Мятежная клетка. Рак, эволюция и новая наука о жизни

Аль-Лазикани и ее коллеги использовали эту карту, чтобы сражаться с раком наиболее изощренным способом, подбирая такие лекарства, которые могли бы поразить достаточное количество разных целей и загнать болезнь в угол. Этот подход был протестирован в Институте исследования рака с использованием почти пятидесяти различных типов раковых клеток кишечника, выращенных в лаборатории. Комбинации двух таргетных методов лечения, каждый из которых воздействует на разные центры передачи сигналов, было достаточно, чтобы на некоторое время подавить рост клеток, но в конечном итоге все клетки выработали устойчивость к каждой паре лекарств. Тем не менее ни одна из них не сумела устоять после того, как было добавлено еще одно дополнительное лекарство – препарат, призванный блокировать одну из молекул «выживания», которая предотвращает гибель клеток при их повреждении. Третьей мишенью стала совсем другая часть сети, поражение которой лишит клетки всякой возможности эволюционировать в обход тройной угрозы.

Это важный результат, но от демонстрации того, что какая-то субстанция оказывает влияние на раковые клетки, растущие в пластиковой посуде в лабораторном инкубаторе, до безопасного и эффективного лечения, которое помогает пациентам, лежит долгий путь. Что еще хуже, большинство лекарств, которые начинают применяться в академических или промышленных лабораториях, никогда даже не попадут в руки пациенту. В среднем более девяти из десяти новых методов терапии будет отвергнуто на том или ином этапе трудного путешествия от лабораторного стола к больничной постели, а около половины не покажет никаких преимуществ в клинических испытаниях. При этом, возможно, какие-то из этих препаратов-неудачников даже успеют назвать «чудом» или «прорывом».

С учетом высокой стоимости исследований неудивительно, что компании будут отчаянно стараться обеспечить очередному волшебному лекарству одобрение государственных регуляторов. Для этого достаточно хотя бы малейшего намека на его эффективность. Однако меня поражает, насколько велико количество препаратов, которые проходят весь путь до проверки на людях – добровольно, кстати, тратящих свое время и предоставляющих свое тело для участия в испытаниях, – но при этом либо вообще не работают, либо едва эффективны.

К сожалению, проторенный путь разработки лекарств от клеток сначала к животным (обычно мышам), а потом и к человеку на деле не ведет нас к открытию лучших подходов к лечению. Мы отлично умеем находить новые препараты, которые вылечивают рак у мышей, но очень немногие из них работают должным образом, попав в сложную среду человеческой опухоли. Одно из решений этой проблемы – использовать органоиды: трехмерные «мини-опухоли», выращенные в лаборатории из образцов, взятых у пациентов, и ведущие себя более реалистично, чем раковые клетки, живущие в плоских чашках, или же опухоли, трансплантированные мышам. Сейчас исследователи заняты созданием огромных хранилищ подобных органоидов, генерируемых из всех видов рака, используя их для поиска новых лекарств и их комбинаций, которые помогут решить проблему резистентности.

Еще одна интересная новая технология – «органы на чипе». Это маленькие стеклянные пластины, пронизанные крошечными микрожидкостными туннелями, имитирующими сеть трубок внутри реального органа, вкупе с различными типами человеческих клеток или молекул из соответствующей ткани, некоторыми раковыми клетками и всеми питательными веществами, необходимыми им для выживания. Это, разумеется, синтетическая система, но она гораздо более удобна для манипуляций и измерений, чем мышь (в порядке бонуса прилагается сокращение числа животных, используемых в исследованиях), и обеспечивает платформу для масштабных и технологичных проверок новых методов лечения. Добавьте к этому потенциал трехмерной печати с химическими веществами и клетками для создания тканей или даже изготовление целых органов в лаборатории – и открывающиеся возможности станут еще шире.

Аль-Лазикани надеется, что однажды ей удастся сконструировать микросхему, которая точно воспроизведет органы или даже все тело отдельного пациента, воссоздавая уровни содержания молекул в его крови и добавляя принимаемые им прочие лекарства, например статины, необходимые при высоком уровне холестерина. Затем останется только добавить несколько раковых клеток из его организма и посмотреть, какие комбинации препаратов наиболее эффективны и наименее опасны в плане побочных эффектов.

Есть и другие возможности для расширения «барного шкафчика» онкологии. В 2019 году ученые опубликовали первые результаты перспективного исследования с использованием прецизионных молекулярных ножниц (CRISPR), позволивших вырезать все гены до единого в тридцати различных типах раковых клеток. Специалисты зафиксировали более 6000 случаев, когда было достаточно удаления лишь одного гена, чтобы убить клетки, что в сумме дает 6000 потенциальных новых мишеней для лекарств.