człowiek
Autor: Jedd D. Wolchok | dodano: 2014-05-20
Oszukać raka

Naukowcy zwalniają hamulce, które komórki raka nakładają na układ odpornościowy. Opracowują w ten sposób nową generację skuteczniejszych leków przeciwko nowotworom złośliwym

W czerwcu 2004 roku poproszono mnie o zbadanie 22-letniej dziewczyny, która właśnie skończyła college i wkrótce miała wyjść za mąż. W ciągu ostatnich miesięcy nauki Shirley (imię zostało zmienione) nękał dokuczliwy kaszel. Wreszcie badanie metodą tomografii komputerowej (CT) wykazało liczne masy w obrębie i wokół jej płuc. Biopsja wykazała przerzuty czerniaka – raka skóry, o którym Shirley nawet nie wiedziała. Natychmiast rozpoczęła chemioterapię, nie zaprzestając przygotowań do przekładanego naprędce ślubu.

Niestety, dwie serie chemioterapii oraz radioterapia mózgu, przeprowadzone w ciągu kolejnych dwóch lat, spowolniły rozwój raka, ale nie były w stanie go powstrzymać. Kończyły się możliwości leczenia. Powiedziałem jej o nowym badaniu, w którego ramach był oceniany innowacyjny lek, mający „doładować” układ odpornościowy pacjenta, tak aby mógł on skuteczniej walczyć z rakiem.

Było to badanie randomizowane, co oznacza, że nie każdy uczestnik otrzymywał nowy lek, nazywany wówczas MDX-010. Mimo to Shirley zgodziła się wziąć w nim udział. Po czterokrotnej terapii nowe badania CT wykazały, że zaginął wszelki ślad po czerniaku. Do dzisiaj Shirley pozostaje w całkowitej remisji. Ma dwoje pięknych, zdrowych dzieci i – używając jej własnych słów – „odzyskała życie”.

Dla mnie, jako specjalisty onkologa oraz jako badacza, obserwacja przemiany Shirley uzasadniła wieloletnie nadzieje na to, że naukowcy są w stanie opracować skuteczne metody terapii raka, polegające na ukierunkowaniu układu odpornościowego przeciwko nowotworom złośliwym. Optymizm zagościł w środowisku medycznym w ubiegłym roku, kiedy usłyszeliśmy o podobnych przypadkach powodzenia tej i innych metod immunoterapii u pacjentów z zaawansowaną białaczką oraz rakiem nerek i płuc. Wprawdzie immunoterapia z pewnością nie stanowi panaceum, jednak ostatnie sukcesy mogą pozwolić nam na poczynienie znaczących postępów w walce z chorobą na późnych etapach rozwoju nowotworów.

Wielopoziomowa obrona

pomysł, aby system odpornościowy zwalczał raka, nie jest nowy. Próby zaprzęgnięcia sił obronnych organizmu do walki z nowotworami złośliwymi rozpoczęto ponad 100 lat temu, kiedy William Coley, chirurg z New York Cancer Hospital (obecnie Memorial Sloan Kettering Cancer Center), próbował wykorzystywać w tym celu bakterie zabite wysoką temperaturą. Coley zaobserwował, że niektórzy pacjenci żyją dłużej, jeśli po operacji usunięcia raka doszło u nich do infekcji. Na tej podstawie wysunął hipotezę, że nasz wewnętrzny system obronny, który został pobudzony do walki z patogenami, może także zadziałać na nowotwór.

W ciągu kolejnych dziesięcioleci naukowcy zajmujący się badaniami podstawowymi odkryli wiele na temat tego, jak komórki tworzą ten obronny układ, a także w jaki sposób mediatory chemiczne i przełączniki molekularne tak precyzyjnie go kontrolują. Dowiedzieli się, w jaki sposób układ odpornościowy szybko się mobilizuje, aby móc wykrywać potencjalnie niebezpieczne zakaźne patogeny, takie jak bakterie czy wirusy. Równie ważne jest to, że badacze opisali szczegółowo wiele systemów kontroli i równowagi, które zazwyczaj wysyłają układowi odpornościowemu sygnały sugerujące ograniczenie reakcji, tak aby ostatecznie nie doszło do zbyt dużego zniszczenia prawidłowych tkanek. Dzięki temu uzyskali szczegółowy wgląd w przebieg reakcji układu odpornościowego na raka, a także w zmiany, jakie następują w tym systemie pod jego wpływem.

Pierwsza linia obrony przed patogenami to ogólna odpowiedź na bakterie i wirusy, która jest koordynowana przez białe krwinki – neutrofile i monocyty. Komórki te należą do tzw. wrodzonego układu odpornościowego. Ich funkcją jest rozpoznawanie pewnych cech anatomii molekularnej wspólnych dla wszystkich bakterii lub wirusów – takich jak fragmenty ich zewnętrznej otoczki lub dziwacznych struktur DNA i RNA, różniących się od tych obserwowanych w wyżej uorganizowanych organizmach. Wprawdzie białe krwinki nie kierują swojego ataku przeciwko żadnym swoistym gatunkom ani białkom, jednak są w stanie zniszczyć wielu mikrobiologicznych najeźdźców i w efekcie doprowadzić do uwolnienia fragmentów molekularnych, nazywanych antygenami, które inni członkowie układu odpornściowego rozpoznają jako obce.

Komórki odpowiedzialne za drugą linię obrony, tzw. adaptacyjny układ odpornościowy, wykorzystują te antygeny jako punkt startowy dla uruchomienia precyzyjniejszej odpowiedzi. Jeśli jest ona skuteczna, powoduje rozwój pamięci o danych drobnoustrojach, dzięki czemu w przyszłości ich pokonanie będzie łatwiejsze. Ta adaptacyjna reakcja opiera się na dwóch rodzajach komórek – limfocytach T i B. Wyróżnia się różne rodzaje limfocytów T, ale wszystkie pochodzą od komórek prekursorowych, których źródłem jest grasica – mały narząd położony tuż nad sercem, w środku klatki piersiowej. Z kolei limfocyty B pochodzą ze szpiku kostnego i produkują cząsteczki przeciwciał. Przeciwciała i określone cząsteczki na powierzchni limfocytów T rozpoznają swoiste antygeny, co pozwala układowi odpornościowemu na rozpoznawanie i niszczenie bakterii i zakażonych komórek, eksponujących te antygeny na swojej powierzchni.

Jeśli układ odpornościowy działa optymalnie, zarówno wrodzone, jak i adaptacyjne mechanizmy współpracują ze sobą w procesie identyfikacji i zwalczania patogenów niebezpiecznych dla organizmu. Ponadto jeden z podtypów limfocytów T zachowuje długotrwałą pamięć molekularną rozpoznanego zagrożenia, co pozwala na jego szybszą neutralizację w przypadku ponownego napotkania w przyszłości.

Oczywiście, rak to nie to samo, co infekcja. Do rozwoju nowotworu dochodzi wtedy, kiedy własne komórki organizmu ulegają zmianom, m.in. zmianom genetycznym. Pomimo to układ odpornościowy powinien rozpoznać złośliwe komórki, ponieważ mają one na swojej powierzchni nieprawidłowe cząsteczki, wyglądające obco dla limfocytów T i B. Jednak z różnych powodów układ odpornościowy często nie potrafi skutecznie walczyć z rakiem. Przez lata próby wzmocnienia tej reakcji przynosiły zmienne efekty. Najnowsza metoda, o większej skuteczności, opiera się na innej taktyce. Okazało się, że nowotwory czasami wykorzystują dla swoich celów naturalne wyłączniki układu odpornościowego i w aktywny sposób tłumią jego reakcję na złośliwe komórki. Nowe terapie mają na celu wyłączenie tych hamulców.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 06/2014 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
23
W 2003 r. miało miejsce całkowite zaćmienie Słońca widoczne w Australii, Nowej Zelandii, Antarktyce i Ameryce Południowej.
Warto przeczytać
Zmyl trop to użyteczna, ale i pełna powabu oraz przekonująca, kieszonkowa esencja wszystkiego, co chcielibyście wiedzieć o obronie przed inwigilacją.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Jedd D. Wolchok | dodano: 2014-05-20
Oszukać raka

Naukowcy zwalniają hamulce, które komórki raka nakładają na układ odpornościowy. Opracowują w ten sposób nową generację skuteczniejszych leków przeciwko nowotworom złośliwym

W czerwcu 2004 roku poproszono mnie o zbadanie 22-letniej dziewczyny, która właśnie skończyła college i wkrótce miała wyjść za mąż. W ciągu ostatnich miesięcy nauki Shirley (imię zostało zmienione) nękał dokuczliwy kaszel. Wreszcie badanie metodą tomografii komputerowej (CT) wykazało liczne masy w obrębie i wokół jej płuc. Biopsja wykazała przerzuty czerniaka – raka skóry, o którym Shirley nawet nie wiedziała. Natychmiast rozpoczęła chemioterapię, nie zaprzestając przygotowań do przekładanego naprędce ślubu.

Niestety, dwie serie chemioterapii oraz radioterapia mózgu, przeprowadzone w ciągu kolejnych dwóch lat, spowolniły rozwój raka, ale nie były w stanie go powstrzymać. Kończyły się możliwości leczenia. Powiedziałem jej o nowym badaniu, w którego ramach był oceniany innowacyjny lek, mający „doładować” układ odpornościowy pacjenta, tak aby mógł on skuteczniej walczyć z rakiem.

Było to badanie randomizowane, co oznacza, że nie każdy uczestnik otrzymywał nowy lek, nazywany wówczas MDX-010. Mimo to Shirley zgodziła się wziąć w nim udział. Po czterokrotnej terapii nowe badania CT wykazały, że zaginął wszelki ślad po czerniaku. Do dzisiaj Shirley pozostaje w całkowitej remisji. Ma dwoje pięknych, zdrowych dzieci i – używając jej własnych słów – „odzyskała życie”.

Dla mnie, jako specjalisty onkologa oraz jako badacza, obserwacja przemiany Shirley uzasadniła wieloletnie nadzieje na to, że naukowcy są w stanie opracować skuteczne metody terapii raka, polegające na ukierunkowaniu układu odpornościowego przeciwko nowotworom złośliwym. Optymizm zagościł w środowisku medycznym w ubiegłym roku, kiedy usłyszeliśmy o podobnych przypadkach powodzenia tej i innych metod immunoterapii u pacjentów z zaawansowaną białaczką oraz rakiem nerek i płuc. Wprawdzie immunoterapia z pewnością nie stanowi panaceum, jednak ostatnie sukcesy mogą pozwolić nam na poczynienie znaczących postępów w walce z chorobą na późnych etapach rozwoju nowotworów.

Wielopoziomowa obrona

pomysł, aby system odpornościowy zwalczał raka, nie jest nowy. Próby zaprzęgnięcia sił obronnych organizmu do walki z nowotworami złośliwymi rozpoczęto ponad 100 lat temu, kiedy William Coley, chirurg z New York Cancer Hospital (obecnie Memorial Sloan Kettering Cancer Center), próbował wykorzystywać w tym celu bakterie zabite wysoką temperaturą. Coley zaobserwował, że niektórzy pacjenci żyją dłużej, jeśli po operacji usunięcia raka doszło u nich do infekcji. Na tej podstawie wysunął hipotezę, że nasz wewnętrzny system obronny, który został pobudzony do walki z patogenami, może także zadziałać na nowotwór.

W ciągu kolejnych dziesięcioleci naukowcy zajmujący się badaniami podstawowymi odkryli wiele na temat tego, jak komórki tworzą ten obronny układ, a także w jaki sposób mediatory chemiczne i przełączniki molekularne tak precyzyjnie go kontrolują. Dowiedzieli się, w jaki sposób układ odpornościowy szybko się mobilizuje, aby móc wykrywać potencjalnie niebezpieczne zakaźne patogeny, takie jak bakterie czy wirusy. Równie ważne jest to, że badacze opisali szczegółowo wiele systemów kontroli i równowagi, które zazwyczaj wysyłają układowi odpornościowemu sygnały sugerujące ograniczenie reakcji, tak aby ostatecznie nie doszło do zbyt dużego zniszczenia prawidłowych tkanek. Dzięki temu uzyskali szczegółowy wgląd w przebieg reakcji układu odpornościowego na raka, a także w zmiany, jakie następują w tym systemie pod jego wpływem.

Pierwsza linia obrony przed patogenami to ogólna odpowiedź na bakterie i wirusy, która jest koordynowana przez białe krwinki – neutrofile i monocyty. Komórki te należą do tzw. wrodzonego układu odpornościowego. Ich funkcją jest rozpoznawanie pewnych cech anatomii molekularnej wspólnych dla wszystkich bakterii lub wirusów – takich jak fragmenty ich zewnętrznej otoczki lub dziwacznych struktur DNA i RNA, różniących się od tych obserwowanych w wyżej uorganizowanych organizmach. Wprawdzie białe krwinki nie kierują swojego ataku przeciwko żadnym swoistym gatunkom ani białkom, jednak są w stanie zniszczyć wielu mikrobiologicznych najeźdźców i w efekcie doprowadzić do uwolnienia fragmentów molekularnych, nazywanych antygenami, które inni członkowie układu odpornściowego rozpoznają jako obce.

Komórki odpowiedzialne za drugą linię obrony, tzw. adaptacyjny układ odpornościowy, wykorzystują te antygeny jako punkt startowy dla uruchomienia precyzyjniejszej odpowiedzi. Jeśli jest ona skuteczna, powoduje rozwój pamięci o danych drobnoustrojach, dzięki czemu w przyszłości ich pokonanie będzie łatwiejsze. Ta adaptacyjna reakcja opiera się na dwóch rodzajach komórek – limfocytach T i B. Wyróżnia się różne rodzaje limfocytów T, ale wszystkie pochodzą od komórek prekursorowych, których źródłem jest grasica – mały narząd położony tuż nad sercem, w środku klatki piersiowej. Z kolei limfocyty B pochodzą ze szpiku kostnego i produkują cząsteczki przeciwciał. Przeciwciała i określone cząsteczki na powierzchni limfocytów T rozpoznają swoiste antygeny, co pozwala układowi odpornościowemu na rozpoznawanie i niszczenie bakterii i zakażonych komórek, eksponujących te antygeny na swojej powierzchni.

Jeśli układ odpornościowy działa optymalnie, zarówno wrodzone, jak i adaptacyjne mechanizmy współpracują ze sobą w procesie identyfikacji i zwalczania patogenów niebezpiecznych dla organizmu. Ponadto jeden z podtypów limfocytów T zachowuje długotrwałą pamięć molekularną rozpoznanego zagrożenia, co pozwala na jego szybszą neutralizację w przypadku ponownego napotkania w przyszłości.

Oczywiście, rak to nie to samo, co infekcja. Do rozwoju nowotworu dochodzi wtedy, kiedy własne komórki organizmu ulegają zmianom, m.in. zmianom genetycznym. Pomimo to układ odpornościowy powinien rozpoznać złośliwe komórki, ponieważ mają one na swojej powierzchni nieprawidłowe cząsteczki, wyglądające obco dla limfocytów T i B. Jednak z różnych powodów układ odpornościowy często nie potrafi skutecznie walczyć z rakiem. Przez lata próby wzmocnienia tej reakcji przynosiły zmienne efekty. Najnowsza metoda, o większej skuteczności, opiera się na innej taktyce. Okazało się, że nowotwory czasami wykorzystują dla swoich celów naturalne wyłączniki układu odpornościowego i w aktywny sposób tłumią jego reakcję na złośliwe komórki. Nowe terapie mają na celu wyłączenie tych hamulców.