammela et al. A Wnt-producing niche drives proliferative potential and progression in lung adenocarcinoma // Nature. 2017. V. 545. P. 355–359. 2) Jing Shan Lim et al.

Intratumoural heterogeneity generated by Notch signalling promotes small-cell lung cancer // Nature. 2017. V. 545. P. 360–364. 3) Meritxell Huch & Emma L. Rawlins. Cancer: Tumours build their niche // Nature. 2017. V. 545. P.

 292–293. (Синопсис к обсуждаемым статьям.)

Вячеслав Калинин

«Биомикроботы»: российские учёные создали наночастицы с антителами к белкам раковых опухолей

Коллектив молодых российских исследователей синтезировал «биомикроботов» — наночастицы с антителами к белкам раковых опухолей, предназначенные для онкодиагностики и терапии.

При попадании в кровь они способны точечно находить и помечать особыми маркерами больные клетки. Наночастицы могут «работать в живом организме за счёт органических оболочек, которые защищают их от окисления и деградации в агрессивных средах.

Исследования продолжаются, научный коллектив готовится к выходу на доклинический этап разработки.

Молодые учёные НИТУ «МИСиС» и РНИМУ им. Пирогова создали «биомикроботов». Это гибрид магнитных наночастиц и антител к белкам раковых клеток, который поможет в диагностике и терапии онкологических заболеваний. Об этом сообщается в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Такие гибридные частицы выполняют роль маркеров: при попадании в кровь они способны обнаруживать раковые клетки, находить и помечать различные макромолекулы в живых тканях организма для дальнейшей визуализации, сообщают учёные.

Для этого наночастицы были особым образом соединены с антителами специфических белков раковых опухолей. Учёные сначала синтезировали с помощью термического разложения наночастицы оксида железа однородной формы размером 40—50 нм. Затем их модифицировали молекулами, производными от нейромедиатора дофамина, который может вырабатывать организм.

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

  • Разработка предназначена для точного диагностирования и дальнейшей визуализации патологических клеток, а также для множества других медицинских задач
  • © НИТУ «МИСиС»

На следующем этапе поверхность частиц покрыли вязким органическим полимером полиэтиленгликолем для создания защитной оболочки и присоединили к ним антитела с люминесцентным красителем. В результате удалось получить «биомикроботов» с органическими оболочками, выполняющими защитные функции.

«Магнитные наночастицы могут «работать» в живом организме не сами по себе, а за счёт органических оболочек, которые защищают их от окисления и деградации в агрессивных средах, а также повышают гидрофильность поверхности и снижают цитотоксичность», — рассказала автор работы, аспирант лаборатории биомедицинских наноматериалов НИТУ «МИСиС» Анна Иванова.

Учёные отмечают, что их разработка в первую очередь предназначена для точного диагностирования и дальнейшей визуализации патологических клеток, которые способны значительное время себя не обнаруживать, затягивать развитие заболевания и приводить к его переходу в поздние стадии.

Также по теме

Японские учёные создали клетки, убивающие рак «Фантастически интересные свойства»: российский учёный о новых материалах и технологиях

Человечество обязательно перейдёт к новому технологическому укладу, в котором значительную роль будет играть контролируемый синтез…

«Если к стабилизированному покрытию наночастиц прикрепить определённые маркеры, такие как белки, ферменты и антитела, они будут нацеливать наночастицы в кровяном русле на специфические мишени. Например, будут прикрепляться к рецепторам на поверхности раковых клеток», — пояснила Анна Иванова.

По мнению Ивановой и её коллег, помимо диагностики, «биомикроботы» могут использоваться для адресной доставки лекарств, лечения с помощью гипертермии, в качестве контрастных агентов при магнитно-резонансной томографии (МРТ) и для механического воздействия на организм с помощью магнитного поля.

Как сообщает научный коллектив, работа над «биомикроботами» продолжается. В настоящее время учёные готовятся к проведению первых доклинических исследований.

Японские ученые предложили использовать наночастицы для лучевой терапии

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

В Киотском университете предложили использовать
в лучевой терапии особые наночастицы, которые убивают раковые клетки
за три дня. Этот способ гораздо эффективнее, чем простая лучевая терапия,
утверждают разработчики.

Японцы исследуют
возможности применения наночастиц в терапии рака почти 15 лет. «Наш
материал — ​это наночастицы на основе диоксида кремния, которые
доставляют противоопухолевые препараты в раковые клетки и там
разлагаются микроорганизмами, высвобождая лекарство, — ​рассказал «Лаб.

СР» один из авторов исследования, профессор Фуюхико
Таманои. — ​Совсем недавно мы разработали способ доставки в опухоль
элементов с высоким содержанием гадолиния и йода.

Рентгеновское
облучение гадолиния, золота и серебра при одновременном воздействии йода
вызывает фотоэлектрический эффект и приводит к высвобождению
электронов, которые могут повредить ДНК раковых клеток и уничтожить их».

Ученые и раньше
предпринимали попытки использовать фотоэлектрический эффект в лучевой
терапии рака, но получалось не слишком эффективно. Секрет
японцев — ​в новом материале, из которого делают
наночастицы.

Они назвали его IPO (йодсодержащий пористый диоксид кремния)
и продемонстрировали, что он хорошо поглощается опухолью, а под
облучением вызывает двухцепочечные разрывы в ДНК. Авторы работы рассеивали
наночастицы через сфероиды — ​искусственно выращенные 3D-ткани,
содержащие несколько раковых клеток.

30-минутное воздействие рентгеновскими
лучами с энергией 33,2 кэВ привело к полному разрушению сфероидов
в течение трех дней. Следующий шаг — ​проверка на ­мышах.

«Мы продолжаем
совершенствовать метод, — ​говорит Фуюхико Таманои. — ​Пытаемся
организовать доставку реагента йода прямо в ядро раковой клетки, к ее
ДНК, чтобы разрушать опухоль еще быстрее и эффективнее».

По словам ученого, чтобы новый
подход получил широкое распространение в больницах, необходимо разработать
компактные генераторы рентгеновского излучения с определенным уровнем
энергии. «Такие работы в мире ведутся, и мы надеемся, что подобные
аппараты станут доступны в ближайшем будущем», — ​отметил Фуюхико
Таманои.

Есть интересная история?

Рак уничтожили при помощи наночастиц и рентгена

ТАСС, 30 сентября. Исследователи из Японии, США и Вьетнама создали наночастицы, которые генерируют пучки электронов при облучении почти безобидным для организма рентгеновским излучением. Их можно использовать для «точечного» уничтожения раковых опухолей. Об этом ученые говорят в статье, которую опубликовал научный журнал Nature Communications.

«Наша методика позволит нам очень выборочно усиливать эффект от действия рентгеновского излучения на опухоль. Это ликвидирует главный недостаток современной лучевой терапии — очень небольшая часть ионизирующего излучения попадает в само новообразование», — рассказал один из авторов исследования Котаро Мацумото из Киотского университета (Япония).

На эту тему

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Относительно недавно и зарубежные, и отечественные исследователи начали изучать, как можно использовать наночастицы для борьбы с раком и другими болезнями. Эти опыты показали, что их можно применять двумя путями. С одной стороны, наночастицы могут очень избирательно доставлять токсины или другие опасные вещества в опухоль или очаг инфекции, не затрагивая здоровые ткани. 

При этом другие типы наночастиц могут играть роль «киллера» раковых клеток или микробов сами по себе.

Такие наночастицы проникают внутрь них или прикрепляются к ним и служат «мишенью» для иммунитета, заставляя его клетки убивать опухоль или бактерий, или же на них наводится излучение лазера или магнитные поля. Частицы поглощают их энергию, разогреваются и в буквальном смысле «выжигают» новообразование.

Троянский конь для рака

Мацумото и его коллеги нашли новое применение для этих наночастиц, воспользовавшись тем, что некоторые редкоземельные элементы, такие как гадолиний, могут поглощать рентгеновские лучи в очень узкой части спектра. При облучении подобной формой рентгена они начинают вырабатывать пучки электронов высоких энергий, которые могут разрушать ДНК, белки и другие жизненно важные молекулы на небольшом расстоянии от гадолиния.

С другой стороны, раковые клетки благодаря высокой скорости метаболизма и различным нарушениям в работе их генов очень активно поглощают любые наночастицы и скапливают их внутри себя. Это, как предположили ученые, позволяет использовать гадолиний и рентгеновские лучи для очень точечного и безопасного уничтожения раковых опухолей.

Руководствуясь этой идеей, японские исследователи и их коллеги из Вьетнама и США синтезировали полые сферы из кремния и заполнили их гадолинием. Они ввели наночастицы в питательную среду, где жили раковые клетки, которых извлекли из опухоли яичников. Когда те поглотили наносферы, ученые облучили их пучком жесткого рентгеновского излучения.

Для того, чтобы все раковые клетки погибли через два дня после начала эксперимента, хватило всего 60 минут облучения.

Другие формы рентгеновских лучей при этом никак не влияли на их жизнедеятельность и не приводили к массовой гибели клеток.

Читайте также:  Кислородный ингалятор - обзор и инструкция к устройству

Эта особенность наночастиц, как объясняет Мацумото, позволит пациентам одновременно проходить лучевую терапию и использовать рентген в других медицинских целях.

Аналогичных результатов ученые достигли в опытах на миниатюрных «заготовках» опухолей, которые были выращены из таких же клеток. Все это, по словам медиков, оставляет большие надежды на то, что подобный подход позволит сделать лучевую терапию гораздо более эффективной и безопасной для пациентов уже в самое ближайшее время.

Ученые "расшифровали" раковые клетки и обещают революцию в лечении — BBC News Русская служба

  • Николай Воронин
  • Корреспондент по вопросам науки

7 февраля 2020

Японские учёные создали клетки, убивающие рак

Автор фото, Science Photo Library

Международная команда ученых впервые полностью расшифровала генетическую информацию 38 видов раковых клеток, составив исчерпывающий каталог мутаций ДНК, приводящих к развитию онкологических заболеваний.

Беспрецедентное по масштабу исследование «Анализ полного генома всех видов рака» (PCAWG) заняло более 10 лет. В работе приняли участие около 1300 генетиков из 37 стран, а ее результаты были опубликованы в четверг сразу в двух десятках научных журналов.

По словам самих ученых, причины возникновения рака можно сравнить с пазлом, состоящим из 100 тысяч кусочков. До сегодняшнего дня мы пытались собрать общую картину, имея на руках лишь каждый сотый фрагмент, и лишь теперь можем взглянуть на нее целиком.

«С помощью собранной информации о происхождении и развитии опухолей мы можем разработать новые способы ранней диагностики рака, более направленные методы терапии — и лечить пациентов с большим успехом», — заявил член координационного комитета PCAWG Линкольн Стайн.

Русская служба Би-би-си коротко (в 100 словах) и чуть подробнее (в 500 словах) объясняет, в чем суть этой беспрецедентной работы и как она может произвести революцию в онкологии.

Причина любого рака — мутации в ДНК. Однако ученым мало известно о том, где именно и почему происходит поломка генетического кода, ведущая к возникновению раковой опухоли.

Участники проекта PCAWG полностью расшифровали генетическую информацию раковых клеток почти 2800 пациентов, страдающих от 38 разных видов онкологических заболеваний.

В результате было сделано несколько десятков открытий — от количества и точного расположения так называемых драйверных мутаций (то есть ведущих к развитию опухоли) до неожиданных генетических совпадений у раковых клеток различных тканей.

В том числе выяснилось, что предрасположенность к некоторым видам рака может сформироваться за несколько десятилетий до постановки диагноза — иногда в детском возрасте.

Рак — это не одно заболевание, возникающее в разных органах, а общее название для двух сотен различных болезней, протекающих по одной и той же схеме. Одна из клеток ткани мутирует — и начинает быстро и бесконтрольно делиться, формируя опухоль.

Поломка происходит на генном уровне, но до сегодняшнего дня, пытаясь понять ее возможные причины, ученые в основном анализировали лишь «полезную ДНК» — ту часть генома, в которой закодированы белки и которая составляет лишь около 2% всей наследственной информации.

Оставшаяся часть генетического кода, известная как «мусорная ДНК», не вызывала особого интереса, поскольку заключенная в ней информация не отвечает за производство белков — строительных материалов клетки — и вообще долгое время считалась рудиментарной (то есть накопившейся в процессе эволюции, но утратившей полезные функции).

Термин «мусорная ДНК» был введен около 50 лет назад и позже признан не вполне корректным, когда обнаружилось, что некоторые фрагменты «бесполезного» генома выполняют другие важнейшие функции для поддержания жизни клетки.

Было решено расшифровать генетическую информацию раковых клеток целиком, чтобы отследить и изменения в некодирующих генах.

В результате ученые обнаружили тысячи генетических мутаций и описали более 80 процессов, ведущих к поломке генетического кода. Одни из них вызваны возрастными изменениями, другие передаются по наследству, третьи могут быть связаны с вредными привычками или диетой.

Одно из главных открытий состоит в том, что один и тот же вид рака могут вызывать абсолютно разные наборы мутаций. В клетках рака легких было обнаружено до 100 тысяч мутировавших генов, а в некоторых образцах детского рака мутации можно было пересчитать по пальцам.

«Самое удивительное открытие — это то, насколько сильно раковый геном одного пациента отличается от генома раковых клеток другого», — заявил член координационного комитета PCAWG Питер Кэмпбелл.

Однако были выявлены и неожиданные совпадения — например, одна и та же драйверная мутация может привести к развитию рака груди у женщин или рака простаты у мужчин. А значит, методы лечения, разработанные для рака груди, могут оказаться эффективными и в лечении рака простаты.

Некоторые сделанные открытия дают возможность значительно более ранней диагностики заболевания — в частности, выяснилось, что некоторые виды рака начинают формироваться на генетическом уровне задолго до развития опухоли, иногда за несколько лет или даже десятилетий.

«Это показывает, что у нас есть намного больше возможностей раннего вмешательства [в ситуацию], чем мы думали раньше», — уверяет Кэмпбелл.

Кроме того, составленный по итогам исследования каталог мутаций поможет избежать постановки неверного диагноза, что иногда случается из-за совпадения симптомов разных видов заболевания.

Однако в 5% образцов раковых клеток вообще не было выявлено драйверных мутаций — а это значит, что точное место критической поломки генетического кода еще предстоит установить.

«Если мы поймем, что происходит с нашими здоровыми органами по мере старения, что заставляет мутации накапливаться, почему некоторые клоны бесконечно размножаются, а некоторые угасают, как на этот баланс влияет образ жизни — тогда мы сможем придумать способы раннего вмешательства, чтобы предотвратить или замедлить развитие неизлечимых видов рака», — заключает профессор Кэмпбелл.

Японским ученым удалось создать раковую стволовую клетку

В четверг в Японии обнародованы итоги длительных исследований, во время которых ученым удалось впервые в истории вырастить искусственную стволовую клетку рака.

Над проектом работала группа ученых под руководством Такаси Аои из Университета Кобе. Как сообщается, в результате одного из экспериментов исследователям удалось вырастить стволовую раковую клетку толстой кишки, использовав технологию создания искусственных стволовых клеток-iPS.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells — iPS), которые могут превращаться в клетку любого органа, выращиваются из клеток человеческой кожи при помощи внесения изменений в генную структуру.

В раковую клетку толстой кишки ученые внедрили гены OCT3/4, SOX2 и KLF4 и через 10 дней вырастили из нее клетки, 5% из которых превратились в раковые. Как показали эксперименты на мышах, пересадка этих клеток в толстую кишку приводит к развитию злокачественных опухолей.

Исследования механизма способности раковых клеток к быстрому росту и воспроизведению продвигаются медленными темпами. Это обусловлено тем, что в руки ученых крайне редко попадают живые раковые стволовые клетки, которые, как убеждены исследователи, и отвечают за быструю регенерацию и рост злокачественных опухолей.

Возможность производства этих клеток в лаборатории открывает большие возможности для их изучения и, как следствие, создания более эффективных препаратов для борьбы с болезнью.

Большое количество научных исследований, темой которых становятся онкологические заболевания, легко объяснимы, ведь рак — одно из самых распространенных заболеваний и одна из главных причин смертности на планете.

Онкологические заболевания ежегодно уносят жизни почти 8 млн человек.

Читайте также:  Рак сердца – причины, признаки, симптомы и лечение рака сердца, сколько живут?

При этом Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в своем недавнем докладе предупредила о существенном росте числа онкобольных в ближайшем будущем.

Если верить прогнозам ВОЗ, то в ближайшие 20 лет число онкобольных будет увеличиваться на 22 млн. человек в год. Как отмечали эксперты, такая динамика приведет к росту смертности от рака, которая достигнет 13 млн. человек.

Ученые не бездействуют и беспрестанно ищут лекарство от страшной болезни, о чем регулярно сообщают СМИ. Так, в апреле британские ученые заявили о своем намерении открыть «новую эру» в борьбе против рака. Уже этим летом исследователи намерены начать тестирование «революционных» препаратов, которые должны помочь найти персональные методы лечения рака.

Убийца рака — Ученые создали способный уничтожать любые раковые клетки вирус

Стало известно о создании революционного лекарства от рака: речь идет о рукотворном вирусе, который появился благодаря экспериментам с вирусом коровьей оспы. Он способен убивать клетки злокачественных новообразований.

Не исключено, что ученым наконец удалось совершить прорыв в области лечения онкологических заболеваний – есть основания считать, что было создано универсальное лекарство от рака.

Сенсационную новость объявил американский онколог Юман Фонг.

Это лекарство — смертоносный для злокачественных клеток искусственно разработанный вирус, который был получен специалистами из австралийской биотехнологической компании Имуген путем модернизации вируса коровьей оспы.

Возможный «киллер» опухолей получил название CF33. В ближайшей перспективе новую разработку испытают на людях – Фонг планирует впервые применить ее на пациентах из Австралии.

В ходе испытаний CF33 будут заражены пациенты с раком груди, легких, желудка, мочевого пузыря и кожи. При этом вирус введут непосредственно в опухоли.

После этого планируется опробовать лекарство на пациентах, у которых диагностировано одновременно несколько видов рака.

Удачные испытания

Профессор Фонг настроен позитивно: этому способствуют результаты лабораторных испытаний вируса, который в процессе исследований смог уничтожить злокачественные клетки 60 различных видов.

Подопытные животные, на которых использовали вирус, также выздоравливали — вирус справлялся с самими разными видами опухолей, но не наносил вреда им самим. Какое действие окажет это мощное биологическое оружие на людей, пока неизвестно. Оценить его эффективность и безопасность можно будет только после тестов.

Однако в успех заставляют верить и предыдущие достижения коллег Фонга в области создания противоопухолевых препаратов. Так, например, некоторое время назад специалисты осуществили модернизацию вируса герпеса, приспособив его к уничтожению одного из самых опасных и агрессивных видов рака – меланомы.

Американские ученые-онкологи, в свою очередь, сделали важные шаги в борьбе с раком мозга, модернизировав вирус простуды. Оба препарата в данный момент находятся на этапе испытаний, и есть информация, что в некоторых случаях им удалось воздействовать на опухоли.

Что касается CF33, его главная особенность состоит в том, что он может использоваться для лечения любых опухолей и предназначен для того, чтобы «взрывать их изнутри». Поэтому, если испытания пройдут успешно, можно говорить о том, что человечество наконец получило лекарство от рака.

Как объяснил профессор Фонг, вирус коровьей оспы был выбран для создания чудо-препарата не случайно. Еще в 1922 году врачи обратили внимание, что у людей, которые были привиты от бешенства вакциной, сделанной на основе возбудителя коровьей оспы, замедлялся рост злокачественных новообразований.

Закономерные сомнения

Тем не менее, имеются и те, кто воспринимает известие о лекарстве от всех видов рака весьма скептически. По мнению придерживающихся такой позиции людей, вряд ли вирус, оказавшийся в человеческом теле, будет столь такой же высокой эффективностью, как и в лабораторных условиях.

Они не исключают, что вирус уничтожит или ослабит иммунная система, которую не так просто «отключить», а также опасаются, что препарат может вызвать какие-либо непредсказуемые последствия, которые будут еще более страшными, чем рак. Так, скептики вспоминают кинокартину «Я легенда» с Уиллом Смитом в главной роли.

Согласно ее сюжету, врачам удалось разработать лекарство от рака, в основу которого также лег вирус, и большинство людей на планете оказалось им заражено и превратилось в настоящих монстров. Конечно, такой исход больше годится для фантастического фильма и маловероятен в реальной жизни, но кто знает, что может произойти.

Впрочем, профессор Фонг уверяет, что вирус коровьей оспы совершенно точно безвреден для людей, как и его вариация, подвергшаяся генетическим изменениям.

Рак пятится назад: Ученые создали «платформу» для уничтожения раковых клеток

Прорыв в области технологий диагностики и лечения онкологических заболеваний удалось совершить российско-немецкой коллаборации химиков, физиков и биологов.

Ученые впервые показали, что гибридный наноматериал на основе частиц магнетита и золота способен стать универсальной «платформой» как для обнаружения раковых клеток в любом месте организма, так и для адресной доставки лекарств в клетки.

Новое средство дает возможность в ближайшие годы создать и внедрить совершенно новое поколение лекарств для лечения злокачественных опухолей.

Результаты проведенного исследователями фундаментального исследования на стыке физики, химии, биологии и медицины опубликованы в одном из самых рейтинговых научных журналов — Nature Scientific Reports.

«Междисциплинарной коллаборации ученых под руководством заведующего лабораторией „Биомедицинские наноматериалы“ НИТУ „МИСиС“, к.х.

н Максима Абакумова удалось разработать „платформу“ для одновременной диагностики и терапии онкологических заболеваний, — говорит ректор НИТУ „МИСиС“ Алевтина Черникова.

— Объединение диагностики и терапии на клеточном уровне — так называемая тераностика — считается сегодня одним из самых перспективных направлений в медицине. Задача ученых — научиться обнаруживать патогенные клетки на самой ранней стадии заболевания».

Если пометить патогенные клетки магнитными наночастицами, то их можно будет диагностировать с помощью магнито-резонансной томографии (МРТ) и уничтожать адресно доставляемым лекарством или магнитным полем, вызывающим нагрев и распад раковой клетки.

«Нам удалось соединить наночастицы золота (Au) и магнетита (Fe3O4) в такой гибрид, который и магнитными свойствами обладает, и лекарство на себе способен нести, — рассказал руководитель исследования заведующий лабораторией „Биомедицинские наноматериалы“ НИТУ „МИСиС“ Максим Абакумов. — Получилась такая „наногантель“, которая способна стать платформой — универсальной основой — тераностики будущего, и в нашей работе мы это показали. Важно отметить, что исключительные магнитные свойства наночастиц, обеспечивающие их эффективность как контрастных препаратов для МРТ, были обнаружены и исследованы коллегами из Германии под руководством д-ра Ульфа Видвальда. Профессор был приглашен в НИТУ „МИСиС“ в рамках программы повышения конкурентоспособности ведущих российских университетов 5-100».

Созданный учеными наногибрид был испытан не только in vitro — вне живого организма, на клеточной культуре, — но и in vivo — на лабораторных мышах с привитыми опухолями.

«В статье рассмотрена модель опухоли молочной железы мыши и показана возможность доставлять гибридные частицы Fe3O4-Au в опухоль загруженными противоопухолевым препаратом доксорубицином, — добавляет соавтор работы, инженер лаборатории биомедицинских наноматериалов НИТУ „МИСиС“ Мария Ефремова. — Внутри опухоли препарат высвобождается, и оказывает свое терапевтическое воздействие».

На место доксорубицина в «наногантель» можно поместить практически любой препарат, и именно это делает созданный гибрид идеальной платформой для обнаружения опухолевых клеток и доставки в них лекарства: предлагавшиеся ранее методы годились только для отдельных видов лекарств и только определенных типов раковых клеток. Такая универсальность позволяет надеяться на появление нового поколения средств лечения злокачественных опухолей уже в самые ближайшие годы.

По оптимистичным прогнозам автором исследования, на доклинические испытания метода удастся выйти буквально через два-три года, и еще столько же времени придется поработать до начала клинических испытаний на реальных больных. Впрочем, концепция тераностики пока еще нигде в мире не воплощена в клинической практике, и российские ученые находятся в этой области на самом переднем ее крае.

«Тераностика как научная дисциплина сегодня развивается чрезвычайно быстро, — отмечает руководитель Центра персонализированной онкологии при Первом МГМУ им. Сеченова Марина Секачева. — Предложенная коллегами „платформа“ демонстрирует впечатляющую и разноплановую эффективность в лабораторных условиях, однако, ей предстоит ещё довольно долгий путь до пациента».

Марина Секачева считает, что на этом пути врачи должны оказать работникам фундаментальной науки максимальную практическую поддержку и работать с ними в непрерывном контакте.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector