Наука против смертельных болезней: Рак, СПИД / ВИЧ, Диабет, Инсульт, Старение

Лечение многих болезней невозможно представить без переливаний крови, которая превращается из спасителя в убийцу, если провоцирует иммунологическую несовместимость или несет в себе вирусы, например ВИЧ инфекцию.  2011 год войдет в историю прогресса медицины, поскольку только что успешно завершились эксперименты по первому переливанию человеку-добровольцу искусственной крови, которая получена не от донора, а выращена в лаборатории из стволовых клеток костного мозга. Люк Доу в Университете Пьера и Марии Кюри в Париже вместе со своими коллегами культивировали в лаборатории кроветворные стволовые клетки в коктейле из ростовых факторов и получили зрелые клетки крови – эритроциты, которые не отличались от обычных эритроцитов живого человека. Необходимо было доказать, что искусственные эритроциты будут вести себя в организме человека так же, как обычные клетки крови.  Добровольцу были введены 10 миллиардов меченных эритроцитов, выращенных в лаборатории из его же стволовых клеток.  Это около 2-х миллилитров крови.  Через пять дней 94-100 % искусственных эритроцитов оставались циркулировать в русле крови.  Через 26 дней осталось 41-63 %, что соответствовало сроку жизни обычных эритроцитов.  Выращенные в лаборатории кровяные клетки также продемонстрировали свойства, присущие обычным эритроцитам – они оказались безопасными и прекрасно выполняли свою роль по переносу кислорода из легких в ткани организма.

Этот удачный эксперимент оказался огромным шагом вперед не только по созданию по-настоящему полноценной искусственной крови. Он несет в общество удивительную и очень простую мысль о том, что живые клетки, искусственно созданные в лаборатории на основе истинных научных знаний не являются чем-то потусторонним и дьявольским. Они спасут огромное число людей в будущем и продлят жизнь многим поколениям.

История создания кровезаменителей полна разочарований. Неоднократно ученые отказывались от очередной версии искусственной крови или по соображениям безопасности, или из-за ее неэффективности. Созданное природой вещество гемоглобин, способное присоединять и переносить кислород, оказалось уникальным по своим химическим свойствам. Однако чистый гемоглобин, не связанный клеточной мембраной и растворенный в плазме крови, оказался ядовитым. Он должен находиться внутри клетки – эритроцита, который имеет форму бублика без дырки.  Это оптимальная форма как для кислородного обмена, так и для прохождения через мельчайшие сосуды, диаметр которых даже чуть меньше диаметра самого эритроцита.  Проблема теперь решена.

Остается другая проблема – как быстро получить достаточное количество крови, которая не была бы чужеродной для человека-реципиента по своим иммунологическим свойствам.  Ответ на этот вопрос уже есть у Роберта Ланза, Главного научного сотрудника центра Перспективных Клеточных Технологий в Ворцестере, штат Массачусетс. Он предлагает использовать в качестве исходного материала универсальные кроветворные стволовые клетки, из которых получается так называемая О-кровь, или «нулевая кровь».  Такая кровь встречается у некоторых людей. Клетки нулевой крови не несут иммунных маркеров и воспринимаются как свои родные в организме любого человека.  Можно будет выращивать достаточные объемы искусственной «нулевой крови» в специализированных центрах и отправлять ее в пункты назначения по всему миру.  Интересно, что для длительного хранения искусственная кровь не нуждается в замораживании, как обычная донорская кровь для переливания. Для этого достаточно ее охладить. Это еще один плюс в пользу замечательного открытия ученых, которое завершает 2011 год.

Самые теплые пожелания в наступающем 2012 году!

25 лет назад биохимик Сэр Филип Коэн (Sir Philip Cohen) впервые получил звонок от фармацевтической компании с просьбой заняться разработкой лекарств. С тех пор он занимается фосфорилированием белков, активирующим протеин-киназы, клеточные ферменты, деятельность которых определяет процессы, представляющие саму жизнь клетки. Теперь он директор Лаборатории фосфорилирования белков Медицинского научного совета и Шотландского Института клеточных сигналов. Он имеет около 500 научных работ и является наиболее часто цитируемым ученым-биохимиком.

В 1998 году начальник отдела исследований и развития ныне несуществующей фармацевтической компании сказал Сэру Филипу, что у изучения протеин киназ нет никакого будущего. Сегодня рынок лекарств, нацеленных на протеин киназы оценивается в 18 миллиардов долларов, и к ним относится половина всех разработок новых лекарств от рака. В настоящее время 17 лекарств, воздействующих на эти молекулы, зарегистрированы для лечения онкологических заболеваний. Одним из особенностей лекарств из этого класса является широкая область действия. Например, одно из первых таких лекарств Иматиниб (Imatinib) = Гливек (Gleevec) с успехом лечит хроническую миелогенную лейкемию (CML), но также эффективен при раке желудка и кишечника, так называемом гастроинтестинальном раке. Лекарство Иматиниб — это ингибитор тирозин киназы. Благодаря этому лекарству удалось перевести абсолютно смертельную форму лейкемии в управляемую болезнь. Такое направление в лечении раковых заболеваний, когда лекарство действует на определенную ключевую молекулу, получило название целевого или рационального лечения, о котором уже упоминалось на данном сайте.

Тирозин киназа забирает фосфатную группу у молекулы АТФ и передает ее белковой молекуле, присоединяя ее к тирозину, который находится в составе белка. Это приводит к активизации функции белковой молекулы. Такой процесс получил название «фосфорилирование». При заболевании CML, который в быту называют «рак крови», тирозин киназа запирается во включенном состоянии, что приводит к ускоренному размножению клеток и появлению большого числа белых клеток крови, так называемому белокровию. Лекарство Иматиниб подавляет активность тирозин киназы, возвращая клетки к нормальной жизни.

Фосфорилирование белков в клетке контролирует деятельность ферментов киназ — активных белков клетки. В раковой клетке фосфорилирование идет неправильно. Возникновение диабета также определяется тем, что одни протеин киназы становятся активными, другие подавляются. Поэтому ингибиторы отдельных протеин киназ обладают лечебным эффектом. Ингибитором протеин фосфатазы, например, является Циклоспорин, которые широко применяется при трансплантации как иммунодепрессант.

Кстати, сейчас Сэр Филип Коэн принял решение выйти на пенсию. Теперь, как он говорит, начинается новый период его жизни. А поскольку Сэр Филип остается ученым, он намерен заняться исследованием другого процесса в клетке — убиквитинации. Это процесс уничтожения ненужных белков клетки с помощью протеасом — небольших клеточных образований, которые содержат набор веществ, разрушающих белки на составные элементы, которые затем используются для строительства новых белковых молекул. Небольшой белок Убиквитин, открытый еще в 70-х годах, содержится во всех тканях организма. Оказалось, что он выполняет своеобразную роль — присоединяется к белковым молекулам, которые перестали выполнять свою функцию. Так он метит белки, которые становятся мишенью для протеасом. Ученые назвали этот процесс «поцелуй смерти» у белков. Процесс убиквитинации также играет роль в делении клетки, считывании информации с генов и формировании иммунитета.

По электронной почте поступил вопрос, на который с удовольствием отвечаю:

Услышали тут про прививку от рака матки. Существует ли такое или это очередной сбор денег ни на что?

Спасибо.

Спасибо за Ваш вопрос.

Какую прививку предлагают? Если это прививка производства британской фирмы GlaxoSmithKline Biologicals (Cervarix), то это та, что одобрена в США в 2009 г. для профилактики рака шейки матки. Это прививка от инфекционного заболевания, которое вызывает папиломавирус человека (бородавки). Заразиться им можно половым путем. Большинство рака шейки матки вызывается этим вирусом. Прививка в США дает защиту 70%. В России в 2000 г. раком шейки матки заболели около 12 000 женщин. Он составляет 5,3% среди всех раков женщин в России. То есть вероятность заболеть им составляет 0.0086%, это довольно низкая по сравнению с заболеваниями, от которых принято прививать в России. В США в год заболевает раком шейки матки примерно такое же число женщин, как и в России (например 12 200 в 2010 г.), но в США население почти в два раза больше. Так что заболеваемость там примерно в два раза меньше, чем в России. Тем не менее в некоторых штатах США такую прививку требуют при приеме девочек в школу. Всего в США одобрены две такие прививки от папиломавируса.

Представьте, что Вы получили защищающие свойства красного вина без выпивания каждый день очередного бокала. Скоро Вы сможете это сделать благодаря синтезу веществ, полученных из Ресвератрола, молекулы, которая обеспечивает целебную силу вина. Эти вещества будут бороться со многими болезнями, включая рак.

Растения выделяют огромное число разных химических соединений, называемых полифенолами, чтобы защитить себя от врагов, в частности, от грибов. Ресвератрол используется при этом как исходное вещество. Однако этих веществ синтезируется в растениях настолько мало, что для ученых очень трудно выделить и применить их. Нестабильность Ресвератрола также препятствовала попыткам сконструировать новые соединения из этого вещества.

В марте 2011 г. Скотт Снийдер в Университете Колумбии в Нью-Йорке и его научная группа нашли путь в обход этой проблемы: создавать полифенолы из соединений, которые похожи, но слегка отличаются от Ресвератрола. Но эти небольшие различия намного облегчают процесс синтеза новых соединений. Используя эти альтернативные исходные вещества, они сделали десятки натуральных полифенолов, включая Ватиканол С, который обладает противораковыми свойствами. «Это похоже на создание книги рецептов для всего семейства Ресвератрола,» – говорит Снийдер, – «Мы открыли целую сокровищницу натуральных лекарств. Это те самые полифенолы, которые кроме прочего, улучшает деятельность мозга, делают Ваши кости прочнее, они помогают, если у Вас диабет, сохраняют молодость, предотвращают рак и защищают сердце и нервную систему».

Молекула Ресвератрола представляет собой два фенольных кольца, соединенных между собой молекулярным мостиком. Американские ученые нашли способ получать более сложные молекулы, состоящие из нескольких молекул Ресвератрола, например из двух – Эпсилон-виниферин – или четырех. Вещество, получившее название Ватиканол С, представляет собой соединенные вместе четыре молекулы Ресвератрола. Ватиканол С — это химически стабильное вещество, но тем не менее он обладает свойствами Ресвератрола.

Ранее ученые в нескольких университетах обнаружили, что Ватиканол С излечивает раковые опухоли у лабораторных мышей. По механизму действия Ватиканол С препятствует активации протеин-киназы, запускающей деление клеток. Этот механизм довольно сложный, он приводит к гибели раковых клеток и исчезновению опухоли.

В прошлом 2010 году ученые в Университете Женщины в г.Нара, Япония, оценивали воздействие Эпсилон-виниферина, димером ресвератрола, и Ватиканола-С, тетрамера ресвератрола, на бычьих клетках эндотелия артерий. Они протестировали метаболитическую активность посредством обработок Ватиканолом-С самцов мышей, которых в течение 8 недель кормили пищей с повышенным содержанием жиров.

В результате было показано, что Ватиканол С активирует гены человека, отвечающие за очищение кровеносных сосудов от холестерина. Эпсилон-виниферин показывает сходную прочищающую активность, но не оказывает влияния на гены. Восьминедельный прием Ватиканола С на жиросодержащей диете запускает в печени экспрессию PPARalfa -зависимых генов, таких как cyp4a10, cyp4a14 и FABP1, и экспрессию PPARbeta/delta -зависимых генов в скелетной мускулатуре, таких как UCP3 и PDK4. Был сделан вывод, что Ватиканол С активирует PPARalfa PPARbeta/delta как в организме, так и в пробирке («in vivo» и «in vitro». Этот механизм действия Ватиканола С является новым механизмом, который обеспечивает благотворное действие против болезней, вызываемых неправильным образом жизни.

В мае 2011 г. началась 1-я фаза клинических испытаний Genz-644282. Это новые соединения, которые нарушают удвоение ДНК при делении раковых клеток, что приводит к их гибели. Создание этих двух новых лекарств оказалось возможным благодаря раскрытию механизма действия лекарственных средств из группы камптотецинов, из которых первоначально Камптотецин был получен из коры Дерева жизни – Camptotheca acuminata — небольшого реликтового дерева родом из горных лесов юго-запада Китая.

Средство под рабочим названием Genz-644282, а также еще одно под названием ARC-111, принадлежат к третьему поколению мощных антираковых средств, блокирующих активность Топоизомеразы I. Топоизомераза I – это клеточный фермент, выполняющий в клетках весьма своеобразную роль: он ослабляет напряжение в перекрученной спирали ДНК, когда один конец ее расплетается при синтезе двух новых спиралей ДНК, что необходимо для деления клеток.

Чтобы лучше понять необходимость в таком ферменте в клетке, проделайте простой эксперимент: возьмите веревку и попытайтесь расплести ее, потянув в разные стороны две ее составные жилы, при этом противоположный конец веревки должен быть неподвижно закреплен. Перезакрученная часть веревки начнет завертываться в петли. То же самое происходит и с двойной спиралью ДНК, когда с какого-то конца начинается ее расплетание для синтеза двух двойных спиралей на основе двух составных тяжей одной исходной спирали. Расплетается спираль ДНК с помощью фермента Хеликазы. Другой важный фермент, Топоизомераза I, работает с перекрученной частью ДНК. Он размыкает одну нить ДНК и раскручивает в обратном направлении перекрученную спираль ДНК, затем вновь соединяет разомкнутые концы в одну нить. При этом снимается напряжение в перекрученной спирали ДНК и удвоение длинной молекулы беспрепятственно продолжается. Ингибиторы Топоизомеразы I блокируют ее работу, поскольку химически присоединяются к одному из ее внутренних работающих элементов. Из-за этого молекула ДНК перекручивается, образуя толстые клубки, спираль ДНК повреждается и удвоение ДНК замедляется, деление клеток становится невозможным.

Новейшие антираковые лекарства Genz-644282 и ARC-111 называются не-камптотециновыми ингибиторами Топоизомеразы I, то есть они похожи на Камптотецин только по механизму действия, у них улучшены токсикологические свойства, они вызывают меньше побочных эффектов. Камптотецин естественного природного происхождения как и его синтетические аналоги Топотекан (Topotecan) и Иринотекан (Irinotecan) эффективно убивает раковые клетки, но имеет побочные эффекты, характерные для химиотерапевтических средств: в частности выпадение волос, потерю веса, тошноту, нарушение работы кишечника.

Растение, получившее в последствии название «Дерево жизни», с латинским ботаническим именем Camptotheca acuminata Decne, было найдено американским ученым-ботаником Монро Уолом (Monroe Wall) в горных лесах Юго-Западного Китая в начале 40-х годов прошлого века в результате планового обследования свойств большого числа реликтовых растений, которых много в этой части света. Однако опубликовал он свое открытие только в 1966 г. после того, как нашел поддержку со стороны Министерства сельского хозяйства США (USDA). Лекарство Камптотецин в незначительном количестве находится под корой этого растения. В 1999 г. было установлено, что Камптотецин синтезируют грибки семейства Фитомицетов, которые живут в коре Дерева жизни. В 2005 г. камптотецин был также выделен из небольшого вечнозеленого дерева Nothapodytes foetida Wt. которое произрастает на южном побережье Индии. Это дерево не является даже дальним родственником Дерева жизни из Китая, так что происхождение этого замечательного лекарства оказалось достаточно обычным. Многие природные антибиотики также вырабатываются плесневыми грибами.

В начале мощное антираковое действие Камптотецина было выявлено в эксперименте при воздействии на экспериментально вызванную лейкемию у лабораторных мышей. Камптотецин не растворим в воде, к тому же его трудно получать из природного материала. Это ограничивает его применение как антиракового лекарства. Его водорастворимые синтетические аналоги Топотекан и Иринотекан были одобрены Управлением по продуктам питания и медикаментам (FDA) в 1996 г. для лечения рака яичника, рака и метастазов толстой кишки и прямой кишки. В группу камптотецинов второго поколения также входят 9-аминокаптотецин (9AC) [9-aminocamptothecin], 9-нитрокамптотецин (9NC) [9-nitrocamptothecin], и соединение GG211 [7-(4-methyl piperazino-methylene)-10,11-ethylenedioxycamptothecin]. Они также показали высокую эффективность при лечении раковых опухолей. Камптотецины считаются одними из наиболее перспективных антираковых средств XXI-го века.

Существует несколько неоконченных научных теорий, так называемых «гипотез», которые пытаются объяснить, что такое раковая опухоль. Законченная сильная теория обладает способностью предсказания. Правильная теория рака позволит науке предсказывать появление ракового заболевания и эффективно ликвидировать его. В настоящее время о раке уже многое известно. Но настоящей теории еще нет. Ученые-медики пока не смогли создать универсальное лекарство или способ лечения рака, чтобы победить эту болезнь и сделать ее излечимой.

Оказалось, что самое опасное свойство рака — это способность отдельных клеток вырабатывать резистентность, или устойчивость к современным лекарствам, которые способны убивать раковые клетки, действуя на тонкие молекулярные механизмы именно раковых клеток, и не оказывать повреждающего действия на нормальные клетки человека.

До сих пор ученые представляли себе такой сценарий: в некоторых клетках накапливаются генетические изменения, и в какой-то момент одна из клеток в результате вредоносной мутации становится раковой, начинает делиться и дает начало группе похожих клеток с одинаковой наследственностью, то есть опухоли.

Считалось, что каждая раковая клетка растет и делится независимо от других раковых клеток, и все эти зловредные клетки успешно, или не очень, но подавляются специальными лекарствами. Болезнь отступает, но не навсегда. В какой-то из еще не убитых раковых клеток возникает новая мутация, которая позволяет избежать губительного действия лекарств, и опухоль снова начинает расти без ограничений. Напрашивается такая простая аналогия: Вспомните, как у бабушки в деревенском доме куры иногда сбегали из курятника в огород, чтобы наделать там делов. Тогда бабушке приходилось искать дырку в курятнике или подкоп под забором. Если это удавалось, то «побега из курятника» можно было эффективно избежать. Современная медицинская наука действует примерно так же. Когда становится ясно, какая мутация сделала клетку вредоносной, тогда предлагается эффективное целевое лекарство. Очередная «щель в курятнике» заделана. Но не исключено появление нового способа «побега». Проходит время, и он появляется.

Но есть другая гипотеза. Некоторые ученые считают, что появление раковой опухоли – это возврат к самой древней форме существования животных. Около 600 миллионов лет назад и сотни миллионов лет до этого они жили в виде колоний клеток по берегам первобытного океана, беспрепятственно размножались, расселялись и были по-сути бессмертными. Когда появились первые многоклеточные животные, их клетки уже имели «подправленную» наследственность. Они стали выполнять определенную роль в организме, и своевременно отмирать, чтобы не нанести вред всему организму своим неограниченным размножением. Такие сложные клеточные сообщества — организмы — впоследствии заселили всю нашу планету и первобытные клеточные колонии остались в прошлом. Но время от времени прошлое дает о себе знать. Отдельные клетки нашего организма внезапно возвращаются к древнему первобытному состоянию и становятся раковыми, то есть бесконтрольно делятся и расселяются по организму, образуя колонии — опухоли.

Авторы новой гипотезы о раке как о первобытном живом существе — астробиолог Чарльз Линевивер из Австралийского Национального Университета в Кандберре и Пауль Девис в Университете штата Аризона в г. Темпе. По их мнению раковая опухоль не просто группа клеток, каждая из которых живет сама по себе. Как уже говорилось, все раковые клетки происходят из одной клетки – прародительницы, однако внутри опухоли существует своя древняя организация. Она чужеродна для всего остального организма. Раковые клетки выстраивают свои кровеносные сосуды для снабжения питательными веществами и кислородом, выделяют ферменты, растворяющие перегородки соединительной ткани. Некоторые из клеток округляются и превращаются в бродячие клетки – расселительницы. Все как-будто бы идет по особому древнему плану формирования примитивного живого существа.

Если эта теория подтвердится, то это будет означать, что в наследственности клеток нашего организма есть древние программы поддерживать независимое существование группы клеток в организме человека и успешно бороться с его защитными силами. Эти программы реализуются, когда возникает раковая опухоль. Таких программ не может быть много. Ученые называют их «стратегии выживания». Нужно будет заново пересмотреть уже известные данные и получить недостающие сведения с целью изучить повадки этого древнего монстра, определить его стратегии выживания и поставить их под контроль. Примерно в таком направлении и будет двигаться медицинская наука, если теория о раковых опухолях как древнейших предках животных окажется верна.

Короткий комментарий автора сайта: Это сообщение в американских средствах массовой информации носит очень рекламный характер и не содержит описания молекулярно-генетических методик, примененных автором этого нового способа лечения. Что-то подобное уже обсуждалось около 15 лет назад. Попробую найти статьи в зарубежных научных журналах, чтобы убедиться, что это достижение имеет под собой реальную научную основу. Следите за будущими публикациями на сайте.

Никакой радио- и хемотерапии. Появилась новая надежда в лечении рака у детей. Доктор Мишель Дженсен (Dr. Michael Jensen), возглавляющий исследования, которое имеет возможность радикально изменить принципы лечения педиатрического рака, поступил в Научный институт детства (Seattle Children’s Research Institute) в Сиетле в июле 2010 г.

Дженсен разработал метод перепрограммирования собственной иммунной системы организма для того, чтобы убить рак. Эта методика генетической перестройки взятых у пациента его собственных Т-клеток оказалась безопасной и эффективной в лаборатории. У пациента будут брать Т-клетки, генетически перепрограммировать их в лаборатории в искусственной культуре клеток, затем, получив достаточное количество новых измененных Т-клеток, их будут пересаживать обратно в организм пациента.

От автора сайта: Т-клетки иммунной системы человека, или Т-лимфоциты, запускают выработку антител, особых белковых молекул в плазме крови, которые имеют способность соединяться с целевым белком, носящим устаревшее название “антиген”, хотя ничего генетического там нет. Этот так называемый антиген, как правило, находится на поверхности вредного для организма объекта. После такого соединения антиген-антитело, запускается клеточный механизм разрушения вредного объекта защитными силами организма, будь то бактерия, вирусная частица или раковая клетка. На такой опознанный объект набрасываются фагоциты – свои клетки убийцы, и разрушают его специальными сильными ферментами. Т-клетки хранят в своей молекулярной памяти структуру различных вредных молекул, с которыми организм человека сталкивался в течении жизни. Если запрограммировать Т-клетки на определенный белок раковых клеток, то они смогут начать борьбу с раковой опухолью, привлекая к этому иммунную систему организма, который до этого принимал такие клетки за свои.

Исследования Доктора Дженсена обещают в будущем иммунотерапевтическое лечение рака без разрушительного воздействия радиации и хемотерапии. Сейчас он работает над тем, чтобы применить свое открытие для лечения рака у детей. “Исследования Майка вызывают искреннее восхищение. Его метод применим практически ко всем видам педиатрического рака,” – говорит Доктор Джеймс Хендрикс (James Hendricks), президент исследовательского института.

Поддержка от Фонда изучения педиатрического рака Бена Тауна (Ben Towne Pediatric Cancer Research Foundation) оказала неоценимую услугу, чтобы перевести Дженсена в Сиетл, говорит Доктор Хендрикс. Этот благотворительный некоммерческий народный фонд был основан в Сиетле для того, чтобы поддерживать исследования рака в области генетического трансформирования. Он был назван именем пациента-ребенка Бена Тауна, который умер в возрасте трех с половиной лет после двухлетней борьбы с нейробластомой.

Доктор Мишель Дженсен около десяти лет посвятил работе над новым способом иммунотерапевтического направления в лечении рака. Теперь он приступает к клиническим испытаниям на базе Научного института детства в Сиетле.

По мнению одного из авторов британского журнала НьюСайнтист (New Scientist) давно известный лекарственный препарат Дихлорацетат (DCA) – это анти-раковое лекарство с огромным потенциалом, но без прибыли для фармакологических компаний. Здесь приводится реферат этой статьи.

Некоторые из противо-раковых лекарств появляются после лучшего понимания того, как развивается болезнь. Другие работают такими механизмами, которые мы не понимаем, и они дают нам свежий взгляд на проблему. Редко можно найти такое лекарство, которое годами ждет своего разрешения к применению и в то же время предполагает эффективное лечение всех форм болезни.

Это лекарство – простая небольшая молекула, называемая дихлорацетат (ДХА = DCA). Исследования в Канаде, проведенные Эванделосом Мичелакисом в Университете Альберта в начале 2007 г., показали, что оно обладает замечательными противораковыми свойствами. И это еще не все! Механизм действия этого лекарства также вызывает восхищение.

В 1930 м году биохимик Отто Варбург предположил, что клетки становятся раковыми путем изменения способа получения энергии. В норме для обеспечения энергией клетки полагаются на специальные органеллы, называемые митохондриями. Раковые клетки переключаются на процесс, называемый гликолизом, который происходит внутри самой клетки. Это неэффектфивный процесс, используемый также бактериями, а также бегунами – марафонцами, когда кислорода в организме не хватает.

Удивительно, что Варбург нашел, что раковые клетки продолжают использовать гликолиз даже тогда, когда кислорода в достаточном количестве. Исследователь утверждал, что этот факт, сейчас называемый эффект Варбурга, является определяющей особенностью раковых клеток. Однако идея не прижилась возможно потому, что другой знаменитый биохимик Ханс Кребс считал, что эффект Варбурга был только симптомом рака, а не его исходной причиной. Это скептическое отношение было усилено тем, что раковые клетки переключаются на гликолиз только потому, что их митохондрии не работают.

Со времен Варбурга многое в метаболизме клетки стало известно гораздо лучше благодаря тому, что наука не стоит на месте. Организм человека живет и функционирует засчет энергии, получаемой от потребления продуктов питания. Питательные вещества расщепляются на короткие молекулы, которые при соединении с кислородом выделяют энергию. Элементарная порция энергии в организме запасается в виде молекулы АТФ – энергетической разменной монеты, которая затем отдает энергию в нужном месте для процессов жизнедеятельности клетки. В нормальных клетках сжигание питательных молекул и формирование АТФ происходит в сложно устроенных органеллах – митохондриях. Это высокоэкономичный процесс, позволяющий клеткам эффективно использовать питательные вещества. Однако в раковых клетках митохондрии по какой-то причине повреждаются и не могут работать как энергеические станции клетки. Поэтому такая клетка переключаются на гликолиз – реакцию, при которой в просвете клетки расщепляется молекула глюкозы с образованием одной молекулы АТФ. Это неэффектфивный и расточительный процесс. При гликолизе образуется молочная кислота, которая разрушает коллагеновый матрикс, который соединяет клетки между собой. Такие ненормальные клетки покидают свое место и могут перемещаться в организме, образуя раковые опухоли в других частях тела – метастазы.

У митохондрий, как недавно обнаружили ученые, есть еще одна важная роль. Они запускают процесс апоптоза – естественной гибели клетки. Если митохондрии повреждены, то клетка становится бессмертной, то – есть раковой.

Вернемся к дихлорацетату, который использовался многие годы для лечения больных с митохондриальными болезнями, редкими расстройствами обмена веществ в организме. Это лекарство усиливает способность митохондрий вырабатывать энергию. Когда оно поступает в раковые клетки – происходит то же самое: по-видимому, митохондрии в раковых клетках не повреждены безвозвратно. И даже более того, работающая митохондрия помогает убить эти измененные раковые клетки. Это происходит из-за того, что восстановление работающих митохондрий отключает «бессмертие» раковых клеток.

Когда Мичелакис испытывал это лекарство на культуре раковых клеток, содержащихся в лаборатории, они погибали. Этот эффект был обнаружен по отношению к клеткам раковой опухоли легких, рака груди, рака головного мозга. Дихлорацетат не повреждал нормальные клетки. Когда это лекарство добавляли в воду, которую пили крысы с привитыми человеческими раковыми опухолями – опухоли значительно уменьшались. Получается, что Варбург был прав – гликолиз представляет собой что-то бльшее, чем просто симптом раковых клеток.

Интереснее всего то, что дихлорацетат выглядит как потенциальное противораковое средство. Оно дешевое, не повреждает нормальные клетки, мы хорошо знаем его побочные эффекты, и оно должно быть эффективно по отношению ко всем видам рака. Но есть одна проблема: это старое лекарство и оно не может быть запатентовано. Никакая фармацевтическая компания не захочет финансировать дорогостоящие клинические испытания без получения эксклюзивных прав производить и продавать лекарство.

Эта проблема не нова. Многие лекарства лежат на полках потому что компании не могут получить от них большую прибыль. Это случилось с лекарствами от болезней, которыми болеют бедные люди в развивающихся странах, таких как туберкулез, хотя сейчас и увеличивается сотрудничество между правительствами, благотворительными организациями и коммерческими компаниями для работы в этом направлении. В отличие от них рак – это болезнь богатых, и испытания дихлорацетата потребуют совершенно исключительных усилий.

Можно побиться об заклад о том, что фармацевтические компании приложат все усилия к тому, чтобы найти патентуемое соединение с таким же механизмом действия, как у дихлорацетата. Каждое из них, попавшее на рынок, будет очень дорогим. Но получится скандал, если дешевое альтернативное средство с такими замечательными свойствами не получит своего шанса просто потому, что оно не принесет достаточно большую прибыль.

29 марта 2010 г. суд Нью-Йорка принял решение, что патент на два гена, связанных с раком груди, является недействительным.

Декларируя, что гены не могут быть запатентованы, поскольку они на самом деле являются творением природы, а не изобретением, Окружной суд Соединенных Штатов Южного округа штата Нью-Йорк определенно посеял сомнения в том, что патенты, выданные на 2000 с лишним генов человека – около 20% от всего их числа – являются действительными.

Американский Союз Свободных Граждан (ACLU), который подал в суд на этот патент вместе с Фондом Народных Патентов, заявил, что эта победа могла бы предостеречь держателей патентов на гены от использования их для обогащения путем монополизации таких химических соединений как ДНК, которые встречаются в природе, и поэтому не могут квалифицироваться как изобретения, подлежащие патентованию. “Геном человека, как и структура крови, воздуха или воды, была обнаружена, а не создана” – сказал Крис Хансен, поверенный юрист, работающий с Американским Союзом Свободных Граждан.

Патенты, против которых было открыто судебное производство, пытались застолбить варианты двух генов BRCA1 и BRCA2, которые повышают вероятность развития рака груди у женщин. Компания Мириад Дженетикс, Салт Лэйк Сити, штат Юта, разработала и запатентовала диагностические тесты, которые позволяют врачам определить женщин на стадии риска проверяя, появились ли у них эти варианты генов.

Американский Союз Свободных Граждан и организации, поддерживающие его, включая Американское Общество Генетики Человека и Американскую Медицинскую Ассоциацию, настаивали на том, что такие патенты никогда не должны присуждаться, потому что эти гены являются естественными или натуральными. Они аргументируют это тем, что женщины могут могут отказаться от теста, если они или их лечащий врач не смогут позволить себе это тестирование из-за ограниченных средств. Приобретя эти патенты, компания Мириад получила возможность воспрепятствовать разработке более дешевого или бесплатного варианта этого теста, и заблокировала исследования, направленные на разработку других дешевых версий подобных тестов.

Суд поддержал главный довод Американского Союза Свободных Граждан в оспаривании патента о том, что эти гены являются продуктом самой природы. “В связи с тем, что заявленная изолированная часть ДНК не значительно отличается от натуральной ДНК в том виде, в каком она существует в природе, она представляет собой субстанцию, которая не может быть объектом патентования.” – сказано в решении суда. “Очистка натурального продукта без какого-либо изменения не может сделать его патентуемым объектом”- утверждается в документе.

Тем не менее суд не поддержал мнение Американского Союза Свободных Граждан, что в присуждении патента на продукт естественной природы Агенство Патентов и Торговых марок США нарушило конституцию Соединенных Штатов.

Это решение суда явилось последним в долгой череде споров по поводу патентоспособности генов, которая началась в 1991 г., когда журнал Нью Сайнтист выяснил, что Национальный Институт Здоровья США подал заявку на патентование генов. Гены BRCA были в центре ряда заявленных генов, хотя с тех пор были запатентованы тысячи других генов. Решение Американского суда явилось эхом события 2004 г., когда Европейское Патентное Агенство аннулировало патенты компании Мириад на оба этих гена. Решение суда США теперь подвергает сомнению действительность всех патентов на гены, и оставляет открытым вопрос возможны ли какие-либо пути коммерциализации диагностических тестов и способов лечения, основанных на человеческих генах.

Медицинский Журнал Новой Англии за февраль 2010 г. Опубликовал результаты клинических испытаний двух новых лекарств для лечения нейроэндокринной опухоли поджелудочной железы. Это сравнительно редкая и трудноизлечимая форма рака. Эверолимус (Афинитор фирмы Новартис) – это по механизму действия ингибитор mTOR; Сунитиб (Сутент фирмы Пфайзер) – ингибитор фермента тирозин-киназа. Испытания показали достоверное увеличение периода остановки прогресса опухоли. Разным группам больных с запущенными и не поддающимися лечению формами этой опухоли давали одно из лекарств или пустые таблетки (плацебо) для чистоты эксперимента. Рост опухоли достоверно приостанавливался на 11 (Эверолимус) и 11,5 месяцев (Сутиниб). Сейчас уже ясно, что в сочетании с другими методами лечения и современными лекарствами они существенно помогут в борьбе с этим раковым заболеванием.

Испытаниями руководил Доктор Джеймс Яо, профессор Отделения Желудочно-кишечной Онкологии в Медико-Диагностическом Центре Андерсона Университета Техас, Хьюстон. “Это только третья фаза испытаний для подтверждения ранее полученных результатов по отношению к запущенным формам этого рака. Мы еще не готовы предложить полную схему лечения, но сейчас уже ясно, что применение этих лекарств сможет на много продлить выживание таких больных” – считает Доктор Яо.

Доктор Роберт Дженсен в Национальном Институте Здоровья в Бефесде, штат Мериленд, и Доктор Дил Фаве в Университете Ля Сапиенза в Риме, Италии также подтверждают эффективность лечения этими лекарствами в тех случаях, когда другие лекарства не действовали.

Д-р Яо в своем интервью журналистам сказал: “Мы считаем, что в данном случае мы попали точно в цель, воздействуя именно на переродившиеся клетки опухоли. Поэтому мы и получили очень хорошие результаты. Лечение вызвало задержку развития опухоли более, чем на 6 месяцев, что говорит о стабильном эффекте. Это замечательный шанс для таких пациентов”.

Д-р Яо верит в то, что эверолимус позволит заменить Стрептозотоцин, обычно применяемый для лечения панкреатической нейроэндокринной опухоли. Стрептозотоцин – это единственное рекомендованное сейчас терапевтическое средство для лечения такой опухоли, но оно не применяется широко из-за высокой токсичности.

Во время испытаний больные получали эверолимус по 10 мг в день. Было отмечено даже уменьшение размеров опухоли у 64% пациентов в группе, получавшей эверолимус. По сравнению с контрольной группой у больных, получавших эверолимус, достоверно были отмечены побочные эффекты: у половины больных стоматит, сыпь, у трети больных расстройство кишечника, чувство усталости, у пятой части – инфекции. Тем не менее такие же эффекты наблюдались и в контрольной группе примерно у каждого 8-го – 10-го больного, что, очевидно, является проявлением главного заболевания – панкреатической нейроэндокринной опухоли.

Пациенты в группе сутиниба получали лекарство в дозе 37,5 мг в день. Наиболее частыми побочными эффектами были расстройство кишечника, насморк, слабость, тошнота и усталость. Испытания были сокращены во времени, поскольку несколько пациентов из контрольной группы, получавшей пустые таблетки-плацебо, страдали от прогрессирующей опухоли и метастазов и из них 21 пациент (25%) умерли. После окончания испытаний пациентам контрольной группы было предложено принимать настоящие лекарства с открытыми этикетками.