Ранняя диагностика и индивидуальное лечение
Ранняя диагностика и индивидуальное лечение
Генетики уже давно заняты сравнением геномов здоровых и злокачественных клеток. Они обнаружили ряд генов, патологическое изменение которых резко повышает риск заболеть раком. Сегодня с помощью генетического анализа можно распознать, унаследовал ли человек соответствующий вариант гена от своих родителей и должен ли он достаточно рано начинать профилактические мероприятия. Но от наследственной предрасположенности зависит лишь малая часть раковых заболеваний. Большая часть опухолей возникает в результате злокачественных изменений, происходящих в клетках в течение жизни. И это не только генетические изменения. Представляется, что по большей части они, как уже упоминалось, эпигенетические.
«Эпигеном типичной раковой клетки выглядит иначе, чем эпигеном здоровой клетки», — говорит Алекс Майсснер. В рамках нового проекта по расшифровке эпигенома он хотел бы попытаться систематизировать эти различия. И не только чтобы доказать, что эпигенетические лекарственные средства имеют ряд потенциальных точек приложения в борьбе против рака. Он стремится найти дополнительные, пока абсолютно неизвестные цели воздействия для более качественного, щадящего и эффективного лечения рака в будущем.
Майсснер надеется, что второй код опухолевых клеток — когда он действительно будет расшифрован до последней детали — многое расскажет об их сущности и структуре. «Когда мы определим участки метилирования для конкретной разновидности рака, то наверняка обнаружим под ними несколько хороших биомаркеров для ранней диагностики и сможем лучше разделить опухоли на подгруппы», — надеется ученый.
Возможно, благодаря изучению второго кода в недалеком будущем некоторые виды рака лаборанты смогут диагностировать на самой ранней стадии с помощью сравнительно простого анализа крови. А поскольку при этом — во всяком случае, теоретически — будут выявляться многие другие эпигенетические данные о том, насколько агрессивна опухоль, на какие медикаменты она реагирует и по отношению к каким резистентна, то в идеале ее можно будет уничтожить очень прицельно и с минимальными побочными эффектами. Или с чистой совестью оставить в покое, ибо, только получив надежный метод оценки того, как зародившаяся опухоль будет развиваться, агрессивна ли она или сравнительно безобидна, мы значительно выиграем по сравнению с сегодняшней ситуацией.
Таким образом, эпигенетика перевернет не только онкологию. В будущем она повысит результативность лечения, помогая индивидуализировать терапию в зависимости от особенностей пациента и его раковой опухоли. Она обеспечит раннюю диагностику совершенно новыми инструментами, которые смогут сделать распознавание опухолей более специфическим. Ввиду стремительного развития эпигенетики в последние годы такой сценарий представляется вполне реалистичным.
Однако эйфория была бы преждевременной: пока что не существует препаратов, которые целенаправленно боролись бы с отдельными типами рака. Более того, для многих карцином врачи не знают вообще никаких действенных средств. В таких случаях ранний диагноз часто не помогает, а лишь продлевает страдания пациентов, считает Кристиан Ваймайр, специалист по ранней диагностике рака и автор нескольких книг на эту тему. Ранняя диагностика объявляет некоторых людей онкологическими больными в тот момент, когда они еще чувствуют себя совершенно здоровыми. И при отсутствии обнадеживающего варианта лечения сокращается время беззаботной, здоровой жизни.
Эпигенетики могли бы помочь разрешить эту проблему, ибо они вносят принципиально новый вклад в понимание рака и укрепляют одновременно все три столпа онкологии: диагностику, терапию и индивидуализацию лечения.
Например, в Институте информатики Общества Макса Планка (Саарбрюккен) молодой исследователь Кристоф Бок разрабатывает новые алгоритмы для анализа моделей метилирования клеток. Помимо прочего они выдают также информацию о том, поддается ли раковая клетка лечению определенным веществом или нет. Если верить специалисту по биоинформатике, объем данных столь огромен, «что тут математика вносит серьезный вклад в медицину».
Насколько удачным может быть такой вклад, показывает конкретный пример одного проекта 2006 года: тогда Бок разработал по заказу боннского иммунолога Андреаса Ваа специальный тест для пациентов со злокачественной глиобластомой — часто встречающейся агрессивной опухолью головного мозга. Этот метод позволяет еще до начала лечения определить, насколько велики шансы на успех. Ведь стандартная химиотерапия помогает только приблизительно в четверти случаев. В оставшихся трех четвертях тяжелое лечение не приносит результата.
Кристоф Бок ввел в свои компьютеры данные о моделях метилирования глиобластомных клеток. При этом он действительно выявил критерии, позволяющие делать прогноз о том, какая клетка отреагирует на терапию, а какая нет. Оказалось, у тех пациентов, чьи опухоли поддаются химиотерапии, в результате метилирования ДНК отключен определенный ген, видимо помогающий резистентным раковым клеткам устранить ущерб, который нанесла терапия. Таким образом, уже сегодня сравнительно простой, но очень надежный диагностический тест эпигенома одной злокачественной клетки способствует индивидуализации противоракового лечения.
В настоящее время Бок работает над совершенствованием ранней диагностики рака. В рамках общеевропейского проекта «КансерДип» он совместно с несколькими коллегами из разных стран Европы ищет предательские модификации второго кода в клетках, пораженных лейкемией и раком кишечника. Цель — создание теста, который на основании типичных моделей метильных групп на ДНК в клеточных фрагментах распознает, какой именно лабораторный препарат — кровь или ткань — содержит следы пока не обнаруженной опухоли.
Подобные тесты должны обладать высокой степенью надежности еще и потому, что метильные группы, как подчеркивает Алекс Майсснер, «ужасно крепко привязаны к ДНК». Поэтому они создают «эпигенетический отпечаток», который даже спустя долгое время практически не изменяется под влиянием внешних факторов.
Намного дальше в этой области продвинулась берлинская фирма «Эпигеномика». Она была основана в 1998 году Александром Олеком, докторантом саарбрюккенского генетика Йорна Вальтера, и с самого начала занималась созданием эпигенетических тестов для ранней диагностики рака. По данным предприятия, которое в 2002 году получило премию для молодых предпринимателей и предприятий Германии «Дойчер грюндерпрайс» в номинации «Провидец», а с 2004 года котируется на бирже, первый эпигенетический тест ранней диагностики рака выйдет на рынок в 2009 году [13]. Он называется «Септин-9» и диагностирует раннюю стадию рака толстой и прямой кишки на основании модели метилирования гена септин-9 в клетках крови — считается, что с высокой точностью.
Одновременно «Эпигеномика» разрабатывает тест для ранней диагностики рака легких и метод ранней оценки агрессивности опухолей простаты. Время покажет, насколько успешными будут эти начинания. Но если они на практике подтвердят тот потенциал, которым теоретически обладают «эпигенетические отпечатки» раковых клеток, вероятно, поучаствовать в разработках фирмы захотят и крупные фармацевтические компании.