<< Предыдушая Следующая >>

Вакцина на основе дендритных клеток для поиска и уничтожения раковых клеток

Даже солидный рак с размера узелка 2 мм или даже 1 мм в ткани для пациента уже является болезнью всего организма. Так как каждая его клетка – это клетка-организм, то для излечения от рака необходимо уничтожение всех раковых клеток. Но прежде надо найти каждую раковую клетку в организме среди нормальных клеток. Этого можно добиться с помощью вакцины.

Рак – не одно целое, а незримое распространение потомков бессмертных клеток из одной раковой клетки в окружающие здоровые ткани и по всему организму через кровь и лимфу без границ и без конца с разрушением тканей и занятием их мест. Из этого ясно, что рак – это клеточная инвазия.

Этим и по механизму инвазии – включение определенных генов, распространение раковых клеток очень похоже на бактериальную инфекцию.

Одинаковы также молекулярные механизмы клеток иммунной системы для поиска и уничтожения, как бактерий и вирусов, так и раковых клеток в организме пациента.

Вакцина – это препарат, содержащий иммунный антиген. С помощью вакцины в организме вызывается иммунный ответ – уничтожение антигена, а вместе с ним и его носителя, в данном случае раковой клетки.

Мишенью для вакцины являются белки-антигены на раковой клетке. Их с помощью рецепторов захватывает антигенпрезентирующая клетка, и запускает процесс уничтожения их носителя – раковую клетку и без побочных эффектов.

Теперь доказано, что иммунная система способна уничтожать раковую клетку любого типа, однако раковая клетка вырабатывает в себе ряд защит, позволяющих ей ускользать от иммунного ответа. Не все еще здесь ясно. Среди защит раковой клетки могут быть:

- недостаточная иммуногенность опухолеспецифического антигена;

- способность раковой клетки вызывать иммунодепрессию секрецией интерлейкина 10, фактора роста эндотелия сосудов и др., со снижением функций Т-лимфоцитов;

- нарушения механизма представления опухолеспецифического антигена раковой клетки (И.А. Балдуева, 2001);

- маскировка антигена на поверхности раковой клетки фетальным белком под кодовым обозначением «5Т4» и др.

Протеом раковой клетки лишь в начале изучения, поэтому антигены ее определены только для отдельных типов клетки. Антигены авторы разделяют на группы по-разному:

1) антигены в результате эпимутаций в генах свойств нормальной клетки, превращающих ее в раковую клетку, и антигены в результате мутаций или эпимутаций в генах-супрессорах этой клетки;

2) антигены, синтезируемые в раковой клетке, но отсутствующие в нормальной клетке того же типа; это ряд фетальных белков, среди них фермент теломераза – hTERT, Oct-4, Nanog, нуклеостемин, белок под кодовым обозначением «5Т4» и др.

Оказалось, что в организме основными клетками поиска в тканях антигенов разных носителей являются дендритные клетки (ДК). Они имеются во всех тканях, но в малом числе. Это клетки с длинными и ветвящимися отростками, проникающими между клетками тканей, за что их так и называют – дендритные (от греч. dendron – дерево).

ДК – это первые клетки, которые осуществляют иммунный надзор за антигенами любого генеза. По ним эти клетки распознают их носителей – раковые клетки, бактерии, вирусы. ДК вылавливают раковые клетки в межклеточном матриксе, при проникновении в кровеносные и лимфатические капилляры и, особенно, в самом кровотоке.

Хотя раковая клетка происходит из клетки своего организма, она синтезирует специфические белки-антигены и выставляет их на своей поверхности. В таком случае раковая клетка распознается иммунной системой как «чужая», а не своя.

Мы уже знаем, что на поверхности антигенпрезентирующей клетки имеются молекулы HLA. Это гликопротеины, их структура уникальна у каждого индивида. Для иммунной системы они служат знаками «своего». Антигены представляются иммунной системе связанными с молекулами HLA. Цитотоксический Т-лимфоцит одной молекулой-рецептором распознает на клетке не просто чужеродный антиген, а комплекс молекулы HLA и антигена, т.е. «свое» и «чужое». Из двух классов этих молекул только молекулы класса I непосредственно участвуют в контакте Т-киллеров с клетками-мишенями.

ДК происходит из стволовой кроветворной клетки. В организме человека она существует в двух состояниях – незрелая и зрелая. Незрелые располагаются в различных тканях, где захватывают антигены раковой клетки. При этом ДК своими рецепторами способны различать любой антиген, чем они отличаются от Т-клеток и В-клеток.

Фенотип незрелых ДК: высокие эндоцитоз и экспрессия захвата антигенов; невысокая экспрессия молекул адгезии и костимулирующих молекул; способность превращаться в макрофаги. Такой фенотип создает выраженную активность незрелых ДК захватывать антигены, но низкое представление антигенов. В присутствии факторов созревания эти клетки через 2 суток превращаются в зрелые ДК.

Фенотип зрелых ДК: наличие множества отростков, что увеличивает их поверхность и способность к активному передвижению; низкая адгезия к пластику; низкая способность к эндоцитозу и низкая экспрессия рецепторов для захвата антигенов; высокая экспрессия костимулирующих молекул В7-1, В7-2 и адгезии. Они являются единственными клетками, которые способны представлять наивным Т-клеткам неизвестные для них ранее антигены, и в отличие от других антигенпрезентирующих клеток, их стимулирующий эффект на Т- лимфоциты в 10-100 раз сильнее (М.В. Пащенков, Б.В. Пинегин, 2001; А.В.Кузнецова и соавт., 2003).

Раковая клетка разного типа секретирует интерлейкин 10, который препятствует созреванию ДК и блокирует антигенпрезентирующую активность ДК для Т-лимфоцитов, а также секретирует вещества, подавляющие дифференцировку CD34 – предшественников ДК.

Показано, что у пациентов, страдающих от рака, количество ДК в организме снижено, а сами клетки функционально неполноценны. На их поверхности снижена экспрессия адгезивных и костимулирующих молекул, критическое снижение молекул HLA, особенно класса I. «Так выпадает целое промежуточное звено иммунного ответа, из-за чего цитотоксические Т-лимфоциты не способны уничтожать раковые клетки». Эти изменения могут быть главными причинами отсутствия в организме иммунного ответа на раковые клетки (И.А. Балдуева, 2001; В.М. Моисеенко, 2005).

Уникальные способности дендритных клеток позволили использовать их для создания вакцин с целью уничтожения раковых клеток. При этом одним из этапов приготовления вакцины является размножение ДК в культуре. Это позволяет заменить дефектные ДК пациента на полноценные клетки.

Но ученые уже нашли другой выход из положения – разработали метод получения дендритных клеток из эмбриональных стволовых клеток для той же цели.

А.В. Кузнецова и соавторы (2004), пишут, что клинические испытания вакцин на основе дендритных клеток, несмотря на обнадеживающие результаты для уничтожения раковых клеток, «еще находятся в начальной фазе». Основными задачами при создании вакцин на основе ДК для этой цели являются:

- «изучение молекулярных причин, с помощью которых раковые клетки изменяют экспрессию генов и функции дендритных клеток»;

- «определение рецепторов дендритных клеток и сигнальных путей, через которые действуют раковые клетки»;

- «создание медиаторов, активирующих дендритные клетки в определенном направлении, для стимуляции необходимого иммунного ответа»;

- «выбор векторов, продуцирующих данные медиаторы и стимулирующие дендритные клетки in vivo»;

Ученые считают, что такие направления исследований «по использованию дендритных клеток могут привести к созданию новых лекарств и вакцин

для стимуляции иммунного ответа против различных инфекций и рака».

Для вакцин ДК могут быть выделены из двух источников: из незрелых предшественников их – CD34 клеток костного мозга и из моноцитов периферической крови от пациента.

Схема изготовления вакцины на основе дендритных клеток такова:

1) приготовление дендритных клеток. Из крови пациента выделяют клетки, которые дают начало дендритным клеткам, например, моноциты. Их культивируют в течение 7 дней с факторами роста – гранулоцит-макрофаг колониестимулирующий фактор и интерлейкин-4 с контролем и сменой среды. На 4 день к ним добавляется антиген, приготовленный из раковых клеток данного пациента.

2) выделение белков-антигенов из живых раковых клеток из материала биопсии – обычно фрагмент опухоли.

Фрагмент опухоли диссоциируется на клетки с помощью ферментов.
Раковые клетки отмываются и после специальной обработки разрушаются и из них получают лизат белков-антигенов. Его используют для представления дендритным клеткам.

3) инкубация ДК с белками-антигенами из раковой клетки в течение нескольких суток. Из этого получают суспензию дендритных клеток, нагруженных белками-антигенами раковой клетки – это вакцина.

Для чего нужна такая инкубация? Дело в том, что ДК «рассеяны» по тканям всего организма, поэтому шанс, что введенный антиген сам свяжется с ними, невелик. Во время инкубации дендритные клетки «запоминают» белки- антигены раковой клетки, а при введении их в составе вакцины распознают по ним раковые клетки и вызывают иммунный ответ на их уничтожение.

В настоящее время идет процесс накопления знаний о ДК и их получении, культивировании и активации; об антигенах – их источники, приготовление и доставка; разрабатываются дозы, частота и пути введения; критерии оценки ответа иммунной системы на введение обычных и модифицированных

дендритных клеток (А.В. Кузнецова и соавт., 2004).

Пути введения вакцины. Эти пути еще изучаются. Пока показано, что ДК- вакцину эффективно вводить пациенту внутрикожно в виде «лимонной корочки» в 2 или 3 точки на спине. Объем вводимой суспензии клеток обычно до 3 мл.

Этапы активации цитотоксических Т-лимфоцитов после введения вакцины в организм пациента:

1) вакцинная ДК представляет антиген раковой клетки в виде пептида Т-лимфоцитам in vivo и активирует их;

2) «обученные» к антигену раковой клетки Т-лимфоциты распознают раковые клетки в организме и лизируют их;

3) «ДК хозяина распознает лизированные раковые клетки и поддерживает активность цитотоксических Т-лимфоцитов» (И.А. Балдуева, 2003).

Для эффекта против раковых клеток инкубация ДК с антигенами из раковой клетки повторяется по схеме сроков вакцинации. Антигенами для инкубации с ДК от пациента может быть не только лизат из раковых клеток – чаще всего, но и пептиды, кДНК или иРНК, кодирующие белки-антигены раковой клетки от пациента.

Итак, вакцина на основе ДК с антигенами раковой клетки от конкретного пациента имеет цели – научить Т- и В-лимфоциты иммунной системы отыскивать раковые клетки в организме пациента и уничтожать их.

Вакцина создает отсроченный пролонгированный иммунный ответ на раковые клетки, что отличает ее от химиотерапевтических препаратов, оказывающих немедленное и кратковременное действие. Но это не профилактическая вакцина, а средство для уничтожения раковых клеток уже имеющегося у пациента рака.

Кроме этого, пока вакцины готовят против какого-то типа раковой клетки. То, что такие вакцины создаются из антигенов раковой клетки от пациента, и то, что они направлены против одного типа раковой клетки – это серьезные недостатки вакцин, в отличие, от вакцин против бактерий и вирусов.

Для приготовления вакцины против любого типа раковой клетки необходимо, чтобы в них был синтез общего белка. Пока таким общим белком является фермент теломераза – hTERT и ее РНК. Теломераза синтезируется в 90% раковых клеток разного типа у человека, а в нормальной клетке того же типа – синтеза ее нет, т.е. гены ее не включены.

Е.Ю. Москалева, С.Е. Северин (2002) приводят данные из работ, в которых показано, что иммунизация с помощью РНК теломеразы вызывала иммунный ответ у животных против раковых клеток разного типа. Так, при иммунизации мышей с помощью дендритных клеток, трансфецированных РНК TERT, исследователями обнаружено появление цитотоксических Т-лимфоцитов, которые лизировали не только клетки меланом, но и разные типы раковой клетки. Это же было показано в опытах in vitro с раковыми клетками разного типа, взятых от пациентов.

Показано также, что иммунизация с помощью ДК, в которые вводилась РНК из раковых клеток, более эффективна, если используется не РНК отдельного белка, а суммарная РНК, так как при этом происходит активация дендритных клеток сразу против нескольких белков-антигенов.

Е.Ю. Москалева, Е.С. Северин заключают, что результаты экспериментов этих исследователей «позволяют рассматривать РНК hTERT в качестве потенциального универсального опухолеспецифического антигена».

Итак, вакцина на основе ДК может стать одним из наиболее эффективных средств уничтожения раковых клеток, так как не оставит в организме пациента ни одной раковой клетки.

В статье «Прививка от рака» (2000) американские ученые разработали вакцину, которая «может помочь от всех типов раковой клетки». Принцип ее действия: она активирует собственные защитные силы организма, заставляя его отыскивать и уничтожать раковые клетки.

Идея авторов заключалась в том, чтобы создать универсальную вакцину против рака, такую, которая стимулирует собственную иммунную систему организма, атакует и уничтожает раковые клетки разного типа.

Вакцина, созданная учеными из американского университета Дьюк содержит особый белок. Он имеется в каждой клетке, а в раковых клетках его количество намного превышает норму. Поэтому исследователи решили, что этот белок представляет собой подходящую «мишень». Что это за «особый» белок, в работе не указывается.

При испытаниях вакцины на лабораторных мышах «количество различного типа рака значительно сократилось». Но доктор Джон Той из британского Фонда раковых исследований обеспокоен тем, что «вакцина действует на все клетки без разбора» и подстегивает организм к уничтожению не только раковых клеток, но и здоровых клеток.

Ученые считают, что потребуется еще ряд исследований, в том числе и для того, чтобы развеять подобные опасения. Так или иначе, ученые установили, что «единую вакцину, которая применима против различных типов раковой клетки, создать можно».

До сих пор онко-вакцины готовятся на основе белков-антигенов из всех клеток в составе рака от пациента, чаще всего в виде лизата. Но теперь обнаружено, что в составе клеток рака два типа клеток: 1) раковые стволовые клетки – их очень мало и 2) нераковые клетки – они составляют основную массу клеток рака.

Раковая стволовая клетка – причина рака и за счет самообновления сохраняет лишь численность пула своих потомков и рост рака за счет размножения нераковых клеток в составе клеток рака.

Отсюда для онко-вакцин, в том числе для вакцины на основе дендритных клеток, в качестве антигенов должны быть взяты белки-антигены из раковой стволовой клетки, но не от нераковых клеток рака. Этот новый подход недавно реализован исследователями из Италии на глиоме головного мозга в опытах на мышах.

Были созданы две вакцины на основе дендритных клеток, активированных лизатами: 1) лизат из нераковых клеток и 2) лизат из раковых стволовых клеток.

Этапы опытов: 1) пересадка клеток глиомы в головной мозг мышам: одной группе – нераковые клетки, а другой – раковые стволовые клетки из той же глиомы.

2) через недели после пересадки клеток глиомы животным 3-х кратно вводили вакцины.

Результаты: 1) вакцина на основе лизата раковых стволовых клеток «надежно защищала животных от возникновения обоих типов опухоли»;

2) вакцина на основе лизата нераковых клеток приводила к излечению только 50% животных с опухолью от нераковых клеток и «абсолютно не избавляла от роста опухоли мышей от раковой стволовой клетки».

Так авторами исследования впервые был предложен новый подход к созданию онко-вакцин на основе дендритных клеток. Этот же подход должен быть и для создания другого типа онко-вакцин. Эффективность стимуляции цитотоксических Т-лимфоцитов против мишени – раковых стволовых клеток, оказалась гораздо выше, чем при стандартном подходе – на основе лизата из всех клеток рака.

Опыты показали также разницу при стимуляции иммунной системы против различных мишеней в составе одного рака. Авторы заключают, что вакцина на основе ДК, активированных антигенами раковых стволовых клеток «имеет огромные перспективы и, безусловно, будет развиваться. Именно такой подход найдет быстрое клиническое воплощение». Источник: Cancer Res. 2006. 66;

10247 – 10252 (цит. по: А.В. Берсенев, 2006).
<< Предыдушая Следующая >>
= Перейти к содержанию учебника =

Вакцина на основе дендритных клеток для поиска и уничтожения раковых клеток

  1. Вакцины – основное средство поиска и уничтожения раковых клеток
    Рак – не одно целое, а расселяющиеся по всему организму пациента потомки раковой клетки-организма с образованием метастазов. Это причины того, что для уничтожения раковых клеток необходим иммунный вариант лечения, т.е. системное воздействие. Раковая клетка несет на своей наружной мембране антигены, по которым ее может распознавать иммунная система и уничтожать. Основным средством иммунного
  2. ДНК-вакцина – новый способ поиска и уничтожения раковых клеток
    Идея использования иммунных средств для излечения от рака и попытки ее реализации принадлежат американскому хирургу У. Коли (W. Coley) и отно- сятся к концу XIX века. Однако интерес к иммунным средствам угас на многие десятилетия, так как начали применяться: хирургический метод лечения солидного рака, а позже – лучевое лечение и с 1940 г. – химиотерапия. Проф. А.Ю. Барышников (2004)
  3. РНК-вакцина – новый способ поиска и уничтожения раковых клеток
    Стандартная лучевая терапия и химиотерапия рака не различают раковые клетки от нормальных клеток, что приводит к гибели последних. То есть оба вида лечения с тяжелыми побочными эффектами и не уничтожают все раковые клетки в организме пациента. Раковая клетка отличается от нормальной клетки наличием на своей поверхности белков-антигенов. При сравнении белков, синтезируемых раковой и нормальной
  4. Вакцина на основе «гена tag7» для уничтожения раковых клеток и профилактики их возникновения
    При любой инфекции человека возбудитель – бактерия или вирус извне. Бактерия – прокариот, а раковая клетка – это клетка своего организма и эукариот. Эти резкие отличия вызывают иммунный ответ организма против возбудителей: В- и Т-лимфоциты распознают их по белкам-антигенам и уничтожают. При повторном инфицировании организма эти возбудители будут сразу уничтожены, так как их уже «запомнила»
  5. Стволовые клетки – естественное средство поиска и уничтожения раковых клеток
    При раке его клетки способны проникать в окружающие здоровые ткани и распространяться по различным органам, где создают новые очаги рака – ме- тастазы. Если рак возникает из одной раковой стволовой клетки, то излечение его немыслимо без уничтожения всех его раковых стволовых клеток- потомков в организме пациента. Для уничтожения каждой раковой клетки прежде требуется ее найти среди
  6. Нарушения в передаче сигнала к делению в раковой клетке: но- вые мишени для уничтожения раковых клеток
    Стандартные лекарства против раковых клеток действуют на них через повреждения их ДНК. Но при этом такое же действие их и на здоровые клетки организма пациента. То есть эти лекарства неизбирательные, с тяжелыми побочными эффектами. Для избежания этого, ученые долго искали новые мишени для лекарств, чтобы уничтожать только раковые клетки. Их нашли в «участниках» передачи сигнала к делению в
  7. Участие гемопоэтических клеток костного мозга в процессе мета- стазирования: новые мишени диагностики метастазов раковых клеток и их уничтожения
    Причины, по которым раковые клетки могут покидать первичный очаг рака и мигрировать в другие части тела, до конца не изучены. Многие жизни можно будет спасти, если удастся останавливать этот процесс. До сих пор считалось, что место образования метастаза определяется тем, в какой орган или органы с потоком крови попадает раковая клетка или клетки из первичного очага рака. Из нее за счет деления
  8. Апоптоз и пути его применения для уничтожения раковых клеток
    Это необычное явление впервые заметил древний врач К. Гален (131-203гг. н.э.). Он наблюдал листопад с деревьев осенью: листья опадают с живой ветки, а если ее сломать, то листопад прекратится. Из этого К. Гален сделал выводы: 1) листопад – это преднамеренное самоубийство; 2) листья убивают сами себя, так как при наличии их зимой, снег сломает ветки. Это явление он обозначил термином апоптоз.
  9. Вирусы – естественное средство для уничтожения раковых клеток любого типа
    Для излечения от рака необходимо уничтожить все раковые клетки, где бы они ни оказались в организме пациента. Для этого нужен такой способ лечения, который позволяет решить две задачи: 1) разыскать раковые клетки среди нормальных клеток организма и 2) уничтожить каждую раковую клетку, и при этом не повредить здоровые, т.е. нормальные клетки. Оказалось, что есть вирусы – «онколитические». Они
  10. Ксеновакцина – метод профилактики возникновения раковых клеток и их уничтожения
    Термин ксеновакцина (от греч. xenos – чужой + вакцина – от лат. vaccinus – коровий) означает препарат, применяемый для профилактики и лечения, в данном случае рака. Для излечения любого типа рака необходимо уничтожение всех раковых клеток в организме пациента. Но достичь этого традиционными методами лечения – хирургия, лучевая терапия и химиотерапия – не удается, так как эти методы неадекватны
  11. Методы уничтожения раковых клеток
    Методы уничтожения раковых
  12. Клеточный цикл. Молекулы-регуляторы клеточного цикла открывают пути к диагностике и уничтожению раковых клеток
    В организме взрослого человека 5•1013 (В.Н.Сойфер, 1998) или 5•1014 (В.Тарантул, 2003) клеток. Каждая клетка любого типа – это часть своей ткани и организма в целом. Раковая клетка в организме человека – это уже не часть ткани и своего организма, а самостоятельная клетка, отделившаяся от них. Это клетка- организм. Деление клетки – это основное свойство и признак того, что она
  13. Моноклональные Т-клеточные рецепторы (мТКР) – основа к созданию нового класса «препарата–уничтожителя» раковых клеток
    Поверхность мембраны живой клетки усеяна белками, часть их связана с углеводами. Среди них – белки-рецепторы и белки-маркеры. Первые исполь- зуются клеткой для обмена информацией между клетками, а вторые служат для идентификации клеток. На поверхности раковой стволовой клетки имеются белки, которых нет на нормальной клетке данного типа. Это фетальные белки-маркеры и белки измененных
  14. Методы для ранней диагностики раковых клеток
    Методы для ранней диагностики раковых
  15. ДНК-чип для диагностики раковых клеток первичной опухоли и микрометастазов по плазме крови от пациента
    Так как диссеминация раковых клеток начинается с узелка из этих клеток в 1-2 мм в диаметре, то излечение рака возможно лишь на пути его ранней диагностики. В XXI в. станут известными основные гены-маркеры и белки-маркеры, превращающие нормальную клетку в раковую. По ним будет проводиться ранняя диагностика раковых клеток. Ранняя диагностика рака – это диагностика его начала. Еще важнее
  16. Ангиогенез и лимфангиогенез и их ингибирование для подавле- ния пролиферации раковых клеток первичного рака и метастазов
    Из раковой стволовой клетки за счет деления вначале в ткани, образуется скопление клеток-потомков виде узелка размером 1-2 мм. Дж. Фолкмэн (D. Folkman, 1970) из США учел тот факт, что когда идет рост рака из узелка, клетки в его середине начинают отмирать, а те, что снаружи, интенсивно делятся. У него возникла идея, что для роста рака должна заново, т.е. de novo, создаваться сеть кровеносных
  17. Белковый чип для диагностики раковых клеток первичной опухоли и микрометастазов по сыворотке крови пациента
    Второй путь ранней диагностики раковых клеток по белкам на поверхности раковых клеток. Раковая клетка отличается от нормальной клетки того же типа по составу синтезируемых ею белков. Эти белки – продукт «поломок» в генетическом материале нормальной клетки, превратившие ее в раковую. Наличие их – признак того, что ген или гены, вызывающий перерождение нормальной клетки, начал свою
  18. «Малые интерферирующие РНК» – «выключатели» гена и сред- ство для ингибирования пролиферации раковых клеток
    В клетке каждого типа организма одинаковый набор генов. Но только часть из них работает. Причем в одном типе – одни, а в другом типе клетки – другие гены. Мы еще не знаем, какие гены в клетке разного типа включены, а какие нет. Включение или экспрессия гена – это синтез копии его кодирующей цепочки – иРНК, а по ней как на матрице синтез белка в рибосоме клетки. Этот процесс происходит в
  19. Биочип или микроматрица – устройство для ранней диагностики раковых клеток, слежения за лечением рака и контроля излечения
    Биочип – это организованное размещение молекул ДНК или белка на специальном носителе – «платформе». Платформа представляет из себя пластинку площадью всего 1 см2 или чуть больше. Она сделана из стекла или пластика, либо из кремния. На ней в строго определенном порядке может быть размещено множество молекул ДНК или белка. Отсюда и присутствие в термине слова – «микро». На биочипе можно
Медицинский портал "MedguideBook" © 2014-2019
info@medicine-guidebook.com