Вирусы – естественное средство для уничтожения раковых клеток любого типа

Для излечения от рака необходимо уничтожить все раковые клетки, где бы они ни оказались в организме пациента. Для этого нужен такой способ лечения, который позволяет решить две задачи: 1) разыскать раковые клетки среди нормальных клеток организма и 2) уничтожить каждую раковую клетку, и при этом не повредить здоровые, т.е.
нормальные клетки.

Оказалось, что есть вирусы – «онколитические». Они способны распознавать и размножаться в раковых клетках, вызывая их гибель, а в нормальных – нет.

Что такое вирус, или вирусная частица – вирион? Самый простой вирус состоит из молекулы ДНК или РНК, окруженной оболочкой из белка. Оболочка, окружающая нуклеиновую кислоту, называется капсидом, а нуклеиновая кислота, покрытая этой оболочкой, – нуклеокапсидом.

Таким образом, вирус – это комплекс молекул и вне клетки абсолютно инертный, так как в нем не происходит никаких химических реакций. То есть это не живое существо. Это полный паразит клеток. У него есть только генетическая программа производства своих копий, т.е. дочерних вирусов, и он использует ресурсы «клетки-жертвы» для этого.

Вирусы делят на несколько групп в зависимости от вида нуклеиновой кислоты – РНК или ДНК; характера цепочки нуклеотидов – линейная, кольцевая, одинарная или двойная; строения капсида и др.

Гены вируса управляют синтезом своих ферментов для репликации вируса, а также белков – для сборки новых, т.е. дочерних вирусных частиц.

Жизненный цикл вируса – его размножение, начинается после проникновения вируса в живую клетку, т.е. после инфицирования ее. Попав в летку, вирус подчиняет ее аппарат своим нуждам, «подменяя» ДНК клетки своей ДНК или РНК и этим заставляет клетку синтезировать вместо нужных ей веществ, свои части – нуклеиновую кислоту и белок. Затем эти части объединяются, образуя множество новых, т.е. дочерних вирусных частиц, которые, разрушив клетку, покидают ее. По выходе из клетки они проникают в соседние клетки, и так вызывают различные инфекции.

На поверхности каждого типа клетки есть белки, присутствующие на любой клетке, а есть уникальные, характерные только для этого типа. Это белки- рецепторы.

На поверхности вируса определенного семейства имеется уникальный для него покровный белок. В «клетку-жертву» может проникать лишь тот вирус, который имеет покровный белок, комплементарный белку-рецептору этой клетки. В таком случае вирус своим покровным белком соединяется с рецептором. Происходит процесс эндоцитоза, и образуется везикула, окруженная мембраной клетки с вирусом внутри. Везикула втягивается в цитоплазму клетки, там разрушается и вирусная частица направляется к ядру клетки. Через пору ядра вирусная частица впрыскивает в него свою ДНК. Аппарат клетки переключается на синтез копий генома вируса и его белков; из этих частей происходит сборка новых, т.е. дочерних вирусов. Под напором множества новых вирусов клетка разрушается, вирусы высвобождаются в окружающую среду и заражают другие клетки, процесс повторяется.

На свойствах вируса – проникать в живую клетку и, размножаясь в ней, убивать ее, основано уничтожение раковых клеток. Для проникновения вируса в раковые клетки ученым удалось генетически модифицировать его так, чтобы он разыскивал только раковые клетки, проникал в них, но не повреждал здоровые клетки.

Первое доказательство, что вирус может стать ценным инструментом для уничтожения раковых клеток, появились в 1912 г. Тогда один итальянский гинеколог сделал сообщение о регрессии рака шейки матки у женщины от вакцины из ослабленной формы вируса бешенства.

Позднее для уничтожения раковых клеток применили вирус, вызывающий у домашних птиц болезнь Ньюкасла.

Было замечено, что вирус более охотно инфицирует раковые клетки, чем нормальные.

Еще позднее в литературе стали появляться сообщения о связи между вирусной инфекцией и наступлением ремиссии у больных раком.

В 1970-80-х гг. в нашей стране проф. М.К. Ворошилова пыталась разрушать раковые клетки с помощью вируса. Для этого она использовала препарат ЖЭВ – живой энтеровирусной вакцины в виде микстуры для перорального применения. Но результаты почему-то оказались «неопределенными и метод в практике не закрепился».

В деталях способы использования вирусов для уничтожения раковых клеток начали разрабатываться в конце 1990-х гг. учеными из США – Ф. Маккормик (F. McCormik) и независимо от него Д. Хендерсон (D.R. Henderson).

Они использовали штамм аденовируса, который вызывает у человека острую респираторную инфекцию. Этот аденовирус имеет линейную двунитчатую ДНК. В отличие от ретровируса он не интегрирует свою ДНК в геном инфицированной клетки, а значит, не может трансформировать эту клетку в раковую. Его гены работают в клетке лишь ограниченное время.

Чтобы проникнуть в живую клетку – нормальную или раковую и успешно там размножаться, аденовирус должен преодолеть защиту – белок р53 гена wt53. Этот белок обнаруживает любые изменения в ДНК клетки, вызванные мутацией или проникновением вируса в клетку. Заметив изменение ДНК или вирус, белок р53 прекращает деление клетки или даже вызывает ее апоптоз, чтобы мутация или опасный вирус не распространились в ее потомках.

Аденовирус имеет гены, кодирующие белки Е1В и Е1А, обезвреживающие р53. Инфицировав клетку, вирус продуцирует эти белки, например, белок Е1В, который «прилипает» к белку р53, инактивируя его. Этим он выключает ген wt53, поэтому апоптоз зараженной клетки не происходит, и вирус размножается.

Ученые разработали два способа уничтожения раковых клеток аденовирусами.

Первый способ. Аденовирус модифицируют так, чтобы он избирательно инфицировал и разрушал раковые клетки, не повреждая нормальные клетки.

У аденовируса на белковой оболочке имеется 12 выростов. Они обеспечивают связывание вируса с белком-рецептором на поверхности раковой клетки.

Штаммы аденовируса легче связываются с рецепторами нормальных клеток, чем раковых клеток. Поэтому целью ученых было создание аденовируса, который бы связывался только с раковыми клетками.

Для этого авторы используют адапторные молекулы, которые присоединяются к выростам на аденовирусе как «вилка к штепсельной розетке». Адапторной молекулой могут быть: моноклональное антитело, молекула фактора роста или соединения, которые избирательно связываются со специфическими

белками-рецепторами на поверхности раковых клеток. Такие аденовирусы инфицируют только раковые клетки, не затрагивая здоровые клетки.

Когда такой аденовирус распознает раковую клетку, он прикрепляется к ней и проникает в нее с помощью эндоцитоза. В ней он многократно реплицируется, что создает множество новых, т.е. дочерних вирусов. Клетка не выдерживает напора вирусов и разрушается, а вирусы выходят наружу и инфицируют другие раковые клетки (Рис.1).

Второй способ. В нем предусматривается создание аденовируса, который может проникать и в нормальные клетки, но его ДНК реплицируется только в раковой клетке. Для этого в геном аденовируса рядом с геном репликации вируса встраивают опухолеспецифический промотор. Промотор – это регуляторный участок гена, отвечающий за частоту включения гена. Для включения промотора в раковой клетке есть белки, а в нормальной клетке – нет.

Поэтому ген репликации вируса включается только в раковой клетке.



В результате в раковой клетке при размножении вируса образуется также множество дочерних вирусов. От этого раковая клетка разрушается на части, а вирусы попадают в окружающую среду. Теперь эти вирусы инфицируют другие раковые клетки, и таким же путем разрушают их. Нормальные клетки тоже инфицируются, но вирус в них не размножается «и не причиняет им вреда» (Рис.2).

Примеры использования вирусов для уничтожения раковых клеток

1. В половине клеток рака разного типа ген wt53 белка р53 имеет мутации или инактивирован. В такой клетке нет белка р53 или его функции нарушены, поэтому в ней подавлен апоптоз. В такой раковой клетке аденовирус будет размножаться, а значит разрушать ее.

Ученым с помощью мутаций удалось создать штамм аденовируса Ade12, несущего делецию фрагмента гена белка EIB. Такой вирус не может реплицироваться в нормальных клетках, но активно реплицируется в р53-дефектных раковых клетках. Это выяснено в культуре нормальных и р53-дефектных рако вых клетках пациента, воздействуя на них таким вирусом.

Аденовирус Ade12 является перспективным для проведения дальнейших исследований его онколитических свойств. Планируется изучение его свойств при введении в раковую опухоль на бестимусных мышах, которым привиты такие клетки от пациента.

2. Более подробно об использовании штамма аденовируса, лишенного гена белка EIB, для этой цели дано в работе акад. Г.П. Георгиева с соавторами (2003) при анализе ими данных Zahng J.Y.

В р53-дефектных раковых клетках аденвирус может размножаться, не синтезируя белок EIB, – блокатор апоптоза. Для проверки этого ученые создали штамм аденовируса, у которого был удален ген белка EIB. Такой вирус не мог размножаться в нормальной клетке, но размножался в клетках, в которых мутирован или инактивирован ген р53. В опытах на мышах с привитыми клетками рака введение такого аденовируса привело к уничтожению раковых клеток. В настоящее время начаты испытания этого метода на пациентах, первые результаты «обнадеживающие».

К выросту на белковой оболочке аденовируса присоединяется адапторная молекула

Рис. 1.

К выросту на белковой оболочке аденовируса присоединяется адапторная молекула

(рис. и цит. по: Д. Неттелбек и Д. Карел, 2004).

С помощью адапторной молекулы аденовирус связывается с рецептором на поверхности раковой клетки



Рис. 2.

С помощью адапторной молекулы аденовирус связывается с рецептором на поверхности раковой клетки

(рис. и цит. по: Д. Неттелбек и Д. Ка- рел, 2004).

3. Ф. Маккормик (F. McCormik) и его группа (США) получили штамм аденовируса – «ONYX-015» без генов белков EIB и EIА. Такие дефектные вирусы могут проникать только в раковые р53-дефектные клетки. Они способны проникать в раковые клетки и «взрывать» их изнутри, как это обычно делают вирусы.

Этот вирус уже испытан на пациентах. Из 19 пациентов, страдающих от рака в области головы и шеи, получивших небольшие дозы этого аденовируса, у 6 – опухоли уменьшились вдвое и даже больше, у 5 – перестали расти. Аденовирус пациентам вводился в опухоль, а также через кровь.

Д-р Д. Сце применил этот вирус для лечения пациентов при других локализациях рака. Он также отметил явное уменьшение опухолей в размерах. Но главное, считает ученый, заключается в другом. Анализы крови показали либо

значительное уменьшение количества белков-маркеров, выделяемых раковыми клетками, либо их полное отсутствие.
«Это показывает, – сказал доктор Д. Сце, – что хотя опухоли и видны на экране компьютерного томографа, их клетки либо умирают, либо уже мертвы».

4. В США для уничтожения раковых клеток используется также вирус ONYX-4II. Его действие также основано на особенностях раковой клетки: у многих типов раковой клетки пациентов подавлен синтез белка рRb, ответственного за апоптоз. Вирус ONYX-4II «атакует раковые клетки, не воздействуя на здоровые клетки», т.е. не причиняя вреда.

Ученые убедились в условиях in vitro в разрушительном действии вируса на раковые клетки. Как полагают, он «очень эффективен при лечении рака молочной железы, простаты, головного мозга и шеи». Исследователи в дальней- шем будут проводить дополнительные тесты. «Если все подтвердится, и ONYX-4II действительно окажется безопасным для человека, то, вероятнее всего, в недалеком будущем стоит ожидать внедрения нового терапевтического метода. Это будет фактически революция, поскольку можно будет отказаться от лучевой и химиотерапии, которые наносят вред организму, в пользу более безопасного способа». (Источник: Утро.ру, 2000.)

5. Американские ученые решили уничтожать раковые клетки генетически-измененным вирусом СПИДа.

И. Чен (I. Chen) и его коллеги из университета Калифорнии в Лос- Анджелесе (2005) сумели генетически изменить вирус иммунодефицита человека и «научили» его уничтожать раковые клетки. За счет отсутствия частей, вызывающих заболевание, вирус стал безопасным для организма.

Чтобы сделать вирус безвредным, ученые лишили его внешней оболочки, а сердцевину ВИЧ они поместили в «конверт» или «одежку» от другого вируса, называемого sindbis. Если настоящий ВИЧ ищет в организме клетки иммунной системы, то видоизмененный распознает раковые клетки.

Исследователи запрограммировали вирусный пакет так, чтобы он «нападал» на определенный белок на поверхности раковой клетки – на р-гликопротеин, который мешает обычным лекарствам, используемым в противораковой терапии, взаимодействовать с клеткой: выбрасывает лекарство из клетки наружу в процессе лечения.

Ученые смогли настроить свою систему так, чтобы она нацелилась на любой заданный белок, расположенный на поверхности клетки. И. Чен и его коллеги продемонстрировали успешную «наводку» приблизительно на дюжину различных молекул.

«Люди могли бы спросить, не страшно ли использовать ВИЧ как терапию, – рассказывает мистер И. Чен. – Но в действительности мы полностью удалили 80% вируса. Так что теперь он – только курьер».

Ученые рассматривают возможность использовать его для лечения от рака. Для этого необходимо ввести в вирус ген, который заставит его убивать раковые клетки. При этом вирус будет служить носителем для нужного гена – именно отсутствие такого носителя тормозит в настоящее время генотерапию рака. В вирус можно ввести, например, «ген смерти» – bах. Ученые также вставили флуоресцентный белок светлячка в свой сконструированный вирус, чтобы отследить его продвижение и убедиться, что он взаимодействует именно с раковыми клетками.

Как показали опыты с мышами, больными меланомой, – рак кожи, клетки которого дали метастазы в легкие, модифицированный ВИЧ передвигался по кровеносным сосудам в легкие, где внедрялся в клетки рака. По словам д-ра Дж. Вокса (Dj. Vassaux) из Британского института исследования рака, впервые найден потенциальный носитель для гена, который доставил бы его прямо к цели – раковым клеткам.

И. Чен намерен провести «еще много проверок нового метода генотерапии, прежде чем перейти к испытаниями на людях».

Как видно, для уничтожения раковых клеток ученые разных стран используют различные вирусы, генетически модифицируя их. Это понятно, так как распространение раковых клеток в окружающие здоровые ткани, так и в различные органы очень сходно с распространением бактерий при бактериальных инфекциях, а так же вирусов путем включения в них определенных генов. Отсюда и вытекает антимикробный принцип уничтожения раковых клеток у любого пациента. Одним из таких методов является вирусотерапия.

Использование генетически модифицированных вирусов для уничтожения раковых клеток любого типа – это новое средство лечения рака. Такие вирусы, в отличие, от лекарств стандартной химиотерапии сами отыскивают каждую раковую клетку в организме пациента, и избирательно уничтожают все раковые клетки, не повреждая здоровых клеток.

Внедрившись в одну раковую клетку, вирус превращает ее в «фабрику» по производству таких же вирусов. Затем, как пишет Д. Кирн (D. Kirn, 2002), «дети» этих вирусов атакуют новые раковые клетки, и в итоге все раковые клетки уничтожаются.

Мишенью для вируса является сама раковая клетка и не имеет значения, какие генетические причины вызвали ее образование из нормальной клетки. Такой метод уничтожения раковых клеток с помощью вируса может стать панацеей для излечения от рака любого типа раковой клетки.

Но безопасны ли «вирусы-лекарства» для уничтожения раковых клеток? Часто в качестве «лекарств» для уничтожения раковых клеток используют модифицированные аденовирусы. У многих пациентов – участников испытаний, вирусная инфекция не вызывала никаких побочных эффектов. Но организм пациента может быть инфицированным природным аденовирусом. В таком случае в организме пациента могут быть антитела к аденовирусу, например.

Ученые продолжают поиск безопасных форм аденовирусов. В странах, где уже используются модифицированные вирусы для лечения рака, проводится тщательное тестирование всех пациентов до и после инфузии вируса. Это необходимо, чтобы вовремя выявить патологическую реакцию. Так что опасения такого рода есть, несмотря на все преимущества уничтожения раковых клеток вирусами.

Разработка новых естественных средств уничтожения клеток рака на основе генетически модифицированных вирусов будет продолжаться (Д. Неттелбек, Д. Карел, 2004).

6. Новый метод уничтожения раковых клеток объединяет вирусы с клетками иммунной системы (S.H. Thorne et al., 2006).

Авторы пишут, что «проблема излечения от рака стара как мир, но до сих пор неразрешена». Причина в том, что «раковые клетки мало, чем отличаются от нормальных клеток того же типа».

Из этого и недостаток современных методов лечения рака – отсутствие их селективности. Лучевое и лекарственное лечение убивает не только раковые, но и нормальные клетки тканей и органов, что приводит к серьезным побочным эффектам. «Наши шансы на успех в лечении рака могут быть повышены, если мы будем селективно убивать клетки рака».

Одним из методов может быть – «обучение» клеток иммунной системы распознавать «специфические антигены на поверхности раковых клеток». Однако, только некоторые типы раковых клеток «способны синтезировать подоб- ные антигены и в очень небольших количествах». Это значительно усложняет их распознавание клетками иммунной системы.

В таких случаях можно использовать вирусы с повышенной специфичностью к раковым клеткам – онколитические вирусы. Они способны распознавать и разрушать раковые клетки (лизис – от греч. lysis «разложение, распад») и могут быть выделены из природных источников. Их умение распознавать кон- кретную мишень можно повысить методами генной инженерии.

Наша иммунная система не способна отличить полезный вирус от вредного и препятствует использованию таких вирусных векторов в качестве средств лечения.

Вирусный вектор – это вирус, модифицированный генно-инженерным методом так, что он либо синтезирует или не синтезирует определенный белок.

После внутривенного введения вирусов в организм только малая часть их достигает раковых клеток-мишеней, а большинство вирусов блокируется клетками иммунной системы и антителами.

Многие вирусы будут прикреплены к клеткам крови и эндотелию сосудов, часть удалена из крови или нейтрализована иммунной системой, только малая часть вирусов достигнет клеток-мишеней, но «не сможет прикрепиться и заразить раковые клетки» (Рис. 3).

Эффект внутривенного введения онколитического вируса можно значительно усилить, если вирусы «спрятать внутри клеток иммунной системы (CIK)». Такие клетки не будут заблокированы иммунной системой или удалены из крови. При этом лимфоциты, несущие вирус, «способны узнавать, специфически прикрепляться и лизировать клетки ракового эндотелия, этим облегчая проникновение онколитического вируса внутрь опухоли» (Рис.4).

Проф. Стиве Торн (S.H. Thorne, 2006) и соавторы пишут, что защитные антивирусные барьеры иммунной системы ими были преодолены, используя собственные Т-лимфоциты для доставки вируса к раковым клеткам. Предварительно они заражали эти лимфоциты вирусом вакцинии. Этот вирус из группы поксивирусов и обладает онколитическими свойствами.

Т-лимфоциты способны уничтожать раковые клетки, узнавая на их поверхности специфические молекулы – лиганды стресса. Лиганды стресса – это молекулы, которые располагаются на поверхности клеток, подвергшихся стрессу – повышенная температура или воспаление, но их также обнаруживают на поверхности раковых клеток разного типа. Лиганды стресса на раковых клетках

обнаруживаются чаще, чем «раковые антигены».

Барьеры для онколитического вируса после введения его в организм внутривенно



Рис. 3.

Барьеры для онколитического вируса после введения его в организм внутривенно

(рис. и цит. по: S.H. Thorne et al., 2006).

Преодоление барьеров, если вирусы спрятаны внутри клеток иммунной системы



Рис. 4.

Преодоление барьеров, если вирусы спрятаны внутри клеток иммунной системы

(рис. и цит. по: S.H. Thorne et al., 2006).

Использование Т-лимфоцитов связано еще с тем, что их можно легко размножать в питательной среде с добавлением специальных антител и факторов роста – цитокинов и «загружать» вирусом вакцинии.

В экспериментах на мышах, больных раком, авторы продемонстрировали:

1) в течение 48 часов после внутривенного введения лимфоцитов с вирусом, большинство вирусов локализуется «в районе раковой опухоли»;

2) у 75% подопытных животных единственной внутривенной инъекции было «достаточно для полного регресса раковых опухолей»;

3) введение только вируса или только лимфоцитов увеличивало срок жизни контрольных мышей, но не вылечивало их от рака.

Применение этого метода в клинической практике потребует множество инъекций. Не ясно, «как иммунная система человека будет реагировать на многократные введения лимфоцитов и вируса, и каковы возможные побочные эф- фекты». Это вопросы, на которые ученым еще необходимо ответить.
Задать вопрос врачу онлайн
<< | >>
Источник: А.И.Рукавишников. Азбука рака. 2007

Еще по теме Вирусы – естественное средство для уничтожения раковых клеток любого типа:

  1. Стволовые клетки – естественное средство поиска и уничтожения раковых клеток
  2. Вакцина на основе дендритных клеток для поиска и уничтожения раковых клеток
  3. Нарушения в передаче сигнала к делению в раковой клетке: но- вые мишени для уничтожения раковых клеток
  4. Вакцины – основное средство поиска и уничтожения раковых клеток
  5. Апоптоз и пути его применения для уничтожения раковых клеток
  6. Вакцина на основе «гена tag7» для уничтожения раковых клеток и профилактики их возникновения
  7. Средства, подходящие для любого типа кожи
  8. Участие гемопоэтических клеток костного мозга в процессе мета- стазирования: новые мишени диагностики метастазов раковых клеток и их уничтожения
  9. ДНК-вакцина – новый способ поиска и уничтожения раковых клеток
  10. Ксеновакцина – метод профилактики возникновения раковых клеток и их уничтожения
  11. РНК-вакцина – новый способ поиска и уничтожения раковых клеток
  12. Методы уничтожения раковых клеток
  13. Клеточный цикл. Молекулы-регуляторы клеточного цикла открывают пути к диагностике и уничтожению раковых клеток
  14. Белковый чип для диагностики раковых клеток первичной опухоли и микрометастазов по сыворотке крови пациента
  15. Методы для ранней диагностики раковых клеток
  16. ДНК-чип для диагностики раковых клеток первичной опухоли и микрометастазов по плазме крови от пациента
  17. Ангиогенез и лимфангиогенез и их ингибирование для подавле- ния пролиферации раковых клеток первичного рака и метастазов
  18. «Малые интерферирующие РНК» – «выключатели» гена и сред- ство для ингибирования пролиферации раковых клеток
  19. МЕХАНИЗМ УНИЧТОЖЕНИЯ РАКОВОЙ ОПУХОЛИ ЯДОМ