Мария Кондратова - Кривое зеркало жизни. Главные мифы о раке, и что современная наука думает о них

Говоря об иммунном ответе, мы, как правило, используем «воинственные» метафоры — «борьба», «уничтожение», «подавление». Но мало уничтожить врага, будь то вирус, бактерия или другой паразит. Организм должен еще и исправить причиненные им повреждения. Регенерация тканей и заживление ран тоже находятся под контролем клеток иммунной системы: в нашем организме она не только «воин», но еще и «целитель». Один и тот же тип клеток — макрофаги — может играть каждую из этих ролей в зависимости от нужд организма. М1-макрофаги (их еще называют классически активированными макрофагами) — это «воины». Они отвечают за уничтожение чужеродных агентов (в том числе и опухолевых клеток) как напрямую, так и за счет привлечения и активации других клеток иммунной системы (например, Т-киллеров). М2-макрофаги — «целители» — ускоряют регенерацию тканей и обеспечивают заживление ран.

Присутствие в опухоли большого количества М1-макрофагов тормозит ее рост, а в некоторых случаях может вызвать даже почти полную ремиссию (уничтожение). И наоборот: М2-макрофаги вырабатывают молекулы, которые дополнительно стимулируют деление опухолевых клеток, то есть благоприятствуют развитию злокачественного новообразования.

Экспериментально было показано, что в опухолевом окружении обычно преобладают именно М2-клетки («целители»). Более того, под действием веществ, выделяемых опухолевыми клетками, активные М1-макрофаги «перепрограммируются» в М2-тип. Они перестают синтезировать антиопухолевые цитокины, такие как интерлейкин-12 (IL12) или фактор некроза опухолей (TNF), и начинают выделять в окружающую среду молекулы, ускоряющие рост опухоли и прорастание кровеносных сосудов, которые будут обеспечивать ее питание, например уже упоминавшиеся фактор роста опухолей (TGFβ) и фактор роста сосудов (VЕGF). М2-макрофаги перестают активировать Т-клетки и другие клетки иммунной системы и начинают блокировать местный (противоопухолевый) иммунный ответ. То есть здесь, как и в случае с другими клетками опухолевого окружения, коварство рака заключается в том, что, будучи по сути «чужеродным агентом», он «преподносит себя» организму таким образом, что лейкоциты воспринимают его не как врага, которого надо уничтожить, а как незаживающую рану, требующую помощи, защиты и исцеления.

ФАКТ:в некоторых опухолях макрофаги составляют около 50 % клеточного содержимого.

Другим примером молекулярного «выключателя», который раковые клетки используют в своих интересах, являются мембранные белки Т-лимфоцитов, получившие название «контрольные точки иммунитета» (не путать с контрольными точками клеточного цикла!).

Т-лимфоциты — главная группа клеток адаптивного (приобретенного) иммунитета позвоночных. Их «боевое подразделение» — цитотоксические Т-киллеры, обеспечивают распознавание и уничтожение клеток, несущих на поверхности чужеродные антигены, в том числе и опухолевых клеток. Однако «наивные», «необученные» Т-клетки изначально не способны распознать антиген непосредственно на поверхности опухоли. Прежде они должны «научиться» этому с помощью специальной группы клеток врожденного иммунитета, так называемых антигенпредставляющих клеток. Это дендритные клетки и макрофаги. В процессе первичного иммунного ответа они атакуют опухоль и пожирают отмершие раковые клетки, после чего начинают выставлять на своей поверхности не только собственные пептиды, но и пептиды переваренной опухолевой клетки, в том числе и опухолевый антиген (если повезет).

Чужеродный пептид на поверхности дендритной клетки (или макрофага) в составе МНС-комплекса взаимодействует с Т-клеточными рецепторами всех доступных Т-клеток, пока не найдет среди них самую подходящую — ту, у которой Т-рецептор сможет связать данный антиген наиболее эффективно.

Однако для полной активации Т-клеточного ответа недостаточно только наличия чужеродного антигена. Как в банке при заключении кредитного договора на большую сумму кроме паспорта просят предоставить дополнительные документы для гарантии платежеспособности, так и Т-клетке требуется «дополнительное подтверждение» в виде специальных активирующих молекул, которые тоже синтезируются дендритными клетками и макрофагами.

Самые известные молекулы-коактиваторы Т-клеточного ответа — белки В7. Эти мембранные белки связываются с рецептором CD28 на поверхности Т-клетки, на время как бы «склеивая» две клетки между собой. Такая дополнительная «молекулярная сшивка» — обязательное условие активации иммунного ответа. В ее отсутствие Т-лимфоцит не активируется.

Однако, как упоминалось выше, естественной частью иммунного ответа является его своевременное угнетение. Почти сразу после активации в Т-клетке запускаются процессы, ведущие к сдерживанию, ограничению их защитной, но одновременно и разрушительной деятельности. Активированные Т-лимфоциты начинают экспрессировать белок CTLA4. Это «близкий родственник» и одновременно конкурент рецептора CD28. CTLA4 взаимодействует с теми же молекулами-коактиваторами (В7), что и CD28, но делает это гораздо эффективнее, и в результате коактивация Т-клеток белками В7 ослабляется и иммунный ответ начинает затихать.

Действуя вместе с антигенраспознающими рецепторами TCR, CD28 активирует целый ряд внутриклеточных киназ (ферментов, которые фосфорилируют другие белки), в то время как сигнал от CTLA4 приводит к активации их «молекулярных антагонистов» — фосфатаз (ферментов, которые дефосфорилируют другие белки). Таким образом этот рецептор тормозит иммунный ответ не только на мембранном, но и на внутриклеточном уровне. Этот молекулярный «предохранитель» необычайно важен для ограничения развития патологически сильного иммунного ответа. Мыши, у которых ген белка CTLA4 был искусственно выключен, погибали от системной аутоиммунной реакции — они буквально убивали сами себя.

Другой контрольной точкой ингибирования Т-клеточного ответа выступает рецептор PD1. Так же как и CTLA4, PD1 не экспрессируется на поверхности «наивных» Т-клеток и начитает синтезироваться только после активации иммунного ответа.

В опухолях лиганды, запускающие ингибирование Т-клеточного ответа через этот рецептор, активно производятся не только раковыми клетками, но и другими присутствующими там иммунными клетками, например макрофагами и дендритными клетками, — еще один пример «перепрограммирования», когда клетки опухолевого окружения, которые, по идее, должны бороться со злокачественным перерождением, вместо этого начинают «работать на опухоль».

Изучение механизмов избегания иммунного ответа опухолями навело ученых на мысль разработать лекарства, регулирующие контрольные точки ингибирования в Т-клетках. Ученые предположили, что блокирование этих рецепторов потенциально может привести к восстановлению нормальной активности иммунных клеток и усилению их антиопухолевой активности. Первые статьи на эту тему появились еще в конце 1990-х годов. Но от научной идеи до выхода нового лекарства путь не близкий. Только в 2011 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США разрешило выпустить на рынок первый лекарственный препарат этой группы «Ипилимумаб» (блокирует CTLA4), и только в 2014 году одобрение получил препарат «Ниволумаб» (блокирует PD1). Оба этих лекарства представляют собой уже знакомые нам моноклональные антитела к соответствующим белкам. Пока они одобрены только для лечения меланомы, но ведутся клинические исследования возможного применения этого типа лекарств для лечения рака простаты, рака легких и почек. Каждый из препаратов показывает высокую эффективность при лечении метастатической меланомы, а совместное их применение еще и значительно усиливает фармацевтический эффект.