Клеточный расчет: найден способ улучшить терапию агрессивных опухолей мозга
Ученые нашли способ повысить эффективность химиотерапевтического препарата для лечения агрессивного типа опухолей головного мозга — глиобластом, активировав в новообразовании несколько путей клеточной гибели. В рамках предлагаемого подхода запускаются дополнительные механизмы, например ультразвук, которые стимулируют иммунную систему против новообразований. Это обеспечит эффективную борьбу с устойчивыми к действию лекарства раковыми клетками и формирование иммунного контроля, предотвращающего рецидивы опухоли, рассказали «Известиям» ученые.
Как лечат глиобластому
Чаще всего в качестве химиотерапевтического препарата для глиобластом (агрессивных опухолей головного мозга) используют препарат темозоломид («Темодал»). Он имеет ряд преимуществ, в частности преодолевает гематоэнцефалический барьер и проникает в ткань головного мозга, непосредственно действуя на опухолевые клетки. Кроме того, побочные эффекты его действия хорошо известны, и их можно контролировать в клинике. Однако для многих пациентов эффективность подобной терапии крайне низкая, поскольку клетки глиобластомы из-за ряда особенностей способны «дать отпор» действию химиопрепарата и развить к нему устойчивость.
Ученые из Института биологии и биомедицины Национального исследовательского Нижегородского государственного университета (ННГУ) им. Н.И. Лобачевского и Гентского университета (Бельгия) предложили воздействовать на несколько путей гибели клеток глиобластомы, снизив таким образом вероятность развития их устойчивости к темозоломиду. Запуск нескольких смертельных клеточных каскадов также потенциально позволит бороться с функционально разными клетками внутри опухоли. Возможность такого подхода исследователи уже показали в ряде работ с использованием животных в качестве экспериментальных моделей.
Сотрудники Института биологии и биомедицины ННГУ им. Н.И. Лобачевского, представители научного коллектива проекта РНФ 22-15-00376 «Новые перспективы терапии глиомы: анализ иммуногенных механизмов ферроптоза».
Согласно предлагаемому подходу, параллельно с запуском классического механизма действия темозоломида активируется альтернативный путь клеточной гибели, который обладает иммуногенными свойствами — помогает иммунной системе стать участником борьбы с новообразованием. Запустить его можно с помощью дополнительных лекарственных препаратов или некоторых физических воздействий, например ультразвука.
— Темозоломид — привлекательный химиопрепарат для предлагаемой комбинированной терапии, которая позволит повысить эффективность и качество лечения больных с глиобластомами, — рассказала «Известиям» руководитель проекта, доцент кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины ННГУ Татьяна Мищенко.
Глиобластома — опухоль, поражающая клетки головного мозга, считается наиболее агрессивным типом рака. При ее лечении больным хирургически удаляют новообразование, затем проводят лучевую терапию в комплексе с химиотерапией. Действие этих методов в основном направлено на повреждение ДНК оставшихся раковых клеток, что приводит к их гибели и снижает риск повторного роста опухоли.
Как запускают иммуногенный путь борьбы с опухолями
При запуске гибели по иммуногенному пути опухолевые клетки высвобождают особые «молекулы опасности», которые привлекают к месту их гибели специфические клетки иммунной системы — дендритные. Те в свою очередь поглощают фрагменты гибнущих клеток и «представляют (показывают) погибающего врага» Т-лимфоцитам. Схожие фрагменты присутствуют и в живых раковых клетках, которые становятся мишенями для Т-лимфоцитов. В результате формируется специфический иммунный ответ, уничтожающий клетки глиобластомы, оставшиеся в живых после терапии. Кроме того, иммунная система в дальнейшем начинает пристально следить за тем, чтобы не допустить рецидивов.
Изображение первичной культуры клеток глиомы человека
Авторы предложили применять комбинированный подход с использованием наноносителей, позволяющих целенаправленно доставлять к опухоли темозоломид и другие вещества, необходимые для запуска иммуногенной клеточной смерти. Целенаправленная доставка позволит снизить возможные побочные эффекты на здоровые клетки организма человека.
— В дальнейшем мы планируем оценить эффективность совместного применения темозоломида и активатора железо-зависимой формы клеточной смерти. Также мы проверим безопасность нашего подхода в отношении здоровых клеток головного мозга, что потенциально позволит оценить рациональность дальнейшего проведения доклинических, а затем и клинических испытаний на людях, — отметила Татьяна Мищенко.
Развитие методов комбинированной терапии и повышение эффективности средств сочетанной химиотерапии в онкологии — актуальные задачи. Эти подходы позволяют достигать аналогичных терапевтических результатов, но с меньшей токсичностью, либо повышать эффективность лечения для большего числа пациентов, рассказал «Известиям» заведующий кафедрой биохимии им. академика Т.Т. Березова РУДН Вадим Покровский.
— В настоящее время активно исследуются иммунотерапевтические методы, и применение этих подходов к опухолям головного мозга представляет особый интерес, — сказал ученый.
То, что сделали ученые, — это так называемый сонотоксический эффект (от слова соно — звук), когда при ультразвуковом облучении темозоломид эффективнее вызывал выделение активных форм кислорода, прокомментировал разработку научный сотрудник Института изучения старения Российского государственного научно-клинического центра РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России Михаил Болков.
— Ученые проверили реакцию In vivo и доказали, что такое сочетание действительно усиливает разрушение структур опухолевых клеток. В результате темозоломид вызывает нарушения ДНК, а одновременное локальное разрушение клеток глиобластомы усиливает иммунный ответ, — сказал эксперт.
— Идея применять комбинацию из различных средств, поражающих опухоль различными способами, кажется интуитивно понятной. Идея использования наноносителей для лечения опухолей мозга не нова, ей уже больше десятка лет. Однако преждевременно давать какие-то прогнозы, если даже безопасность подхода в отношении здоровых клеток мозга еще только планируется к проверке, как следует из комментария руководителя проекта, — отметил заведующий лабораторией анализа показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ Станислав Отставнов.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Trends in Cancer.
