Как остановить рак без вреда для здоровых клеток
Конечно, есть специальные ремонтные системы, но у раковых клеток такие системы часто изначально повреждены – ведь и сами злокачественные опухоли возникают из-за неотремонтированных дефектов в геноме. Лекарства и облучение портят ДНК еще сильнее, чтобы даже раковая клетка не смогла выжить.
Однако такие средства повреждают не только раковые, но и здоровые клетки – побочные эффекты от радиотерапии и химиотерапии бывают весьма и весьма тяжелыми. Здесь можно, с одной стороны, попытаться организовать адресную доставку: сделать прибор для облучения, который можно было бы настроить строго на область опухоли, или сделать какие-нибудь частицы с лекарственной начинкой, которые накапливались бы только в злокачественных клетках, высвобождая в них лекарство. С другой стороны, можно пойти иной дорогой и действовать на рак, не разрушая ДНК.
Часто клетки перерождаются в опухолевые оттого, что в них из-за мутаций становятся слишком активны определенные белки – обычно те, что помогают клетке делиться. Одни из самых известных таких белков – KAT6A и KAT6B. Про KAT6A обычно говорят в связи с острым миелоидным лейкозом, KAT6B связан с целым рядом различных опухолей.
Все начинается с того, что из-за хромосомных перестроек гены KAT6A и KAT6B оказываются на чужой хромосоме, где у них нет привычных регуляторов и молекулярных «тормозов» – и в результате они начинают работать с такой силой, с какой не работали на прежнем месте. Смысл же их работы в том, чтобы управлять активностью других генов.
Не вдаваясь в подробности, напомним, что ДНК в клетках всегда находится в комплексе с особыми белками – гистонами. Некоторые участки ДНК сильно упакованы с помощью гистонов и недоступны для молекулярных машин, считывающих генетическую информацию; другие участки ДНК, наоборот, открыты для работы. Есть специальные ферменты, которые химически модифицируют гистоны-упаковщики, так что они то открывают ДНК ко всеобщему доступу, то закрывают. И вот KAT6A и KAT6B как раз открывают для работы те гены, от которых зависит размножение клетки.
Сотрудники Института медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл вместе с коллегами из Мельбурнского университета, Университета Монаша и других научных центров в прошлом пытались выключать сам ген KAT6A, и оказалось, что с выключенным KAT6A больные животные живут в четыре раза дольше.
Но если все-таки не вмешиваться в ДНК? В новой статье, опубликованной в Nature, исследователи описывают два вещества, которые избирательно подавляют активность белков KAT6A и KAT6B – оба вещества испытывали на клеточных культурах и на животных: на рыбах с карциномой печени и на мышах с лимфомой.
Во всех случаях злокачественные клетки переставали делиться, как бы засыпая, однако сон этот оказывался вечным. Раковая клетка, в общем-то, ничего другого не умеет, кроме как размножаться, и все у нее нацелено на деление. Если им запретить делиться, они начинают стареть: они синтезируют меньше белков, у них снижается энергообмен, в них накапливается биохимический мусор. В стареющих клетках может включиться программа клеточного самоубийства – чтобы клетка погибла аккуратно, не мешая окружающим; если же такая программа не включается, их уничтожает иммунитет.
Пока что авторы работы увидели, как раковые опухоли останавливаются в росте и как их клетки начинают стареть. И стоит еще раз отметить, что это удалось сделать, не портя им ДНК.
Конечно, возникает вопрос, как к таким веществам, которые запрещают делиться, отнесутся другие, здоровые клетки, которые тоже сохраняют способность к размножению, вроде стволовых.
Впрочем, обе экспериментальные молекулы действуют обратимо, то есть, когда опухоль исчезнет, обычные делящиеся клетки (если их тоже «поставили на паузу») могут вернуться к обычной жизни. Правда, здесь понадобиться средство, которое поможет избавиться от заснувшей опухоли, так что такие препараты, если они появятся в клинической медицине, будут использовать, очевидно, с другими средствами – например, ускоряющими старение и поедание раковых клеток иммунными.