Материалы конгрессов и конференций

Ежегодный симпозиум Рак молочной железы

21-й ежегодный симпозиум "Рак молочной железы"

12-15 декабря 1998 года, Сан-Антонио

Потенциальная роль генной терапии в лечении и профилактике рака молочной железы.

Материалы конференции Breast Cancer Symposium
12-15 декабря 1998 года, Сан-Антонио

Рак – это болезнь безудержного роста клеток, поддерживаемая нормальными механизмами саморегуляции, включая апоптоз. Традиционные лучевая и химиотерапия пытаются регулировать развитие опухоли, повреждая быстро делящиеся клетки, а также препятствуя их делению. Однако, при этом страдают и множество нормальных клеток организма. Методы, обладающие высокой селективностью, теоретически представляются намного совершеннее, так как позволяют воздействовать целенаправленно на злокачественные клетки, не повреждая при этом нормальные ткани.

Генная терапия, мишенью которой является именно опухолевая клетка, основана на процессах программируемой гибели клетки и является привлекательной перспективой в лечении злокачественных новообразований. Dr. Max S. Wicha суммировал потенциальные возможности генного подхода к терапии рака молочной железы, основанного на модуляции генов, индуцирующих апоптоз, особенно экспрессии bcl-2*1*. Представленные данные свидетельствующие о том, что уменьшение апоптоза равносильно перерождению нормального эпителия молочной железы в злокачественную ткань, подтверждают идею о том, что стимуляция апоптоза, напротив, может служить мишенью генной терапии. Эта гипотеза подтверждается большим количеством исследований, демонстрирующих гиперэкспрессию различных членов семейства bcl-2 (большинство из них являются антагонистами апоптоза) в опухолевой ткани рака молочной железы. Dr. Wicha обсуждал далее возможность переноса ингибиторов bcl-2 (таких как bcl-xs), представив прежде краткий обзор существующих генетических подходов.

Четыре подхода к генной терапии.

Сегодня имеются по крайней мере четыре подхода к генной терапии рака:

  • неспецифическая иммунная стимуляция;
  • избирательное усиление токсичности по отношению к опухолевым клеткам;
  • модуляция общей опухолевой супрессии;
  • модуляция специфических генов-супрессоров опухоли.

Целью иммунной стимуляции является активация иммунной системы в распознавании и уничтожении опухолевых клеток путем изменения характеристик этих клеток или воздействия на иммунный ответ хозяина. Механизмы этих реакций могут включать увеличение популяции лимфоцитов, ответственных за распознавание антигенов на опухолевых клетках. За последние несколько десятилетий было предпринято много попыток идентифицировать опухолево-специфичные антигены, которые могли бы быть мишенями для антитело-зависимого или клеточного иммунитета. В последнее время все более широко изучаются вмешательства на генном уровне, целью которых является повышение эффективности иммунотерапии. Один из иммунотерапевтических подходов, изученный на моделях животных, использует трансплантацию генокодирующего аллогенного антигена класса I главного комплекса гистосовместимости HLA-B27. Этот ген внедряется в опухоль человека in vivo путем прямого введения плазмид ДНК, экспрессирующих HLA-B27 на поверхности опухолевых клеток.

Экспрессия аллогенных антигенов главного комплекса гистосовместимости на клетках опухоли стимулирует иммунный ответ как против инфицированных клеток, так и против ранее не распознанных антигенов, присутствующих на неизмененных опухолевых клетках. Предварительные данные свидетельствуют о том, что модифицированные с помощью гена HLA-B27 клетки не только стимулируют распознавание клеток, экспрессирующих HLA-B27, цитотоксическими лимфоцитами и другими иммунными механизмами, но могут также стимулировать элиминацию иммунными клетками опухолевых элементов в других местах, где экспрессия опухолевоассоциированных антигенов сочетается с собственными HLA антигенами человека.

Таким образом, иммунная система способствует распознаванию и уничтожению опухолевых клеток путем мобилизации различных клеточных и гуморальных звеньев иммунитета. Клеточные медиаторы противоопухолевой защиты включают цитотоксические лимфоциты главного комплекса гистосовместимости, натуральные киллеры и лимфокинактивированные киллеры. Цитотоксические лимфоциты, инфильтрирующие опухолевую ткань, были выделены и изучены. Поскольку большинство опухолей возникает у иммунокомпетентных организмов, интересной представляется гипотеза о том, что клетки опухоли обладают механизмами по преодолению «обороноспособности» хозяина путем постепенного формирования менее иммуногенных клонов. Следовательно, генная терапия, способная модулировать иммунную систему, может предложить перспективные подходы в лечении злокачественных новообразований.

Мишени bcl семейства генов.

Особое внимание было уделено целенаправленному освещению достижений генной модуляции, осуществляемой с помощью переноса bcl-2-связанных генов посредством аденовирусов, и демонстрации способности индуцировать гибель клеток на мышиных клеточных линиях рака молочной железы. Bcl гены, расположенные в митохондриях, - это одно из главных семейств генов, регулирующих гибель клеток. Сегодня достаточно убедительно показано, что повышенная экспрессия генов этого семейства блокирует гибель клеток рака молочной железы. Таким образом, гиперэкспрессия генов семейства bcl или других ингибиторов апоптоза не только способствует развитию злокачественной опухоли, но и определяет резистентность к химиолучевой терапии. Научившись повреждать эти пути, мы сможем избирательно стимулировать гибель опухолевых клеток. Сегодня изучены два основных гена семейства bcl при раке молочной железы: bcl-xL и bcl-2. Экспрессия их выявляется в 80% случаев рака молочной железы: bcl-xL – в 47%, bcl-2 – в 38% случаев. Механизмы регуляции экспрессии этих генов различны. Так, эстрогены и ретиноиды способны воздействовать на bcl-2, в то время как TGF-* и HER-2 регулируют bcl-xL. Исследователи предполагают, что гиперэкспрессия этих генов обуславливает лекарственную устойчивость.

Как правильно выбрать цель для терапевтического воздействия? Для этого мы должны изучить каждый ген из большого семейства bcl, в котором насчитывается около 15 членов. Среди них такие гены как bcl-xL и bcl-2, блокирующие гибель клетки. Другие гены, блокируя эти же пути, в конечном счете также способствуют гибели клетки. Одним из таких интересных генов, связанным с bcl-x ингибитором, является bcl-xs, конкурентно ингибирующий bcl-2 и bcl-xL. В качестве примера терапевтического воздействия Dr. Wicha представил проект синтеза аденовируса, в геном которого встроен вектор bcl-xs. Было обнаружено, что такой вирус является мощным индуктором гибели клеток рака молочной железы. Согласно существующей гипотезе, опухолевые клетки с дефектами в генах, ответственных за клеточный цикл, должны быть особенно чувствительны к блокированию процесса клеточной гибели путем внедрения bcl-xL. Поскольку нормальные клетки резистентны к «заражению» этими онкогенами, это может быть использовано для создания методов селективной борьбы с опухолью.

Существующие клинические ограничения в генной терапии рака.

Два очевидных препятствия должны быть преодолены прежде, чем генная терапия может быть внедрена в широкую клиническую практику. Первая трудность в доставке терапевтического агента к метастатическим очагам. Вторая заключается в том, что вирусный вектор не имеет никакой другой специфичности за исключением процесса клеточной гибели. При любом виде генной терапии происходит инфицирование клеток, находящихся в непосредственном контакте с вирусом, однако, этот процесс распространяется на глубину лишь нескольких клеточных слоев. Основной вопрос заключается в том, как можно инфицировать возможно большее количество клеток. Генная терапия может быть локальной или системной. Кроме того, инфицирование может быть выполнено ex vivo или in vivo. Наиболее современные методики предполагают инфицирование ex vivo, обеспечивающее изменение свойств клеток перед введением их в организм пациента. Этот лимит передачи генетической информации только к инфицируемым клеткам обуславливает ограниченную вирусную репликацию в пределах опухолевой ткани. Повторная вставка гена Eg1, отсутствующего в геноме аденовирусов, является одним из обсуждаемых вопросов. Поскольку Eg1 не входит в состав генома, репликация таких аденовирусов, содержащих ген модуляции апоптоза, ограничена. В результате совершенствования процесса инфицирования удается избежать генерализации вирусной инфекции. Однако, такая методика пока не позволяет решить проблему целенаправленной генной терапии отдаленных метастазов.

Другой подход, анализируемый Dr. Wicha и коллегами, заключается в достижении тканевой специфической экспрессии путем соединения Eg1 гена с промотором, регулируемым эстрогенами, что приведет к селективной амплификации вируса в ER-положительных клетках рака молочной железы.

В заключение, были обсуждены новые подходы к активации Т-клеток, достигаемые с помощью антигенов рака молочной железы типа Her-2 и Muc-1, что также является потенциальным методом транслокации гена с целью элиминации опухолевых элементов.

Для развития эффективной генной терапии должны быть разработаны методы синтеза вирусов и параметры предклинической токсикологической оценки. Эффективность транслокации генов должна определяться с помощью полимеразной цепной реакции, а также путем цитологических и иммуногистохимических исследований биопсийного материала. Для оценки иммунологических ответов следует использовать серологические и цитотоксические реакции, а также иммуногистохимическое определение инфильтрации опухолевой ткани Т-лимфоцитами.

Исследования, некоторые из которых обсуждены выше, прокладывают путь к проведению клинических испытаний генной терапии. Однако, результаты фундаментальных исследований пока трудно перенести в клиническую практику.

Литература.

1.Wicha MS. The prospects for development of gene therapy for treatment and prevention of breast cancer [Plenary Lecture I]. 21st Annual San Antonio Breast Cancer Symposium, San Antonio, TX, 1998.