Целительные источники: где ученые ищут лекарства от рака – Кровь5

Елена Бабичева

Целительные источники: где ученые ищут лекарства от рака

Кровь5 – о ресурсах, которые медики пробуют задействовать в лечении онкологических заболеваний: от тропических растений до умных машин

Раковая клетка под микроскопом. Фото: Anne Weston, Francis Crick Institute

Волшебной таблетки от рака, с помощью которой можно было бы вылечить это заболевание, не существует, и есть большие сомнения, что она когда-то появится. Хотя бы потому, что понятие «рак» включает очень широкий спектр болезней, объединенных некоторыми общими признаками. Множество различных видов рака в разных тканях развиваются каждый по своему, а значит, и по-разному будут реагировать на лечение.

Тем не менее поиск средств, позволяющих на ранней стадии выявить онкозаболевание, затормозить развитие злокачественного процесса и уничтожать раковые клетки, идет постоянно, причем в самых разных областях науки: от ботаники до информатики.

Программа-диагност

Одно из приоритетных направлений в борьбе с раком – диагностика: начиная от раннего выявления болезни и до определения точных границ ее локализации. Сегодня все чаще для этих целей используют технологии искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения. Область их применения постоянно расширяется.

Эти технологии среди прочего позволяют просчитывать риски для выявления распространенных видов рака, например рака молочной железы, анализировать рентгеновские снимки для обнаружения рака в местах, малодоступных для визуализации, делать сегментацию опухоли в разы быстрее специалиста-радиолога.

В частности, компания DeepMind (дочка Google) совместно с Больницей Университетского колледжа Лондона разработала технологию автоматического обнаружения клеток злокачественной опухоли.

С ее помощью можно рассчитать проведение лучевой терапии таким образом, чтобы не затрагивать расположенные рядом здоровые ткани. Что особенно востребовано, например, при новообразованиях в области головы или шеи. Данная технология позволяет провести сегментацию в течение часа, тогда как у специалиста такая кропотливая работа занимает несколько часов.

Другая задача для ИИ – контроль скрининговых исследований, при которых пропустить наличие раковых клеток возможно просто из-за человеческого фактора. Специалист может не иметь достаточного опыта или знаний, а может быть утомлен и недостаточно сосредоточен. Так, исследование, проведенное в Медицинском центре Маастрихтского университета (Нидерланды), показало, что каждый второй случай развития колоректального рака (толстой или прямой кишки) в течение десяти лет после скрининговой колоноскопии обусловлен тем, что в момент обследования уже имевшиеся новообразования не были замечены. Применение технологии машинного обучения, обладающей большей диагностической точностью, способно сократить число таких ошибок.

Автоматический генетик

Рак, как известно, это следствие генетических мутаций в клетках. Американские ученые создали OncoKB (Oncology Knowledge Base – «онкологическая база знаний») – базу данных генетических вариаций разных онкозаболеваний, разработанную, чтобы прогнозировать реакцию на лечение. С самого начала развития таргетной терапии стало ясно, что необходимо отслеживать, какие мутации наиболее клинически значимы для каждого вида рака. Очевидно, что все мутации, вызывающие рак, запомнить невозможно. OncoKB нацелена на то, чтобы помочь врачам разобраться, какие мутации в конкретном гене имеют значение, и, следовательно, предсказать чувствительность или, наоборот, резистентность (устойчивость) к тому или иному противоопухолевому препарату.

Создание данной базы – еще один шаг на пути к так называемой прецизионной онкологии, то есть новому подходу к лечению рака, который учитывает влияние генов не только на оценку эффективности терапии и прогноз течения заболевания, но и в принципе риск заболеть.

С этой точки зрения также интересен метод, разработанный учеными Технологического института Джорджии и Университета Эмори (США), который позволяет делать прогноз относительно реакции организма пациента на иммунотерапию. Для этого опять же используется технология искусственного интеллекта, с помощью которой изучается микроокружение опухоли на субклеточном уровне и анализируется клеточная передача сигналов. Причем оценивается взаимодействие с опухолью не только Т-клеток, но и макрофагов. Разработка позволяет визуализировать пространственную связь раковых и иммунных клеток, «подмечая», что происходит как внутри опухоли, так и в окружающей ее среде. В результате ИИ дает возможность буквально увидеть патогенез сигнальных путей. Или проще – то, как белки «общаются» между собой, как идет процесс активации различных молекул, который, собственно, и влияет на дальнейшую судьбу клетки. Аномальная активация сигнального пути может привести к раку, но некоторые лекарства нацелены на определенные вовлеченные молекулы и могут препятствовать росту раковых клеток. Визуализация этого процесса позволяет подбирать препарат, подходящий конкретному пациенту.

Прицельный вирус

Серьезная проблема при лечении рака – что зачастую лекарство, убивающее злокачественные клетки, уничтожает и здоровые. Поэтому ученые ищут возможности прицельного поражения онкоклеток, а для этого необходима адресная доставка лекарства.

В качестве терапевтического агента зачастую используются обычные респираторные вирусы. Так, ученые из Цюрихского университета модифицировали аденовирус, чтобы он доставлял гены для лечения рака непосредственно в опухолевые клетки.

Аденовирус оказывается троянским конем: гены, попав внутрь опухолевых клеток, запускают процессы по производству антираковых агентов – терапевтических антител, цитокинов и других сигнальных веществ, таким образом ведя опухоль к ликвидации.

При этом лечебные агенты в основном остаются в том месте, где они нужны, а не распространяются и не повреждают здоровые ткани.

Это лишь один из примеров, подобных разработок уже немало.

Лекари от природы

Сегодня для лечения рака используют инновационные технологии и сложные лекарства, и, кажется, медицина все дальше уходит от растительных средств. Тем не менее ученые уверены, что мир природы еще далеко не до конца познан и может многому нас научить в борьбе с болезнями. Это вкупе с фундаментальными исследованиями может оказать существенное влияние на лечение рака.

Некоторые вещества по-прежнему не удается синтезировать, поскольку они очень сложные, поэтому приходится полагаться на растения как основу лекарства.

Например, винбластин и винкристин являются важными препаратами для лечения лимфомы Ходжкина, меланомы и некоторых других видов рака, но единственный источник основного вещества в них – экстракт барвинка розового, растущего на Мадагаскаре.

Традиция использования растений для лечения различных заболеваний, не только рака, особенно сильна в странах Юго-Восточной Азии. Неудивительно, что противораковые свойства в некоторых тропических растениях обнаружили ученые из Национального университета Сингапура. Для исследования фармакологических свойств были выбраны растения, которые традиционно используются в этом регионе для лечения рака. В переводе их названия звучат довольно экзотически: «ягоды бандикута», «змеиная трава сабах», «дурацкий лист карри», «семизвездная игла», «чернолицый генерал», «южноафриканский лист» и «простой лист». На их основе были изготовлены экстракты, которые затем протестировали на клеточных линиях семи различных типов рака: молочной железы, шейки матки, толстой кишки, крови, печени, яичников и матки. Исследователи изучали свойства именно листьев, поскольку они могут вырастать вновь, а значит, исследование не наносит вреда растениям – в отличие от использования коры или корней.

Экстракты листьев ягод бандикута, южноафриканского листа и простого листа оказались перспективным средством в борьбе со всеми семью типами рака. Экстракты листьев семизвездной иглы показали хорошие результаты против клеток рака шейки матки, толстой кишки, печени, яичников и матки. Экстракты листьев дурацкого карри и чернолицего генерала также продемонстрировали эффективность против некоторых линий раковых клеток. А вот экстракт листьев змеиной травы сабах оказался не очень эффективен в подавлении роста раковых клеток. Исследователи предполагают, что, возможно, эта трава не уничтожает раковые клетки напрямую, а действует каким-то иным способом.

Из других исследований: новые свойства ягод барбариса открыли ученые из Технологического университета Сиднея. Обнаруженный в них алкалоид берберин снижает экспрессию белков, связанных с пролиферацией и миграцией раковых клеток.

Химический заместитель

Еще одно средство для подавления активности опухолевого белка – куркузон D, который выделяют из ядовитого кустарника Jatropha curcas. Так, химические свойства белка BRAT1, обнаруженного во многих видах рака, прежде не поддавались разрушению. Меж тем он играет важную роль в неизлечимости рака, отвечая за восстановление ДНК раковых клеток и их выживаемость. Но куркузону D удалось выключить данный белок, возможно, это поможет не только убить раковые клетки, но и остановить метастазы.

Но есть проблема: для производства даже малого объема куркузона D необходимо слишком большое количество кустарников. Однако ученым из Университета Пердью (США) удалось синтезировать природное соединение куркузон D химическим путем. Процесс оказался сравнительно недорогим и нетрудозатратным, что открывает перспективы для создания противораковых препаратов на основе этого вещества.

Стать донором Помочь донорам
Читайте также
25 ноября 2022
23 ноября 2022
18 ноября 2022
14 ноября 2022
07 ноября 2022
31 октября 2022
14 октября 2022
11 октября 2022
04 октября 2022
20 сентября 2022
08 сентября 2022
07 сентября 2022