Ученые обнаружили ключевой момент в развитии рака кишечника – его «Большой взрыв», который определяет дальнейший рост и распространение опухоли. Это событие происходит, когда раковые клетки впервые ускользают от защитных сил иммунной системы, что открывает новые пути для разработки эффективных иммунотерапий и вакцин. Это прорывное исследование поддержано Cancer Research UK и Wellcome Trust.
Специалисты из Института исследования рака в Лондоне, Фонда Human Technopole в Милане и Технологического университета Чалмерса в Швеции выяснили, что этот переломный момент наступает, когда раковые клетки успешно избегают распознавания иммунной системой. Этот процесс, получивший название «иммунный побег», позволяет им оставаться незамеченными и беспрепятственно развиваться.
В ходе иммунного побега клетки рака кишечника нарушают работу генов, которые обычно позволяют иммунной системе распознавать их как угрозу. Исследователи установили, что способность опухоли маскироваться остается практически неизменной по мере ее роста, как только этот процесс запущен.
Эти открытия могут помочь врачам определять пациентов, для которых иммунотерапия, включая экспериментальные вакцины против рака кишечника, будет наиболее эффективной. Такие вакцины обучают иммунную систему целенаправленно уничтожать раковые клетки.
Как пояснил профессор геномики и эволюции Тревор Грэм, директор Центра эволюции и рака в Институте исследования рака, некоторые виды рака кишечника, по сути, «рождены быть агрессивными». То, как они взаимодействуют с иммунной системой, определяется очень рано. Он добавил, что иммунотерапия и вакцины обладают огромным потенциалом, и если воздействовать на это взаимодействие на ранних этапах, шансы на успех лечения значительно возрастают. Он также провел аналогию с Большим взрывом Вселенной, утверждая, что «Большой взрыв» рака кишечника дает нам самые важные подсказки о его будущем и о том, как это будущее можно изменить.
Рак кишечника является четвертым по распространенности онкологическим заболеванием в Великобритании, регистрируется около 44 100 новых случаев ежегодно – примерно 120 каждый день. При этом только около 15% случаев хорошо поддаются иммунотерапии, в то время как большинство остаются устойчивыми к этому подходу.
В настоящее время несколько типов вакцин против рака кишечника проходят клинические испытания. Их задача – помочь иммунной системе распознавать и уничтожать возвращающиеся или вновь образующиеся раковые клетки после операций или других методов лечения. Эстер Лакатос, математический биолог из Технологического университета Чалмерса и Гётеборгского университета, ведущий автор исследования, выразила надежду, что полученные данные приведут к более целенаправленным, эффективным и ранним методам лечения, дополняющим хирургию.
Чтобы раскрыть эти механизмы, исследовательская группа проанализировала опухолевые и иммунные клетки 29 пациентов с раком кишечника. Ученые секвенировали ДНК и РНК каждого образца, а также изучили, насколько плотно ДНК накручена на белки в хромосомах – процесс, известный как эпигенетика.
Выяснилось, что эпигенетические изменения в раковых клетках меняют процесс «считывания» ДНК для производства РНК, которая несет инструкции для создания белков. Эти изменения могут уменьшать количество неоантигенов – «красных сигнальных» белков, которые предупреждают иммунные клетки об опасности – на поверхности раковых клеток. При меньшем количестве неоантигенов иммунной системе становится труднее распознавать и уничтожать опухоль.
Исследователи полагают, что комбинация иммунотерапии с препаратами, изменяющими эпигеном, может улучшить результаты лечения. Такая комбинация способна увеличить количество неоантигенов, выставляемых раковыми клетками, делая их более доступными для воздействия иммунной системы. Прежде чем этот подход будет применяться в клинических испытаниях, потребуются дальнейшие тесты.
Доктор Кэтрин Эллиотт, директор по исследованиям в Cancer Research UK, подчеркнула, что для победы над раком кишечника необходимо понимать, что происходит на самых ранних стадиях заболевания. Независимо от того, насколько разными могут быть опухоли рака кишечника, один определяющий момент в начале имеет большое значение для того, как рак будет развиваться. Она также отметила, что рак кишечника обладает коварной способностью сопротивляться лечению, и хотя иммунотерапия начинает хорошо работать для пациентов, она эффективна не для всех. Это исследование помогает понять причины такой избирательности и предлагает новые идеи для повышения эффективности иммунотерапии при раке кишечника.
Том Коллинз, руководитель отдела исследований Discovery Research в Wellcome Trust, добавил, что благодаря отслеживанию самых ранних стадий рака кишечника исследовательская группа пролила ценный свет на механизм, который может привести к более целенаправленным, эффективным и ранним методам лечения. Он назвал это мощным примером фундаментальной науки, подчеркнув, что исследования на молекулярном уровне обеспечили более глубокое понимание развития рака кишечника, что в долгосрочной перспективе может привести к улучшению здоровья пациентов.
Работа, озаглавленная Epigenetically driven and early immune evasion in colorectal cancer evolution, была опубликована 5 ноября в журнале Nature Genetics.
