Рис. 1. Белок транскрипции связывается с последовательностью нуклео-
тидов, и РНК-полимераза синтезирует иРНК (рис. и цит. по: Р. Холлидей,
1989).
В результате метилирования CpG-динуклеотидов в промоторе ген вы-
ключается, т.е. репрессируется. Это может иметь две причины: метильные группы препятствуют связыванию белка транскрипции с промотором гена или способствуют присоединению репрессора (Рис. 2).
321
Рис. 2. Присоединение метильных групп -СН3 к цитозину в составе CpG-
динуклеотида. Связывания белка транскрипции с промотором гена не происхо-
дит, и ген выключается (рис. и цит. по: Р. Холлидей, 1989) .
У. Гиббс (2004) подчѐркивает, что для раковой клетки характерны: сни-
жение метилирования еѐ генома в целом и повышение содержания метильных групп в генах-супрессорах, препятствующих превращению нормальной клетки в раковую клетку.
До недавнего времени, продолжает автор, «многие учѐные полагали, что канцерогенез начинается с мутации, выводящей из строя гены-супрессоры. Од-
нако во многих раковых клетках эти гены не содержат никаких изменений в нуклеотидной последовательности» (У. Гиббс, 2004).
В настоящее время клиницисты уже проводят тестирование препаратов против избыточного количества метильных групп (-CH3) в раковой клетке. Та-
кие лекарства должны обеспечивать: либо «отщепление метильных групп от генов, либо препятствовать их присоединению в новых клетках». Такие препа-
раты перспективны, – считает С. Майер (S. Maier). Она же работает над созда-
нием методов диагностики раковых клеток на основе метилирования их генов.
Но, по мнению С. Майер, существует одна проблема: «Все такие препара-
ты деметилируют геном в целом, т.е. не избирательно, что приводит к побоч-
ным эффектам». Другой проблемой «для беспокойства является – нестабиль-
ность действия: вскоре метильные группы (-CH3) появляются снова, и гены-
супрессоры в раковой клетке выключаются».
«Изменение экспрессии генов под влиянием лекарств носит временный характер», – считает Ж.-П. Исса (Jean-Pierre Issa). – Но если изменение будет таким, что иммунная система организма сможет распознавать раковые клетки,
или если оно включит процесс апоптоза, то результат так или иначе будет дос-
тигнут».
G. Fichera (1932) впервые для реверсии раковых клеток использовал экс-
тракты эмбриональных тканей, а теперь из них выделяют фетальные белки – альфа-фетопротеин и другие.
322
Понимание этого вызывает интерес к изучению взаимодействия раковых клеток с эмбриональными клетками и тканями. Это открывает пути к индукции реверсии раковых клеток в нормальные клетки.
Во многих странах исследования ведутся по трем направлениям:
-культивирование раковых клеток в присутствии эмбриональных клеток
иэкстрактов;
-введение раковых клеток в сингенные эмбрионы;
-введение эмбриональных экстрактов или эмбриональных белков в рако-
вую опухоль, а также и внутримышечно в организм.
Д-р Линне-Мари Постовит и еѐ группа (2005) из США показали, как мик-
росреда эмбриональных стволовых клеток человека стимулирует реверсию ме-
тастатических клеток меланомы в нормальные клетки.
Они создали трѐхмерную коллагеновую матрицу, которую предваритель-
но заселяли эмбриональными стволовыми клетками человека и давали им не-
сколько дней на формирование колоний и подготовку микросреды. Затем эти клетки удаляли, а микросреда оставалась в матрицах нетронутой. Потом микро-
среду матриц засевали клетками меланомы и оставляли на несколько дней, а за-
тем проводили молекулярный и функциональный анализ.
Результаты: у клеток меланомы изменялась программа, и они начинали секретировать протеин Melan-A, связанный с меланоцитами, и образовывать колонии, подобные колониям эмбриональных стволовых клеток человека.
Клетки становились менее инвазивными, чем меланомные клетки, не испытав-
шие на себе воздействие этих матриц.
Учѐные подчеркивают, что «эти результаты дают новый подход к изуче-
нию возможных последствий выявления факторов микросреды, созданной че-
ловеческими эмбриональными стволовыми клетками, которые влияют на об-
ращение метастатических свойств опухолевых клеток».
Известно, что в составе клеток рака часть клеток имеет признаки диффе-
ренцировки. Поэтому возникло предположение, что с появлением их диффе-
ренцировки, злокачественность раковых клеток должна снижаться (G.B. Pirce,
323
1970; G.B. Pierce, L.D. Jonson, 1971; G.B. Pierce, 1972; И.Н. Швембергер, 1978, 1980).
G.B. Pierce, G. Wallace (1971) изучали роль дифференцировки в реверсии раковых клеток. Крысам делали прививки клеток из ороговевающего рака и изучали методом авторадиографического анализа.
Через 2 ч после введения Н-тимидина мечеными были только недиффе-
ренцированные участки рака, а уже через 96 ч клетки, связавшие Н-тимидин,
обнаруживались в дифференцированных участках рака в составе «раковых жемчужин».
Выделение раковых клеток из дифференцированного участка и попытка прививки их животным – не вызывала рак, тогда как такое же количество кле-
ток из недифференцированного участка – давало рост рака. Из этого ясен вы-
вод: дифференцировка раковых клеток приводит к утрате у них злокачествен-
ных свойств и превращает их в нормальные клетки. Известно, что дифференци-
рованная клетка после выполнения функций прекращает делиться и погибает через апоптоз. Это путь ликвидации раковых клеток не методами уничтожения их, а через их реверсию в нормальные клетки (Л. Сакс, 1986; В.А. Галицкий, 2003).
А.П. Савоновская (1952) вводила по 10 млн. клеток первичной саркомы Уокера крыс в крысиные эмбрионы, находящиеся на ранних стадиях развития.
Оказалось, что клетки, введенные в эмбрионы в течение первых двух третей беременности, не вызывали рак, а введенные в последнюю треть дали рост сар-
комы на эмбрионах.
Эти опыты показали, что при введении раковых клеток в эмбрионы ран-
него периода они подвергаются воздействию какого-то фактора и происходит их реверсия в нормальные клетки. В последнюю треть срока этого фактора нет
– нет и реверсии клеток саркомы.
Из исследований Л. Сакс (1986) и В.А. Галицкого (2003) следует, что фактором реверсии в приведѐнном опыте мог быть фактор роста, к которому на раковой клетке обычно сохраняется рецептор. Связывание фактора роста с ре-
324
цептором на раковой клетке включает в ней ген дифференцировки, и она пре-
вращается в дифференцированную нормальную клетку, а вместе с этим утрачи-
вает все свойства раковой клетки.
W.E. Poel (1964) провѐл анализ всех типов канцерогенеза. По его мнению, «во всех этих случаях нет доказательств, что канцерогены действуют и вызы-
вают необратимые изменения в тех клетках, которые претерпевают злокачест-
венное перерождение, но все они прямо или косвенно вызывают нарушения ре-
гуляции размножения клеток, т.е. эпигенетические изменения».
Канцероген является «веществом, которое способно изменять характер репрессии генов – веществом, способным «снимать» -CH3–группы, экрани-
рующие промотор гена и тем самым вызывать дерепрессию определенных ге-
нов в клетке.
Дж. Пирс (G.B. Pierce, 1972) на основе анализа ряда эмбриональных и не-
эмбриональных раков разного типа клетки предложил схему канцерогенеза.
В основе канцерогенеза, по мнению Дж. Пирса, лежит воздействие на клетку-мишень канцерогена, что вызывает эпигенетические изменения в еѐ оп-
ределѐнных генах – включение одних генов и выключение других: нормальная стволовая клетка – раковая стволовая клетка, а из неѐ образуется раковая ство-
ловая клетка и нормальная дифференцированная клетка.
Такая концепция канцерогенеза, с точки зрения Дж. Пирса, «объясняет безнадежность борьбы с раком с помощью цитотоксических веществ, а указы-
вает иной путь – направленное изменение экспрессии генов и реверсию рако-
вых клеток в нормальное состояние».
Для этой цели во многих странах и в нашей стране готовят препараты из эмбриональных и плацентарных тканей человека.
1. С.Ю. Родионов и соавторы (1995) применили экстракт из фетальных тканей человека для лечения инкурабельных пациентов IV клинической группы с различными типами рака.
325
Основаниями для этого служили: появление на поверхности раковых кле-
ток и в сыворотке крови пациента фетальных антигенов, в норме обнаруживае-
мых только в тканях эмбрионов.
Однако, иммуногенность белков-антигенов на поверхности раковых кле-
ток мала. Одной из причин этого является экранирование антигенов антитела-
ми. Основным из них на раковой стволовой клетке любого типа является фе-
тальный белок под кодовым обозначением – «5Т4».
Авторы считают, что введение экстрактов фетальных тканей «снимает» с
поверхности раковых клеток антитела и открывает эпитопы антигенов для уз-
навания клетками иммунной системы пациента.
Исследования эмбриональных фетальных тканей в опытах на животных по стандартной схеме доклинических испытаний, показали отсутствие токсиче-
ского действия на организм, способность стимулировать клеточную иммунную реакцию и фагоцитоз.
Авторы провели лечение пациентов экстрактом из фетальных тканей че-
ловека и получили результаты: из 39 пациентов, страдающих от рака, примене-
ние таких препаратов дало эффект у 20 (51,2%), а сроки ремиссии от 2 мес. до 4
лет.
2.Д-р С. Пеленгарис (S. Pelengaris, 2002) и еѐ группа из Глазго (Англия),
атакже проф. Д. Фелшер (D. Felsher, 2002) из США изучили роль гена с-myc в
возникновении раковой клетки из нормальной клетки в культуре и в опытах на мышах. На основании результатов исследований авторы заключили:
- «представление, что для канцерогенеза необходимо множество мутаций в нормальной клетке, неверно»;
- «причиной возникновения раковой клетки может быть всего один ген и его продукт, известный как – c-Myc. Именно в нарушении регуляции его экс-
прессии на фоне нарушений в апоптозе учѐные видят причину образования ра-
ковой клетки».
Эти же учѐные из Глазго с коллегами из Сиэтла, США (2002), нашли спо-
соб «выключать» ген c-myc, «делающий раковые клетки смертельными».
326
Оказалось, что известный антибиотик доксициклин останавливает деле-
ние раковых клеток.
На мышах был поставлен опыт с генетически модифицированными клет-
ками печени: до тех пор, пока животным добавляли в корм доксициклин, рак у них не возникал. Когда антибиотик давать прекращали, у них опять начинался рак этого органа. После того, как мышей снова «посадили» на антибиотик, у
них началась стремительная ремиссия: рак исчез, а клетки печени не проявляли никаких отклонений от нормы. То есть учѐные смогли по своему желанию
«включать» и «выключать» опасный ген, вызывающий рак.
Авторы пишут, что в странах мира «рак поражает каждого третьего чело-
века и убивает каждого пятого». «Теперь выявлено лекарство, которое может блокировать раковые клетки». Но «интересно уже то, что раковые клетки мож-
но преобразовывать обратно в нормальные», заключают учѐные.
3. «Вакцинация эмбриональными стволовыми клетками предотвращает рак у мышей», – так называется статья учѐных университета Луизианы (США),
работающих под руководством проф. Джона Итона (John Eaton, 2006).
Учѐные показали, что вакцинация эмбриональными стволовыми клетками
(ЭСК) предотвращает рак лѐгких у мышей, подвергающихся воздействию кан-
церогенных веществ или трансплантации раковых клеток.
Было обнаружено, что вакцинация ЭСК предотвращает рак с эффектив-
ностью 80-100% в случае прививки клеток карциномы Льюиса и 60-90% в слу-
чае воздействия канцерогенов.
Учѐные проверяли два типа вакцин против раковых клеток. Один тип со-
стоял только из ЭСК, взятых из мышиных бластоцист. Другой тип – из этих же ЭСК в комбинации с фибробластами, синтезирующими гранулоцитарно-
макрофагальный колониестимулирующий фактор роста (GM-CSF). Такие фиб-
робласты (STO) используют в качестве фидера – питающей подложки, на кото-
ром выращивают ЭСК, что поддерживает ЭСК в недифференцированном со-
стоянии.
327
Этапы эксперимента. На первом этапе – мышам делали инъекции одной или другой вакцины, на втором этапе – одним мышам трансплантировали клет-
ки карциномы лѐгких Льюиса, а на других мышей воздействовали веществом –
3-метилхолантрен, вызывающим рак лѐгких.
Результаты. В случае заражения клетками карциномы ЭСК предотвраща-
ли рост рака в 80% случаев, а ЭСК в сочетании c STO/GM-CSF – в 100% случа-
ев.
При воздействии канцерогена первый тип вакцины действовал с 60% эф-
фективностью, а второй – 90%. В течение 27 недель наблюдения у соответст-
вующего процента мышей не развивались опухоли. У тех вакцинированных мышей, у которых опухоли всѐ-таки выросли, размер их был на 80 – 90%
меньше, чем у невакцинированных животных. Опухоли развились у всех без исключения мышей контрольной группы, которым не проводили вакцинацию,
как в результате трансплантации клеток карциномы, так и в результате воздей-
ствия канцерогена. Ни у одной из вакцинированных мышей не наблюдалось побочных эффектов – аутоиммунная реакция или угнетение стволовых клеток костного мозга.
«Учѐные считают, что предотвращение вызванного канцерогенами рака – более важный результат их работы, так как эта модель ближе к реальной жизни,
чем трансплантация раковых клеток». Этот эффект вакцинации эмбриональны-
ми стволовыми клетками учѐные объясняют тем, что стволовые и раковые клетки вырабатывают ряд сходных белков. Вакцинация приводит к выработке иммунитета против раковых клеток, содержащих эти белки.
На наш взгляд, основной причиной эффекта с помощью этой вакцины могла быть индукция реверсии раковых клеток, что продемонстрировано в опытах с клетками меланомы in vitro в микросреде от эмбриональных стволо-
вых клеток человека Л.-М. Постовит (2005).
Открытие учѐных позволяет им надеяться на разработку клеточных вак-
цин для людей с повышенным риском рака или подвергающихся воздействию канцерогенов.
328
Тестировать новую противораковую вакцину на людях учѐные считают преждевременным из-за возможных побочных эффектов. Не исключено, что такая вакцинация может вызывать реакцию клеток иммунной системы на соб-
ственные стволовые клетки организма. Но проф. Джон Итон полагает, что
«дальнейшее совершенствование метода позволит избежать этого риска».
В настоящее время он и его группа изучают возможности предотвраще-
ния при помощи своих вакцин различных типов рака, вызванных канцерогена-
ми, а также «вакцинируют старых животных, чтобы предупредить гормональ-
но-зависимые опухоли, которые обычно развиваются у многих из них».
Материалы исследования были доложены на международном онкологи-
ческом симпозиуме EORTC–NCI–AACR в Праге (2006). (Источник: www.medlinks.ru.)
329
Заключение
Р. Вирхов (1821–1902) впервые заявил, что любая болезнь возникает «от патологии клетки или клеток». Теперь это всеми подтверждено, и ключ к про-
блемам любой болезни нужно искать именно в клетке.
Клетка – это место болезни, а еѐ причина внутри клетки: на молекуляр-
ном уровне – сегодня, а на уровне атомов и их электронных оболочках – в бу-
дущем.
Причина любой болезни на молекулярном уровне – это изменения в ге-
номе и протеоме клетки. Для каждой болезни эти изменения свои. Эти измене-
ния и есть – «патология клетки или клеток». Главная задача науки – познать в деталях эти изменения.
Древнее и опаснее для человека болезни, чем рак, в медицине нет. Это связано с его нетипичной причиной – раковая клетка. Но термин «рак» не вы-
ражает ни причины и ни сущности болезни.
Рак возникает от патологии одной клетки. На первом этапе нормальная клетка превращается в раковую клетку, т.е. создаѐтся причина. На втором этапе раковая клетка путем размножения создает следствие – колонию дочерних кле-
ток, т.е. рак.
Что удивляет в раковой клетке? То, что при других болезнях клетка-
причина либо погибает сразу или как дефектная после выполняет функций сво-
ей ткани. Раковая же клетка из-за изменений в геноме становится клеткой-
организмом и неуязвимой для организма-хозяина.
Как видно, рак – не одно целое, а представляет колонию из клеток-
организмов – потомков из одной раковой клетки, которые расселяются в тканях без конца и границ.
При солидном раке часть его клеток создает скопления: первичный очаг рака и его метастазы – это симптомы рака. Это причины того, что все трудно-
сти диагностики и излечения не в раке, а в его раковых клетках:
- нет в организме пациента раковой клетки, не будет и рака;
330