Американские ученые нашли способ значительно повысить эффективность радиационной терапии злокачественных опухолей. Пока что этот метод опробован только на мышах, однако специалисты надеются, что со временем его удастся использовать и в онкологических клиниках.

Обработка опухолевых тканей проникающим излучением (рентгеном, гамма-квантами, электронами или протонами) - это старое и грозное оружие онкологии. Его применяют как для подавления роста или уничтожения первичных опухолевых очагов, так и для борьбы с метастазами. Данные медицинской статистики говорят о том, что лучевую терапию назначают каждому второму раковому больному. Успешность такого лечения, конечно, зависит от типа и возраста опухоли и общего состояния человека, но в среднем с помощью радиации удается излечивать не более половины пациентов.

В чем причина такого неуспеха? Опухолевые (как, впрочем, и здоровые) клетки вроде бы беззащитны перед жесткой радиацией, которой вполне по силам разрушить их внутренние структуры. Дело, однако, в том, что облучение в лучшем случае убивает лишь какую-то долю этих клеток, в то время как остальные поражаются лишь частично и находят в себе силы для запуска механизмов саморемонта. Правда, шансы опухоли на выживание зависят не только от числа спасшихся от гибели клеток, но и от того, будут ли они и дальше получать кислород и питательные вещества, которые поступают к ним вместе с кровью. Проникающие излучения бьют не только по самой опухоли, но и по идущим к ней микрокапиллярам. Казалось бы, тут опухоли и конец - и все же ей нередко удается отвести от себя и эту угрозу.

Чтобы понять, как такое возможно, надо вспомнить о существовании обширного семейства биомолекул, получивших название цитокинов (от греческих слов "цитос" - клетка, и "кинетис" - движущийся). Основная функция цитокинов состоит в том, что они переносят химические послания между близлежащими клетками. Любой сложный организм - это иерархически организованное клеточное сообщество, и цитокины дают его членам возможность общаться друг с другом. Каждая клетка, нормальная или раковая, имеет специальные гены, ответственные за синтез тех или иных цитокинов. Эти гены включаются только под воздействием определенных сигналов, которые могут быть индуцированы и проникающей радиацией. Выжившие клетки облученной опухоли начинают в изобилии секретировать цитокины, которые защищают от гибели ее сосудистую сеть, а также стимулируют рост новых капилляров. Это очень сильное средство самозащиты, и опухоль пользуется им в полной мере.

Встает вопрос: каким образом цитокиновые гены раковой клетки узнают о том, что опухоль подверглась радиационной атаке? Исследователи из северокаролинского Университета Дьюка во главе с Марком Дьюхерстом экспериментально доказали, что облучение вынуждает эти клетки увеличить синтез вещества со сложным названием - " индуцируемый гипоксией транскрипционный фактор первого типа", в английской аббревиатуре HIF-1. Первоначально его открыли при изучении жизнедеятельности тканей, подвергающихся гипоксии, кислородному голоданию, отсюда и название (позднее было доказано, что это вещество может выделяться и в других условиях). HIF-1 ускоряет транскрипцию целого ряда генов, в том числе и тех, что способствуют выживанию и обновлению опухолевых капилляров.

Что же следует из этого открытия? Коль скоро опухолевые клетки защищают свое кровоснабжение с помощью HIF-1, надо попытаться подавить его синтез и тем самым усилить воздействие радиации на опухолевую ткань. И в лабораторных экспериментах эта стратегия уже сработала. Мышам со злокачественными опухолями еще до первого сеанса лучевой терапии ввели препарат YC-1, способный блокировать включение гена гипоксийного транскрипционного фактора. Результат вполне соответствовал ожиданиям - эффективность лечения возросла. Правда, YC-1 пока что проверяли только на животных, однако на нем свет клином не сошелся. Американская компания EntreMed разработала и передала на клинические испытания противораковый препарат Panzem (2-метаксиэстрадиол), который тоже ингибирует синтез HIF-1 да к тому же и непосредственно уничтожает опухолевые клетки. Так что, возможно, уже не за горами появление принципиально новых лекарств, способствующих успеху лучевой терапии рака.

Источник:
Benjamin J. Moeller, Yiting Cao, Chuan Y. Li, and Mark W. Dewhirst
Radiation activates HIF-1 to regulate vascular radiosensitivity in tumors: Role of reoxygenation, free radicals, and stress granules
Cancer Cell, Vol 5, 429-441, May 2004