Лечение рака: Настоящее и будущее

Как мы можем применить наше растущее понимание биологии рака для борьбы с этим заболеванием? Профилактика всегда лучше лечения, а многие раковые заболевания действительно могут быть предотвращены - в первую очередь, избегая употребления табака, который является побочным продуктом нашего индустриального общества. Более того, раковые заболевания часто посредством скрининга можно обнаружить на ранней стадии, а потом произвести удаление опухоли, еще до того как она пустит метастазы.

Многие возможности для лучшей профилактики и скрининга остаются, некоторые используют высокочувствительные новые молекулярные анализы. Достижения в этих областях, вероятно, предлагают самые непосредственные перспективы существенного снижения смертности от онкологии. Но профилактика и скрининг никогда не могут быть на 100 % эффективными. Несомненно, что полномасштабная злокачественная болезнь будет по-прежнему распространяться и нуждается в лечении - на протяжении многих лет вперед.

Поиск лечения рака является сложным, но не безнадежным

Трудность лечения рака сходна с трудностью избавления от сорняков. Раковые клетки могут быть удалены хирургическим путем или уничтожены токсичными химикатами или радиацией; но искоренить каждую из них очень трудно. Хирургия редко может выявлять каждый метастаз, а лечение, которое убивает раковые клетки, обычно токсично для нормальных клеток. Если даже несколько раковых клеток остаются, они могут размножаться и вызвать новый всплеск болезни; и, в отличие от нормальных клеток, они часто развивают устойчивость к ядам, применяемым против них.

Несмотря на трудности, эффективные методы лечения с использованием противоопухолевых препаратов (отдельно или в сочетании с другими методами лечения) уже были разработаны для некоторых ранее смертельно опасных раковых образований, особенно лимфомы Ходжкина, рака яичек, хориокарциномы и некоторых лейкозов и других видов рака. Даже для типов рака, где лечение в настоящее время кажется нам недоступным, существуют методы лечения, которые продлят жизнь или, по крайней мере, облегчат страдания. Но есть ли перспектива в поиске новых лекарств от наиболее распространенных форм рака?

Современная терапия использует потерю контроля над клеточным циклом и генетическую неустойчивость онкологических клеток

Противораковая терапия должна использовать свойства раковых клеток, которые отличают их от нормальных клеток. Одним из таких свойств является генетическая нестабильность, которая возникает в результате потери хромосомного обслуживания или механизмов восстановления ДНК. Примечательно, что большинство существующих методов лечения рака работают, потому что они используют эти молекулярные дефекты. Традиционные противораковые терапии зачастую основаны на агентах-препаратах и ионизирующей радиации, которые наносят ущерб ДНК и механизму, поддерживающему хромосомную целостность.

Такие манипуляции предпочтительно убивают определенные виды раковых клеток, потому что эти мутанты имеют уменьшенную способность выжить от повреждения. Например, нормальные клетки при лечении радиацией будут страдать от повреждения их ДНК, но затем остановят клеточный цикл до тех пор, пока не восстановят его. С другой стороны, опухолевые клетки, которые имеют дефекты в различных контрольных точках клеточного цикла, теряют способность останавливать клеточный цикл в этих обстоятельствах и поэтому продолжают размножаться сразу после облучения. Таким образом, почти все эти клетки будут умирать через несколько дней в результате катастрофического повреждения ДНК, которое они выносят, когда они попытаются разделиться на дефектные хромосомы.

Понимание биологии рака приводит к рациональному, специализированному медицинскому лечению

Весь медицинский прогресс зависит от точного диагноза. Если вы не можете правильно идентифицировать заболевание, вы не можете обнаружить его причины, предсказать его результат, выбрать подходящее лечение для данного пациента или провести испытания на группе пациентов, чтобы судить о том, является ли предлагаемое лечение эффективным. Рак, как мы видели, представляет собой необычную гетерогенную совокупность заболеваний. Тем не менее, новые методы обеспечивают инструменты для точной и конкретной диагностики. У нас есть средства, чтобы охарактеризовать каждую отдельную опухоль на молекулярном уровне в беспрецедентных деталях.

Например, используя ДНК-микрочипы для анализа мРНК, присутствующей в ткани, уровни экспрессии тысяч генов могут быть определены одновременно в одном образце и сравниваться с уровнями в нормальной контрольной ткани. Каждый случай определенной формы рака имеет свой собственный профиль экспрессии генов, но при сравнении профилей многих пациентов они могут быть сгруппированы в меньшее количество различных классов, члены которых имеют общие черты. Различные классы профилей экспрессии генов, отражающие последствия различных наборов онкогенных мутаций, коррелируют с различными прогнозами и различными ответами на терапию. Эти корреляции только начинают обнаруживаться, интерпретироваться и действовать.

Благодаря нашему значительному пониманию молекулярно-генетических механизмов мы можем, например, стремиться определить для каждой опухоли точные дефекты в метаболизме ДНК - изменения в репликации ДНК, рекомбинацию ДНК, восстановление ДНК, обслуживание хромосом и / или управление контрольными точками - это по-видимому, в большинстве случаев помогает его клеткам приобрести множественные мутации, необходимые для роста опухоли и последующей инвазивности. Эти дефекты должны сделать опухоль необычайно уязвимой для определенных типов нападений на ее ДНК.

Наблюдение за тем, что клетки определенных опухолей можно необычайно легко убить путем облучения или воздействия химических препаратов, которые повреждают ДНК, поддерживает это мнение. Создавая нацеленные препараты, которые используют конкретную слабость более точно, чем традиционные методы лечения, мы должны иметь возможность более эффективно атаковать раковые клетки. Таким образом, молекулярный анализ рака обещает трансформировать лечение рака, позволяя более точно адаптировать терапию к индивидуальному пациенту.

Открытие ряда генов, критически важных для рака, ознаменовало конец эпохи нащупывания в темноте для выявления молекулярной основы рака. Обнадеживает тот факт, что в целом существуют некоторые общие принципы и что некоторые ключевые генетические аномалии разделяются многими формами болезни. Но мы все еще далеки от полного понимания наиболее распространенных раковых заболеваний человека.

Мы знаем последовательности ДНК многих злокачественных генов и физиологические функции все большего их числа. Уже начинают существовать целенаправленные, рациональные методы лечения. Но нам все же нужно лучше понять, как соответствующие молекулы взаимодействуют, чтобы управлять поведением отдельной клетки, лучше понимать социологию клеток в тканях и лучше понимать многие процессы, которые определяют генезис и распространение раковых клеток через мутацию и естественный отбор.

Выводы

Оглядываясь назад на историю клеточной биологии и созерцая скорость недавнего прогресса, человечество может надеяться на преодоление этого страшного недуга уже в обозримом будущем. Желание понять, что стимулирует фундаментальные исследования, несомненно, откроет новые способы использования наших знаний о клетке для достижения гуманитарных целей не только в отношении рака, но и в отношении инфекционных и психических заболеваний, сельского хозяйства и других областей, которые мы едва можем предвидеть.