Первая клетка. И чего стоит борьба с раком до последнего - Азра Раза

больше человеческой. Поскольку при испытаниях на мышах лекарства метаболизируются очень быстро, дозы для мышей и людей различаются очень сильно. При клинических испытаниях дозировка лекарств резко снижена. Иммунная система мышей эволюционировала, чтобы бороться с патогенами в почве, а почти все, что опасно для нас, переносится по воздуху. Это коренное отличие в иммунных системах отражается и в типах клеток, циркулирующих в крови наших видов. У людей в крови 70 % нейтрофилов и 30 % лимфоцитов, а у мышей – 10 % нейтрофилов и 90 % лимфоцитов. Помимо этих очевидных отличий, одна из главных трудностей работы с мышами как с носителями человеческих опухолевых клеток in vivo состоит в том, что в отличие от людей, больных раком, таргетные лабораторные мыши здоровы. Чтобы организм мыши принял пересаженные человеческие клетки и не отторг их как инородные тела, надо сначала уничтожить иммунную систему мыши-реципиента. Лишенные иммунитета мыши едва ли могут служить воплощением in vivo среды человеческого организма, в которой процветают раковые клетки. Однако ученые искренне убеждены, что поведение этих клеток поможет им найти полезные лекарства для людей.

Идея сделать из животного среду для роста опухолевых клеток привела к созданию самых часто используемых в наши дни ксенотрансплантатов, полученных из клеточных линий. Клетки культур тканей вводили мышам с целью создать более надежную модель для терапии рака. Применение экспериментальных моделей на животных в качестве доклинических платформ для разработки лекарств от рака всерьез началось в шестидесятые, когда мышам начали пересаживать опухоли от мышей. Такие модели, полученные трансплантацией определенной опухоли от мышей к мышам, позволили поначалу добиться некоторых успехов: было получено несколько цитотоксических препаратов для химиотерапии, в том числе прокарбазин (Procarbazine) и винкристин (Vincristine), которые оказались полезными при терапии целого ряда видов рака. Это не свидетельствует об эффективности модели клеточных ксенотрансплантатов как таковой, поскольку цитотоксические лекарства истребляют клетки без разбора: и раковые, и нормальные. Вот почему они так токсичны для больных. Те же результаты, скорее всего, были бы получены и при экспериментах на клеточных культурах, которые значительно проще устроены и дешевле обходятся. Тем не менее ксенотрансплантаты становятся моделью выбора при разработке всевозможных лекарств. Реакция на цитотоксические препараты составляет при разных типах рака от 25 до 70 %. Национальный институт рака щедро финансировал создание линий клеток из опухолей распространенных типов, по шесть-девять из каждой, в надежде охватить таким образом всю вариабельность в эффективности препаратов. Это привело к созданию панели NCI-60, которая состоит из 60 линий клеток, полученных из девяти видов раковых опухолей, и которую затем предоставили исследователям для развития моделей ксенотрансплантатов.

С точки зрения разработки лекарств все эти модели без исключения провалились.

В реальной жизни подобные модели разработки лекарств – это самое настоящее безответственное разбазаривание скудных исследовательских ресурсов, и не только в онкологии. Как модели для изучения воспалительных изменений исследовались сепсис, ожоги и травмы у животных. Никакой корреляции нет. Более того, все до единого из 150 методов лечения сепсиса, которые стали применять при лечении острых заболеваний у людей, поскольку они успешно работали на мышах, обернулись сокрушительной катастрофой. Испытания на животных приносят людям не пользу, а вред, особенно когда речь идет о предсказании эффективности таргетных методов терапии. В клинической практике доля успеха у моделей на основе ксенотрансплантатов оказалась чудовищно низкой – 5–7 %. Это относится и к действующим веществам, разработанным для таргетной терапии генетических мутаций вроде BRAF, EGFR, HER2 и некоторых других. И если в единичных случаях лекарства вроде бы работают и на людях, и в моделях in vitro, дело не в биологической схожести болезней, а в том, что эти лекарства оказывают общее цитотоксическое воздействие. В разгар шумихи вокруг работы Фолкмана врач Тимоти Джонсон сказал в интервью Boston Globe: “С моей профессиональной точки зрения, исследования рака у животных следует считать медицинским эквивалентом сплетен: у них примерно столько же шансов оказаться правдой, то есть подтвердить свою эффективность у людей. Случается, что сплетни оказываются правдой, но в большинстве случаев – нет… и сплетни причиняют много боли всем, кого они касаются, в данном случае – миллионам отчаявшихся онкологических пациентов во всем мире”. Он был прав.

Когда различные модели ксенотрансплантатов и in vitro провалились, фокус сместился к улучшению качества ракового семени, а не почвы, в которую его сажали. Ученые обратились от культур клеточных линий как основы для создания доклинической модели ксенотрансплантатов in vivo к пересадке животным свежих, только что полученных клеток человеческих опухолей – иногда даже в те же органы: раковые клетки человеческой поджелудочной железы в поджелудочную железу мыши. Такие ксенотрансплантаты, полученные от пациентов, служили “аватарами” конкретных больных и позволяли испытать действие разных лекарств на клетки именно их опухолей при росте у мышей. И снова Национальный институт рака вложил большие суммы в создание сотни ксенотрансплантатов, полученных от пациентов, и передал их ученым для исследований.

Увы, этот прием не всегда работает. В одном случае лабораторная компания, проводившая исследования, сумела создать культуры опухолей только для половины из 1163 пациентов, обратившихся к ней за помощью. Исследователи в конце концов нашли только 92 человек, которые все-таки прошли лечение на основании тестирования на моделях ксенотрансплантатов, полученных от пациентов; правда, оказалось, что предсказания этой модели точны в 87 % случаев. Насколько такой подход реализуем практически, вопрос открытый: на то, чтобы вырастить опухоль у мыши и подготовить ее к соответствующей проверке несколькими препаратами, может уйти шесть недель, а иногда и больше.

Но при всем вышесказанном есть признаки того, что в целом метод ксенотрансплантатов, полученных от больных, не позволит делать точные предсказания – и это опять же связано с адаптацией имплантированной опухоли к новой среде. Чтобы понять, как меняется геном опухоли в результате нескольких раундов трансплантации у мышей, было изучено более тысячи ксенотрансплантатов, полученных от пациентов и соответствующих 24 типам рака. Имплантированные опухоли развивались иначе, чем родительские. Глиобластомы у людей получают дополнительные копии седьмой хромосомы, но в модели ксенотрансплантата дополнительная копия со временем утрачивалась. Национальный институт рака проверил 12 противораковых лекарств, которые уже успешно применялись для лечения людей, на мышах с ксенотрансплантатами 48 различных видов человеческого рака. В 63 % случаев лекарства не подействовали. Хуже того, согласно статье об этом исследовании в журнале Nature, исследователи из Национального института рака сделали вывод, что есть и такие химические соединения, которые могли бы лечить людей, но никогда не испытывались из-за ложной убежденности, что раз они не действуют на мышей с ксенотрансплантатами, то и людям не помогут. Но с моей точки зрения, даже если бы модели оправдывали наши надежды, фундаментальная проблема никуда не исчезла бы: существует очень мало эффективных противораковых лекарств, поэтому предсказания, полученные на таких моделях, указывали бы, каких лекарств следует избегать, а не что поможет больному. Не устаю подчеркивать: если ученые хотят разрабатывать лекарства от рака, им надо