Апоптоз опухолевых клеток – новые возможности в лечении рака
Модуляция апоптозных сигналов – так называется принципиально новая терапевтическая методика, использующая феномен клеточной смерти.
Апоптоз – программируемое уничтожение раковых клеток. Программа заложена в самих клетках, которые проходят полный жизненный цикл от деления (то есть образования новых клеток) до саморазрушения.
Организм взрослого человека состоит примерно из ста триллионов клеток. Мы не отдаем себе в этом отчет, но число ЕЖЕДНЕВНО умирающих в организме клеток – тоже астрономическое!
Слово «апоптоз» ввел в научный оборот еще без малого две тысячи лет назад римский врач Гален, имея в виду процесс отмирания, необходимый для продолжения жизни. Он приводил в пример листву деревьев: если бы она не опадала осенью, зимой деревья валились бы от тяжести покрывшего листву снега. Отмирание листьев носит позитивный для жизни дерева характер. В переводе с греческого (по происхождению Гален был греком) «апоптоз» как раз и означает «опадение листьев».
Сравнение этого процесса с «опадением клеток» в организме носит, конечно, общий характер – но суть, в принципе, та же, галеновская.
Удивительно, однако, что механизм клеточного апоптоза до настоящего времени оставался неизученным. Считалось, что отжившие свое клетки «просто исчезают». Или что их поражает некроз и они чисто механическим путем отшелушиваются-вымываются.
Все оказалось гораздо сложней. Программируемая клеточная смерть – регулируемый и взаимосбалансированный процесс. Получившая «команду» на самоуничтожение клетка распадается на апоптотические тельца, обернутые плазматической мембраной. За полтора-два часа от этих фрагментов, захваченных процессом фагоцитоза, ничего не остается.
Фагоцитоз - это способность особых клеток-фагоцитов захватывать и переваривать твердые частицы. Фагоциты крови это зернистые лейкоциты (гранулоциты), а фагоциты ткани – так называемые макрофаги («большие пожиратели»). Так вот, апоптотические фрагменты умерших тканевых клеток захватываются и перевариваются макрофагами. Любопытно, что не только макрофаги, но и соседние клетки обладают способностью захватывать и переваривать апоптотические тельца.
Апоптоз – важный элемент самых разных клеточных функций, от поддержания динамического равновесия (гомеостаза) до иммунной защиты. С точки зрения современной клеточной терапии, особо важны две функции: уничтожение дефектных клеток и обеспечение «санитарной чистоты» при фагоцитозе. Переваривание апоптотических фрагментов происходит так быстро, что они не успевают вызвать воспалительную реакцию в ткани.
Важно было понять, как происходит клеточный обмен сигналов, запускающий команду на самоуничтожение. В 2002 году трое ученых – южноафриканец Сидней Бреннер, англичанин Джон Салстон и американец Роберт Хорвиц – получили Нобелевскую премию за открытия в области программируемой клеточной смерти.
Постижение генетического, молекулярного, сигнального механизмов апоптоза позволяет намеренно программировать на самоуничтожение клетки злокачественных опухолей. Рак, вместо разрушения здоровых тканей, разрушает сам себя!
Разработаны различные терапевтические методики модуляции апоптотических сигналов во вредных клетках. Используются, например, молекулярные группы так называемых апоптотических ингибиторов («замедлителей») в раковых клетках. Ингибиторы блокируются специально подобранными веществами-антагонистами. Вместо замедления апоптоза происходит, наоборот, ускорение, что ведет к раковой клеточной смерти. Применяются и антагонисты протеинов BCL-2, также настроенных на подавление апоптоза. Происходит «подавление подавления» – апоптоз ускоряется.