Снять иммунитет с тормозов – за что дали Нобелевскую премию 2018?

В 2018 году Нобелевскую премию по медицине получили ученые Джеймс Эллисон из США и Тасуку Хондзё из Японии. Благодаря их открытиям была разработана новая методика терапии онкологических заболеваний. В чем суть их работы?

Рак и иммунитет

Каким-то удивительным образом наша иммунная система позволяет раковым клеткам бесконтрольно размножаться. Последние просто уходят от иммунологического надзора, что позволяет им вести себя так, как они этого хотят. С этого момента зарождается первичный опухолевый очаг, который впоследствии стремительно растет и развивается, распространяясь на соседние органы и давая метастазы.

Для лечения раковых заболеваний в настоящее время, главным образом, используется хирургия. Операции эффективны на стадии, когда рак не дал метастазов и не проник к ближайшим лимфатическим узлам. При таких обстоятельствах после удаления опухоли человек может считаться полностью выздоровевшим. Ремиссия сохраняется долгие годы, и рецидив может и вовсе никогда не наступить. Однако продвинутые стадии опухолевых заболеваний нуждаются в более сложном лечении с использованием нескольких сеансов химиотерапии и/или радиотерапии. При таком развитии событий вероятность рецидива высока, а прогнозы врачей неутешительны.

В начале 20 века была предложена концепция, согласно которой ученым следует обратить внимание на собственную иммунную систему человека, которая и должна стать основным оружием против раковой опухоли. В те времена пациентов с раковыми заболеваниями даже заражали патогенными инфекциями для активизации иммунной системы. Однако такие методы давали лишь незначительный кратковременный эффект. Джеймс Эллисон и Тасуку Хондзё Тасуку Хондзё (слева) и Джеймс Эллисон Тормоза и ускорители для иммунитета Иммунитет – сложнейшая система организма, состоящая из отдельных органов, тканей, клеток и макромолекулярных комплексов. Это удивительно отточенный механизм, благодаря которому организм находится в режиме постоянной защиты.

Когда ученые только выдвинули концепцию иммунной борьбы с раковыми опухолями, и множество попыток оказались тщетными, стало очевидным, что пока у медиков и ученых недостаточно знаний о том, как именно работает иммунитет в отношении неприятеля.

Позже ученым удалось определить основных игроков иммунитета, которые принимают участие в обороне. Это Т-лимфоциты – разновидность белых кровяных телец. Именно Т-лимфоциты обладают специфическими рецепторами, которые связываются с чужеродными агентами, таким образом, маркируя последних. Это позволяет организму привлечь другие клетки иммунной системы, которые будут работать на уничтожение маркированного чужака.

Но вот незадача… Почему же Т-лимфоциты не работают в отношении рака? В чем загадка? Почему они спокойно себя ведут, находясь бок о бок с раковой клеткой, которая ведет к гибели всего организма? Изучение механизмов работы Т-лимфоцита привела ученых к открытию специфического класса веществ – ускорителей и тормозов Т-лимфоцитов.

Ускорите и тормоза – это специфические белки, которые, связываясь с Т-лимфоцитами, могут подавлять или же активировать работу иммунной системы. Гармоничный баланс между тормозами и ускорителями позволяет иммунной системы распознавать и уничтожать чужаков, при этом не трогать своих. Стоит отметить, что слишком активный иммунитет становится причиной развития аутоиммунных заболеваний – патологий, при которых клетки иммунной системы начинают работать против собственных клеток организма. И вот, чтобы не допустить этого, существуют и тормоза.

CTLA-4 – «капкан» для Т-лимфоцитов

В 1990 году американский ученый Джеймс Эллисон в лаборатории университета Беркли (Калифорния) изучал один из белков Т-лимфоцитов CTLA-4. После серии экспериментов ученый пришел к выводу, что белок CTLA-4 действует на Т-лимфоцит как тормоз. Он блокирует работу клетки, не давая ей возможности выполнить свою непосредственную функцию.

Коллеги Эллисона подхватили его выводы и стали применять CTLA-4 для лечения аутоиммунных заболеваний. И несмотря на то, что результаты были неплохими, Эллисона этот аспект применения CTLA-4 не интересовал. Когда он работал с этим белком, у него была идея использовать против него антитело для его блокировки, чтобы освободить Т-лимфоцит из капкана для борьбы с раковыми клетками.

Уже в 1994 году Эллисон поставил первый свой эксперимент на лабораторных мышах. Результаты феноменальные! Благодаря антителам к CTLA-4, которые подавили угнетение иммунного ответа, мышей удалось вылечить. Такая противоопухолевая терапия оказалась очнь эффективной!

PD-1 – еще один блокатор иммунитета

Практически одновременно с Джеймсон Эллисоном, в 1992 году японский ученый Тасуку Хондзё открыл белок Т-лимфоцитов PD-1, который также действовал в качестве тормоза для иммунной системы. Ученый провел серию исследований в своей лаборатории Киотского университета, благодаря которым наглядно продемонстрировал, что PD-1 угнетает работу Т-лимфоцитов.

Несколько лет спустя группа ученых под руководством Тасуку Хондзё поставила эксперимент над животными, который показал, что остановка PD-1 активирует противоопухолевую активность Т-лимфоцитов, и это может стать перспективным направлением в борьбе с раковыми опухолями.

В 2012 году, опираясь на работу Эллисона и Хондзё, были поставлены первые клинические исследования на добровольцах. Результаты были впечатляющими. Благодаря препаратам, блокирующих ключевые тормоза Т-лимфоцитов, у пациентов существенно увеличивался период ремиссии, а в ряде случаев такое лечение приводило к полному излечению даже при метастатическом раке.

В настоящее время ведется активная работа над совершенствованием иммунотерапии рака. Примечательно, что такое лечение не лишено и побочных эффектов в виде сверхактивного иммунитета, что чревато развитием аутоиммунных заболеваний. Однако, хорошая новость в том, что такие процессы управляемы.

Ученые Эллисон и Хондзё сумели открыть новую эпоху в лечении раковых заболеваний, приблизи человечество вплотную к полной победе над раком. Это, без сомнений, заслуживает на такую высокую награду.

Вопросы, ответы, комментарии