Все небезнадежно: ученые совершили прорыв в лечении лейкемии

Ученые из Института исследований иммунологии и рака Университета Монреаля (IRIC) обнаружили молекулярный процесс, связанный с действием лекарств от лейкемии, который не только ставит под сомнение главный принцип онкологии, но и обещает разработку эффективных методов лечения в ближайшем будущем. Результаты исследования опубликованы в журнале Cancer Cell.

В центре исследования был острый миелобластный лейкоз (ОМЛ) – наиболее распространенный тип лейкемии у взрослых. Рак, который возникает в стволовых клетках крови, является самой смертельной формой лейкемии. Даже после химиотерапии и трансплантации костного мозга продолжительность жизни у лиц с определенными генетическими профилями составляет менее трех лет.

5000 проверенных лекарств

Автор эксперимента доктор Гай Совауго и его команда поставили перед собой задачу выявить гены, связанные с миелоидным лейкозом. Работая вместе с исследователями из Квебекского банка лейкемических клеток, ученые смогли упорядочить генетические профили почти 700 пациентов с острым миелоидным лейкозом. Затем они проверили влияние примерно 5000 лекарств на различные формы миелоидного лейкоза на клетках выращенных в пробирке. «Важно понимать, что как миелоидный лейкоз, так и лимфоцитарный лейкоз представляют собой комбинацию примерно двадцати различных генетических заболеваний, – пояснил Совауго. – То, что мы называем «лейкемией», на самом деле является группой симптомов, вызванных этими заболеваниями. Таким образом, нам пришлось протестировать 5000 препаратов на нескольких подтипах ОМЛ, чтобы связать действие каждого препарата с конкретными генами».

Испытанные лекарства не используются специально для лечения лейкемии, а скорее представляют спектр фармацевтических препаратов, используемых для лечения различных заболеваний человека. Их действие было проверено как на клетках мышей, несущих ген острой миелоидной лейкемии, так и на клетках человека. Сравнительная таблица влияния каждого препарата на определенный подтип ОМЛ, благодаря генетическому секвенированию, которое выявило сходство аномалий между различными типами ОМЛ, позволила понять, почему одни лекарства действуют на определенные подтипы ОМЛ, а не на другие.

Таким образом профессор Совауго и его команда смогли определить, что некоторые из протестированных молекул могут оказывать дополнительное влияние на различные подтипы ОМЛ, действуя в комбинации, что приводит к более эффективному лечению.

Мубритиниб: перспективный препарат

Одно из лекарств будущего – мубритиниб, ингибитор протеинкиназы, который регулирует клеточный метаболизм и первоначально был разработан для лечения рака молочной железы. В ходе эксперимента ученые зафиксировали, что мубритиниб оказывал терапевтическое воздействие на некоторые подтипы ОМЛ, для которых существует очень мало эффективных способов лечения. Кроме того, препарат не вызвал интоксикации у мышей и показал себя лишь слегка токсичным в клетках человека.

Эффект Варбурга

При изучении электрохимического процесса, лежащего в основе действия мубритиниба, команда профессора Совауго сделала еще одно неожиданное открытие. Они обнаружили, что мубритиниб вызывает гибель раковых клеток в подгруппе ОМЛ путем прекращения окислительного фосфорилирования (OXPHOS – метаболический путь, при котором энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях клеток в виде АТФ) опухолевой клетки, то есть ее оксигенации.

«До сего момента считалось, что независимо от типа рака, опухолевые клетки практически не используют окислительное фосфорилирование и производят большую часть своей энергии в отсутствии кислорода, – объяснил доктор Совауго. – Однако наша работа показывает, что окислительное фосфорилирование присутствует в определенных клетках и что эти клетки используют этот процесс для производства своей энергии и пролиферации. Они умирают, если OXPHOS заблокирован».

Это открытие ставит под сомнение постулат, известный в биохимии как эффект Варбурга. Принятый в качестве основного принципа онкологии, эффект Варбурга – названный в честь его первооткрывателя и лауреата Нобелевской премии в области медицины Отто Варбурга – говорит о том, что раковые клетки производят свою энергию, разрушая глюкозу (гликолиз) без использования кислорода, и что это является ключевой характеристикой рака.

Ученые очень оптимистично смотрят в будущее. Они считают, что новый препарат на основе данного исследования может появиться на рынке в течение ближайших двух-трех лет.