Генная терапия: статегия самоубийства раковых клеток
Эта стратегия основывается на попытках ввести в опухолевые клетки некоторый продукт, сам по себе нетоксичный, но который в определенных условиях может начать проявлять токсическое действие.
Тимидинкиназа вируса простого герпеса способна в отличие от клеточной тимидинкиназы фосфорилировать антигерпесные соединения ацикловир и ганцикловир . Это замечатеьное свойство приводит к тому, что клетки, трансформированные геном тимидинкиназы, HSVtk, погибают в присутствии ганцикловира, поскольку клеточные киназы превращают фосфорилированные ацикловир и ганцикловир в трифосфаты, а трифосфаты затем включаются во вновь синтезированную ДНК в процессе синтеза ДНК при клеточном делении. Включившись, они обрывают дальнейший синтез ДНК, терминируют его . В результате клетки, содержащие герпесную тимидинкиназу, погибают в присутсвии этих агентов. Обратите внимание - делящеся клетки погибают, а не покоящиеся. Покоящиеся не синтезируют ДНК и не вклюсчают ганцикловир или ацикловир. Этим можно воспользоваться для целей генной терапии раковых опухолей, клетки которых быстро делятся. С другой стороны рекомбинантные ретровирусы также охотнее всего интегрируется в делящихся клетках. Давайте посмотрим, как это реализуется на практике. Пример, который я хочу дать, представляет собой in vivo генную терапию. Он связан с попытками излечить опухоли мозга .
Клетки мышиных фибробластов, продуцирующие рекомбинантные ретровирусы подсаживаются прямо в опухоль в мозге. Рекомбинантные ретровирусы содержат ген HSV-tk . Поскольку ретровирусы интегрируют в митотически активные клетки, ген тимидинкиназы оказывается преимущественно в опухолевых клетках, тогда как здоровые клетки из тканей, окружающих опухоль, остаются вне вирусной атаки и, следовательно, без гена тимидинкиназы герпеса.
На крысах был получен великолепный результат. От 30 до 60 % опухолевых клеток в мозгу оказывались обладателями гена HSV- tk после такой обработки. Теперь, если крысам давать ганцикловир, то можно надеяться, что опухолевые клетки , содержащие ген тимидинкиназы будут погибать. Действительно, у 80% подопытных крыс опухоли после такой обработки разрушались в присутствии ганцикловира. Как, скажете вы, ведь не все клетки получали ген-убийцу, почему же опухоль во многих случаях деградировала полностью? Это правильный вопрос. Оказывается здесь происходит то, что назвали эффектом рядом стоящего (bystander). Погибают не только клетки, включившие ген тимидинкиназы герпеса, но и соседние с ними клетки, в которых этого гена нет, но которые делятся. По-видимому, дело в межклеточных взаимодействиях , те фосфорилированный ганцикловир может диффундировать от клеток, в которых он образуется за счет работы герпесной тимидинкиназы к соседним клеткам. Если соседние клетки делятся, то они будут его включать в ДНК и погибать. Оказывается, что если хотя бы 10% клеток опухоли содержит ген тимидинкиназы, многие опухоли могут быть уничтожены полностью. И при этом на животных не наблюдалось токсических эффектов.
Эти результаты побудили начать испытания на несчастных людях, страдающих опухолями мозга. Им инъецировали мышиные фибробласты, продуцирующие рекомбинантные ретровирусы, точно так же как это делали с подопытными животными. После этого интравенно вводили ганцикловир. Небольшая статистика, накопленная к моменту написания этого очерка, позволяет сказать только, что какие-то позитивные эффекты наблюдаются. Вы видите, что еще ни разу не удалось мне сказать: все получилось. Слишком рано для окончательных заключений.
В опытах на животных очень хорошие результаты с подобным же подходом получали и с лечением метастазов в печени [ Caruso ea 1993 ]. Опять здоровые гепатоциты, как вы уже знаете не делятся, метастазы делятся и погибают в присутствии ганцикловира, если в них есть ген HSV-tk. Разрушаются метастазы вплоть до полного исчезновения. Этот подход кажется очень соблазнительным.
Ну и последнее, чтобы закончить с раком. Всем известно, что раковые больные подвергаются интенсивной хемиотерапии . Химические средства токсичны и больные очень страдают от их приема. Но клетки опухолей начинают к тому же экспрессировать очень интересный ген ген множественной устойчивости к лекарствам- MDR-1 ( multidrug resistance type 1). Продукт этого гена работает, как насос, и выкачивает из опухолевой клетки лекарства, делая ее устойчивой сразу ко многим хемиотерапевтическим средствам. Одним из серьезно обсуждаемых направлений генной терапии рака являются попытки введения этого гена устойчивости в гематопоэтические клетки, чтобы сделать их устойчивыми к токсическим эффектам лекарств. На животных такие эксперименты были успешными. Эксперименты на больных проводятся.
Смотрите также:
