Outlive: The Science and Art of Longevity

То, что рак силен, не означает, что он непобедим. В 2011 году два ведущих исследователя рака по имени Дуглас Ханахан и Роберт Вайнберг определили два ключевых признака рака, которые могут привести - и уже привели - к новым методам лечения, а также потенциальным способам снижения риска развития рака. Первым таким признаком является тот факт, что многие раковые клетки имеют измененный метаболизм, потребляя огромное количество глюкозы. Во-вторых, раковые клетки обладают удивительной способностью ускользать от иммунной системы, которая обычно выслеживает поврежденные и опасные клетки, такие как раковые, и направляет их на уничтожение. Эту вторую проблему Стив Розенберг и другие ученые пытаются решить уже несколько десятилетий.

Метаболизм и иммунный надзор волнуют меня, потому что они оба являются системными, что является необходимым условием для любого нового лечения, направленного на борьбу с метастатическим раком. Они оба используют особенности рака, которые потенциально более специфичны для опухолей, чем просто бешеная репликация клеток. Но ни метаболический, ни иммунный подходы к лечению рака не являются чем-то новым: упорные исследователи закладывали основу для прогресса в обеих этих областях на протяжении десятилетий.

Метаболизм рака

Как вы уже, наверное, догадались, мы склонны считать рак в первую очередь генетическим заболеванием, вызванным мутациями неизвестной причины. Очевидно, что раковые клетки генетически отличаются от нормальных человеческих клеток. Но в течение последнего столетия или около того несколько исследователей изучали еще одно уникальное свойство раковых клеток - их метаболизм.

В 1920-х годах немецкий физиолог Отто Варбург обнаружил, что раковые клетки обладают странным прожорливым аппетитом, поглощая глюкозу в сорок раз быстрее, чем здоровые ткани. Но эти раковые клетки не "дышали", как нормальные клетки, потребляя кислород и производя много АТФ, энергетической валюты клетки, через митохондрии. Скорее, они использовали другой путь, который клетки обычно используют для получения энергии в анаэробных условиях, то есть без достаточного количества кислорода, как, например, при спринтерском беге. Странно, что раковые клетки прибегали к этому неэффективному метаболическому пути, несмотря на достаточное количество кислорода.

Это показалось Варбургу очень странным выбором. При нормальном аэробном дыхании клетка может превратить одну молекулу глюкозы в тридцать шесть единиц АТФ. Но в анаэробных условиях то же количество глюкозы дает только две единицы АТФ. Это явление было названо эффектом Варбурга, и даже сегодня одним из способов обнаружения потенциальных опухолей является введение пациенту радиоактивно меченной глюкозы, а затем проведение ПЭТ-сканирования, чтобы увидеть, куда перемещается большая часть глюкозы. Области с аномально высокой концентрацией глюкозы указывают на возможное наличие опухоли.

В 1931 году Варбург был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие важнейшего фермента в электронно-транспортной цепи (ключевой механизм производства энергии в клетке). К моменту его смерти в 1970 году о странной причуде метаболизма рака, которую он открыл, практически забыли. Открытие структуры ДНК Джеймсом Уотсоном, Фрэнсисом Криком, Морисом Уилкинсом и Розалиндой Франклин в 1953 году вызвало сейсмический сдвиг парадигмы не только в исследованиях рака, но и в биологии в целом.

Как пишет Уотсон в 2009 году в своей статье в New York Times: "В конце 1940-х годов, когда я получал докторскую степень, главными героями биологии были биохимики, которые пытались выяснить, как образуются и расщепляются промежуточные молекулы метаболизма. После того как я и мои коллеги открыли двойную спираль ДНК, главными собаками биологии стали молекулярные биологи, чья основная роль заключалась в выяснении того, как информация, закодированная в последовательностях ДНК, используется для создания нуклеиновых кислот и белковых компонентов клеток".

Однако почти через сорок лет войны с раком Уотсон убедился, что генетика не является ключом к успешному лечению рака. "Возможно, нам придется отказаться от расшифровки генетических инструкций, лежащих в основе рака, и перейти к пониманию химических реакций внутри раковых клеток", - писал он. По его мнению, настало время начать поиск методов лечения, направленных не только на генетику, но и на метаболизм рака.