Афина Актипис - Клетка-предатель. Откуда взялся рак и почему его так трудно вылечить

Эво-индекс включает два параметра: генетическое разнообразие опухоли и скорость генетических изменений в ней. В Эко-индексе также два параметра: ресурсы (такие как кровь) и опасности (такие как угроза уничтожения со стороны иммунной системы), присутствующие в среде обитания клеток. Вместе эти факторы могут помочь предсказать наиболее вероятный сценарий эволюции опухоли, а также, что особенно важно, как она будет реагировать на различные виды лечения.

Индексы Эко и Эво являются инструментами, которые могут помочь нам идентифицировать опухоли с различной эволюционной динамикой. Мы надеемся, что измерение этих параметров позволит разрабатывать и корректировать методы лечения, основанные на конкретной динамике конкретной опухоли, а не просто на ее статических свойствах, таких как генетический профиль в один отдельный момент времени.

КАК МЫ УЖЕ С ВАМИ ВИДЕЛИ, РАК — ЭТО ОЧЕНЬ ХИТРЫЙ И ГИБКИЙ ВРАГ, И, ЕСЛИ МЫ ХОТИМ КОНТРОЛИРОВАТЬ ЕГО, НАМ, ПОЖАЛУЙ, СЛЕДУЕТ СТАТЬ ЕЩЕ ХИТРЕЕ И ИЗОБРЕТАТЕЛЬНЕЕ.

Большинство современных видов терапии представляют собой огонь на поражение по опухоли в надежде, что от нее ничего не останется. Лечение, использующее эволюционный подход, такое как адаптивная терапия, действует куда более точечно: оно корректирует ландшафт приспособленности опухоли для изменения ее эволюционной траектории. Существует много потенциальных стратегий для контроля популяции раковых клеток за счет изменения их эволюционного пути: замедления, перенаправления и уничтожения только тех, что с наибольшей вероятностью могут принести проблемы.

При рассмотрении эволюционирующей популяции эволюционные биологи часто прибегают к концепции так называемого ландшафта приспособленности. Вершины гор на этом ландшафте соответствуют наиболее приспособленным фенотипам, а подножия и равнины — наименее приспособленным. По мере эволюции популяции она, можно сказать, поднимается в гору на ландшафте приспособленности (рис. 7.2), с каждой сохранившейся мутацией забираясь все выше.

Рисунок 7.2. Одной из причин развития рака в организме является более высокая приспособленность клеток с раковыми свойствами — таким клеткам на ландшафте приспособленности соответствует самая высокая точка. Ландшафт приспособленности — это графическое отображение траектории эволюции популяции. Со временем клетки организма накапливают мутации. Некоторые из этих мутаций позволяют клеткам перемещаться на более высокую точку ландшафта приспособленности. Эти более приспособленные клетки с большей вероятностью оставят потомство, тем самым подвинув популяцию клеток вверх на ландшафте, приблизив ее к вершине, соответствующей раку (вверху). Предотвратить развитие рака можно, изменив, например, траекторию эволюции клетки на ландшафте приспособленности или даже переделав сам этот ландшафт, за счет изменения экологии организма (внизу). Так, раковые клетки можно было бы «заманивать» на локальные вершины, тем самым не давая им подняться выше этих локальных максимумов, навсегда лишив возможности добраться до настоящей вершины — самой высокой точки всего ландшафта. Изменение ландшафта приспособленности с целью корректировки траектории эволюции рака — одна из стратегий эволюционного подхода к сдерживанию рака.

Одним из способов сдерживания рака могло бы стать целенаправленное изменение данного ландшафта — смещение вершин и равнин, — чтобы раковые клетки развивались в выгодном для нас направлении, например, их можно заманивать на «локальные вершины», чтобы они оставались относительно безвредными. Если мы сможем менять этот ландшафт приспособленности, то добьемся того, чтобы раковые клетки были менее устойчивыми к применяемым методам лечения. Мы можем сделать их менее агрессивными и отбить у них «охоту» к инвазии и образованию метастазов. Возможно, даже сумеем завести их в эволюционный тупик, или — выражаясь языком ландшафта приспособленности — направлять их к локальным максимумам, то есть посылать их забираться на небольшие холмы, чтобы они не отыскали настоящие горные вершины. Нам нужно лишь придумать, как именно придавать ландшафту приспособленности нужную форму, чтобы направить рак в желаемое место — ну или хотя бы не дать ему эволюционировать до вершины приспособленности, достигнув которой он сможет нас прикончить.

Ранее в этой главе я уже говорила о первых успехах и перспективах адаптивной терапии, подразумевающей регулирование дозировки в зависимости от состояния опухоли. Какие еще стратегии могут быть использованы нами для сдерживания рака? Можно ли использовать эволюционные и экологические принципы для разработки новых методов сдерживания рака вместо того, чтобы продолжать тщетные попытки его искоренить?

Самая простая стратегия сдерживания рака заключается в замедлении скорости эволюции клеток, чтобы им требовалось больше времени на перемещение по вышеописанному ландшафту приспособленности. Так, если нам удастся замедлить эволюции в два раза, то клеткам потребуется в два раза больше времени, чтобы переродиться в злокачественные. Поскольку зачастую с момента появления первых мутаций до обнаружения рака уходят десятилетия, увеличение этого промежутка в два раза поможет значительно сократить уровень распространения рака.

Как же нам замедлить эволюцию? Одним из способов является снижение мутационной нагрузки, так как это уменьшает генетическое разнообразие в популяции клеток. Такой подход многообещающий: одно исследование показало, что прием нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП) в виде одной таблетки «Аспирина» для детей в день помогает снизить уровень мутаций на порядок, а ряд исследований продемонстрировал, что НПВП замедляют развитие рака пищевода и многих других его форм (возможно, НПВП напрямую уменьшают скорость образования мутаций, или же все дело в том, что наша врожденная система подавления рака работает более эффективно при низком уровне воспаления в организме). Эволюцию можно задержать и другим способом: замедлить размножение особей. При этом большинство препаратов сейчас разрабатывается для максимально эффективного уничтожения клеток, а не для подавления их деления. Вполне вероятно, что многие потенциальные лекарства от рака были оставлены без внимания в ходе скрининговых тестов, так как оценка препаратов проводится на основании того, насколько хорошо они убивают раковые клетки, а не насколько хорошо мешают им делиться. Приостановить скорость клеточного деления могут некоторые из уже существующих препаратов (они называются цитостатическими, так как поддерживают клетку, «цито», в статическом состоянии) и широко и успешно применяются в лечении рака молочной железы.