Первая клетка. И чего стоит борьба с раком до последнего

Однако мало уметь отличать больного раком от здорового человека: некоторые опухоли растут так медленно, что их раннее распознавание и агрессивное лечение могут принести здоровью пациента больше вреда, чем если просто позволить опухоли расти. В идеале биомаркер для ранней диагностики рака должен еще указывать и на орган-источник, и на потенциальную агрессивность болезни. Иначе говоря, информация должна иметь практическое значение. Наша конечная цель – распознавать белки, уникальные для опухолевой клетки, поскольку они служат как диагностическим показателем, так и мишенью для лечения. Анализы, позволяющие определить белки в крови – в том числе простатический специфический антиген (ПСА), раковый эмбриональный антиген (РЭА) и СА-125, – доступны уже несколько десятков лет. Они помогают в ранней диагностике, но для еще более ранней диагностики более полное представление, скорее всего, даст набор антигенов, то есть, можно сказать, белковый профиль скрытой опухоли, а не какой-то один белок. Пока что протеомика развита хуже, чем изучение геномов и транскриптомов. На то есть множество причин: это и ошибки при взятии проб, и недостаточно развитая технологическая база, и слабая биоинформатическая поддержка. Чтобы выявлять большие количества белков, нужны антитела с соответствующими четко заданными характеристиками. Для достижения этой цели сейчас доступен новый метод – применение микрочипов с антителами. Крупномасштабных исследований белковых профилей пока не было. В этом нам должна помочь инициатива Cancer Moonshot.

Есть и другой интересный биомаркер – экзосомы. Экзосомы – это микроскопические везикулы, которые отделяются от клеток и попадают в телесные жидкости – кровь, слюну и мочу; они переносят сигналы для межклеточной коммуникации. Их роль в образовании раковых опухолей, свертывании крови и выведении отходов хорошо изучена, и экзосомы служат биомаркерами целого ряда болезней. Их можно извлечь из крови и проанализировать, какой груз они несут. Экзосомы раковых клеток указывают на происхождение этих клеток. Они словно передовой отряд, который отправляют разведывать новые органы, куда рак мог бы распространить свои метастазы. Экзосомы переносят онкогенные белки, РНК, фрагменты ДНК и липиды из злокачественных, раковых клеток-доноров к клеткам-реципиентам органа-хозяина и как вблизи, так и издалека подготавливают микроокружение для укоренения и роста приближающихся раковых клеток. Экзосомы помогают создавать дометастатическую нишу в новых ареалах и обеспечивают прогресс заболевания. Протеомный, транскриптомный и геномный анализ экзосом позволил выявить маркеры, которые могут служить жидкостной биопсией для множества солидных опухолей, в том числе при колоректальном раке, опухолях мозга, злокачественных новообразованиях молочной и предстательной железы. Уже разработаны платформы для клинического применения экзосомной диагностики, обладающие большой пропускной способностью. Создано микроструйное устройство, способное профилировать экзосомные микроРНК. Экзосомная диагностика дает более конкретную информацию по сравнению с другими биомаркерами жидкостной биопсии, поскольку экзосомы стабильнее. И наконец, экзосомы могут служить транспортом для доставки вакцин и лекарств от рака.

Следом за экзосомами, которые подготавливают места для метастазов, идут клетки, испускаемые опухолью в кровоток. Циркулирующие опухолевые клетки можно также выявлять с помощью жидкостной биопсии для ранней диагностики рака. Они тоже служат прогностическими маркерами и помогают отслеживать ответ на терапию и выявлять ранние рецидивы. Технологии наподобие метода выделения эпителиальных опухолевых клеток на основании их размера (ISET) позволяют распознавать даже одну аномальную клетку в кубическом сантиметре крови. Когда эти редкие циркулирующие клетки удается отфильтровать, их изучают при помощи иммунных маркеров и гистохимического окрашивания для дальнейшего определения параметров. Одно исследование показало, что в крови шестисот здоровых добровольцев не было найдено ни одной циркулирующей опухолевой клетки, тогда как у всех больных с диагнозом “рак” применение метода ISET выявило присутствие таких клеток, причем их количество было выше на более поздних стадиях болезни. Когда эти методы будут доработаны и станут еще точнее и специфичнее, отслеживание циркулирующих опухолевых клеток может войти в программу плановой диспансеризации здоровых людей.