<<
>>

Стволовые клетки – естественное средство поиска и уничтожения раковых клеток

При раке его клетки способны проникать в окружающие здоровые ткани и распространяться по различным органам, где создают новые очаги рака – ме- тастазы.

Если рак возникает из одной раковой стволовой клетки, то излечение его немыслимо без уничтожения всех его раковых стволовых клеток- потомков в организме пациента.

Для уничтожения каждой раковой клетки прежде требуется ее найти среди множества нормальных клеток тканей, да еще разного типа клеток.
Ясно, что это сделать чрезвычайно трудно, так как организм взрослого человека состоит из 5•1013–14 клеток.

Но оставление даже одной раковой стволовой клетки где-то в организме пациента после лечения любыми методами приведет к раку в этом месте.

Лечением рака медики занимаются уже все века, так как рак, как болезнь, возникла с появлением человека.

Только теперь выяснено, что раковая клетка – это эпигенетически измененная стволовая клетка ткани или нормальная клетка ткани, ставшая прежде стволовой. А это открыло новые возможности для поиска и уничтожения раковых клеток у пациента.

Любая травма или болезнь – не что иное, как повреждение клетки или клеток вплоть до их гибели. Для того чтобы ткань выполняла свои функции в организме, ее погибшие или дефектные клетки должны быть заменены новыми клетками. Но это под силу только стволовым клеткам. Не зря эволюция создала

«вкрапления» стволовых клеток в тканях органов и склад «запчастей» в виде стволовых клеток в костном мозге, – гемопоэтические и стромальные или мезенхимальные клетки. Основная функция стволовых клеток – замещать погибшие клетки в тканях организма на молодые клетки.

Стволовые клетки в тканях взрослого организма называются региональными клетками. Они используются для замены погибших клеток только в данном месте и для данного типа ткани. Стромальные же клетки костного мозга предназначены для замещения погибших клеток ткани в любом месте организма.

Общее свойство к миграции раковых и стволовых клеток давно вызывало интерес у многих ученых.

Известно, что пока в ткани нет повреждения, стволовые клетки находятся в состоянии покоя. Но как только в какой-то ткани возникает повреждение, им поступает химический сигнал, и они мигрируют в место повреждения. Они способны найти любое повреждение и на месте его дифференцируются в клетки того типа, что погибли, и замещают их.

Способность клеток к миграции в «нужное» место – в свою стволовую «нишу» или место повреждения обозначается термином «хоуминг» (от англ. home – дом). Он обусловлен химическими сигналами, исходящими из «нужного» места, воспринимаемыми клетками, имеющими рецепторы к ним и способ-

ностью клеток к хемотаксису.

Р. Ланца и Н. Розенталь (2004) в опытах на мышах обнаружили, что от поврежденной клетки поступает химический сигнал стволовой клетке, направляющий ее к месту повреждения. Сигналом оказался белок – инсулиноподобный фактор роста (IGF-1). Это молекула-лиганд, к ней на поверхности стволовой клетки имеется рецептор. Стволовая клетка по такому сигналу способна мигрировать и находить поврежденную клетку в тканях.

Оказалось, что в раковой клетке также включается ген белка IGF-1, его воспринимают стволовые клетки, что заставляет их мигрировать и находить раковые клетки в тканях различных органов.

В настоящее время открыт еще фактор SDF-1 – stromal-derived factor, и изучается его роль в хоуминге гемопоэтических стволовых клеток.
Он продуцируется стромальными клетками костного мозга и «удерживает» эти клетки в своей стволовой нише. В последнее время SDF-1 активно изучается как фактор хоуминга и миграции раковых клеток в процессе метастазирования.

Фактор IGF-1 и SDF-1 действуют как маяки, вызывающие стволовые клетки для замены в ткани погибших или умирающих клеток. Если раковая клетка вызывает на себя миграцию стволовой клетки, значит для нее она дефектная клетка.

Но раковая клетка – это клетка-организм из стволовой клетки. Изменения в ее геноме делают ее более жизнеспособной, чем любая нормальная клетка ткани.

Открытие факторов хоуминга стволовых клеток к раковой клетке впервые открывает естественный, а поэтому может быть идеальный, путь для преодоления сразу двух основных проблем в онкологии: поиск каждой раковой клетки в организме пациента и уничтожение всех раковых клеток. Именно без решения этих проблем рак до сих пор остается смертельной болезнью, за исключением редких случаев.

Каждая из двух проблем может быть решена с помощью самих стволовых клеток:

- первая проблема: поиск в организме разрозненных раковых стволовых клеток; их способны находить сами стволовые клетки на основе молекулярного механизма – IGF-1 на раковой клетке, а рецептор к нему на стволовой клетке; то же касается и CDF-1, рецептор его – CXCL4 имеется на раковой клетке;

- вторая проблема: уничтожение всех раковых стволовых клеток в организме пациента стволовыми клетками; для этого требуется ввести в геном стволовой клетки специальный ген – ген белка «Tag7» или гены других цитокинов – IL12, фактора некроза опухоли. Продукты этих генов, т.е. белки, будут передаваться стволовыми клетками раковым клеткам, вызывать иммунный ответ организма и уничтожать их.

К настоящему времени учеными разработан ряд методов поиска и уничтожения раковых клеток в опытах на лабораторных животных.

1. И. Снайдер и его группа (2000) из Бостона (США) произвели опыты на мышах, которым были привиты раковые клетки глиомы от человека в ткань мозга. Для лечения они взяли стволовые нервные клетки, инъецировали их в разные места мозга, «затронутые или незатронутые» раковыми клетками. Было обнаружено, что стволовые нервные клетки мигрировали в область глиомы.

У ученых возник вопрос, не притягиваются ли они к местам, пораженным раковыми клетками. Опыты показали, что «именно так дело и обстоит». Через несколько дней стволовые клетки мигрировали сквозь здоровые ткани, и даже те стволовые нервные клетки, которые вводились в хвост.

В случае, когда стволовые клетки инъецировали в центр глиомы, «то они наоборот начинали перемещаться к краю опухоли, где обычно останавливались и закреплялись». Более того, они преследовали также раковые клетки, отделившиеся от первичной глиомы. Ученые сделали вывод, что свойство стволовых клеток можно использовать для прицельной доставки в раковые клетки лекарств или специальных генов, которые могли бы уничтожать раковые клетки.

Для этой цели можно вводить в стволовую клетку ген смерти, например, ген bax или ген какого-либо токсичного белка.

И. Снайдер и его группа признаются, что «результаты опытов превзошли все наши ожидания, – стволовые нервные клетки буквально оседлали раковые клетки и гнались за ними с другого полушария мозга»

2. Джон Ю (John Yu, 2003) и его группа из медицинского центра в Лос-Анджелесе провела лечение рака мозга – глиомы в опытах на мышах.

Стандартное лечение глиом включает в себя – хирургическое удаление опухоли с последующей лучевой терапией или химиотерапией. Но как при любом раке, группы клеток и отдельные раковые клетки «практически всегда распространяются по незараженной области мозга, создавая очаги новых опухолей». По статистике, в среднем, после установления диагноза и лечения стандартными методами, пациенту остается жить не больше года.

Клетки глиомы подавляют местную иммунную активность. Поэтому ученые забирали стволовые нервные клетки у эмбрионов мышей и модифицировали их, – в них вводили ген интерлейкина-12. Такие клетки начинают синтезировать и секретировать стимулирующее иммунную систему вещество, способствующее уничтожению раковых клеток. При этом клетки глиомы становятся более доступными для воздействия СД4 В-лимфоцитов и СД8 Т-лимфоцитов, которые уничтожают все чужеродное в организме.

Мышам заранее в область головного мозга привили клетки глиомы, из них возникла опухоль мозга. Лечение проводилось путем впрыскивания стволовых нервных клеток прямо в опухоль. Мыши с опухолью, которым вводили препарат, прожили гораздо дольше, чем мыши контрольной группы. У одной трети опытных мышей даже развился длительный иммунитет к глиоме.

Из работ по применению стволовых нервных клеток ученые знали, что такие клетки способны распознавать мигрирующие раковые клетки. Однако, было не ясно, как они это делают.

Группа Дж. Ю обнаружила инъецированные стволовые клетки, как в самой опухоли, так и в мелких очагах, рассеянных по всему мозгу подопытных мышей. Для объяснения этого, ученые ввели стволовые клетки в противоположное от опухоли место мозга и обнаружили, что они мигрировали в область глиомы. Этим ученые доказали, что раковые клетки подают сигнал стволовым клеткам и привлекают их на себя.

Через 3 мес. после первого опыта, выжившим мышам ученые пересадили дополнительно свежие раковые клетки. Спустя 120 дней все мыши, перенесшие первую операцию для инъекции модифицированных нервных стволовых клеток, остались живы. Это указывает на развившийся у них длительный иммунитет. Контрольная же группа мышей вся погибла через 30 дней.

По мнению авторов, результаты лечения глиомы мозга у животных «оправдывают надежды на успешное лечение таким методом пациентов, страдающих от этой опухоли».

В заключение ученые отметили, что результаты опытов «расширяют границы возможностей применения такого рода лечения для доставки разнообразных протеинов в клетки опухоли», и «они счастливы, что их работы с мышами способны возглавить новое лечение для людей с глиомами».

3. Проф. М. Андреефф и его группа (2004) из Центра рака Техасского университета в Хьюстоне заявили, что стволовые клетки, кроме того, что являются средством для регенерации поврежденных клеток, могут также уничтожать раковые клетки. Опыты на мышах показали, что стволовые клетки могут нести протеины, смертельные для раковых клеток, – они уничтожают их, оставляя при этом здоровые клетки нетронутыми.

Он и его группа впервые применили мезенхимальные стволовые клетки в качестве носителя иммунного белка – альфа-интерферона. Опытным мышам были привиты раковые клетки разного типа от опухолей человека. В мезенхимальные стволовые клетки в культуре, они ввели ген белка альфа-интерферона, помогающего иммунной системе уничтожать раковые клетки. Эти клетки ввели в кровеносное русло мышей с опухолями.

Инъекции этого препарата сильно замедляли рост опухолей: нескольких видов лейкемий, меланомы кожи и их метастазы в тканях легких, эффективно воздействовали на рак легких и рак молочной железы; процент излечения от рака яичников составил 70%.

По словам проф. М. Андрееффа, самое важное открытие состоит в том, что генетически измененные мезенхимальные стволовые клетки могут мигрировать к раковым опухолям и продуцировать там противоопухолевые агенты, в частности, альфа-интерферон.

Оказалось, что раковые клетки, как и поврежденные клетки, посылают сигнал, привлекающий стволовые клетки. Только на поврежденные клетки они воздействуют, замещая поврежденные клетки нормальными клетками, а опухоль только укрепляют соединительной тканью.

Теперь, считают ученые, способность мезенхимальных стволовых клеток «можно использовать с пользой». Разработки специфических средств доставки лекарственных препаратов в «очаг болезни», в частности рак, ведутся давно.

Выбор мезенхимальных стволовых клеток в качестве средства доставки лечебного компонента – «идеальный, как для лечения первичного рака, так и метастазов из его клеток». Эффект наблюдается тогда, когда стволовые клетки интегрируются в микросреду раковой опухоли. Важность открытия в том, что мезенхимальные клетки оказались способными целенаправленно перемещаться из костного мозга или крови в опухоль и производить противораковые агенты

«только локально там, где находятся опухоли или клетки метастазов», – заявил проф. М. Андреефф.

Ученый А. Кривонос, отметил, что «до него не была описана способность стволовых клеток находить раковые клетки, перемещаться к ним и встраиваться в саму опухоль или в ее микроокружение. Именно эту способность стволовых клеток и использовал проф. М. Андреефф».

С помощью генной инженерии мезенхимальные стволовые клетки были превращены в «самонаводящиеся боеголовки», синтезирующие «боевое отравляющее вещество» для раковых клеток.

Ученые считают, что в случае подтверждения результатов исследования в дополнительных опытах, такой подход может стать основой перспективного метода лечения не только рака, но и других болезней.

Обнаруженное свойство стволовых клеток – интенсивная их миграция к раковым клеткам и их распознавание, можно использовать для прицельной доставки к ним лекарственных препаратов, а также специальных генов, которые могут через свой продукт – белки, уничтожать раковые клетки.

«В перспективе развитие технологии с использованием стволовых клеток позволит коренным образом пересмотреть привычные сегодня методы лечения рака», – считают ученые.

Принцип излечения от рака: «найди и уничтожь» все раковые стволовые клетки в организме, – необходимое условие для излечения от рака, идеальным средством для этого могут стать стволовые клетки.
Задать вопрос врачу онлайн
<< | >>
Источник: А.И.Рукавишников. Азбука рака. 2007 {original}

Еще по теме Стволовые клетки – естественное средство поиска и уничтожения раковых клеток:

  1. Вакцины – основное средство поиска и уничтожения раковых клеток
  2. Вирусы – естественное средство для уничтожения раковых клеток любого типа
  3. Вакцина на основе дендритных клеток для поиска и уничтожения раковых клеток
  4. ДНК-вакцина – новый способ поиска и уничтожения раковых клеток
  5. Нарушения в передаче сигнала к делению в раковой клетке: но- вые мишени для уничтожения раковых клеток
  6. РНК-вакцина – новый способ поиска и уничтожения раковых клеток
  7. Участие гемопоэтических клеток костного мозга в процессе мета- стазирования: новые мишени диагностики метастазов раковых клеток и их уничтожения
  8. Ксеновакцина – метод профилактики возникновения раковых клеток и их уничтожения
  9. Методы уничтожения раковых клеток
  10. Вакцина на основе «гена tag7» для уничтожения раковых клеток и профилактики их возникновения
  11. Апоптоз и пути его применения для уничтожения раковых клеток
  12. Клеточный цикл. Молекулы-регуляторы клеточного цикла открывают пути к диагностике и уничтожению раковых клеток
  13. Канцерогенез из стволовой клетки ткани: молекулярные причины
  14. Протеом клетки – значение для медицины, ранней диагностики раковой клетки и излечения рака
  15. МЕХАНИЗМ УНИЧТОЖЕНИЯ РАКОВОЙ ОПУХОЛИ ЯДОМ
  16. Индукция реверсии раковых клеток в нормальные – путь их ликвидации
  17. Метастазирование раковых клеток: молекулярные причины и пути предотвращения
  18. ПЦР-ММК – метод ранней диагностики раковых клеток