Можно ли убить рак, «перекармливая» его?
Окислительный стресс - это явление, которое возникает на клеточном уровне и может привести к ухудшению состояния ранее здоровых клеток и их смерти. Рак часто использует окислительный стресс себе на пользу, но можно ли обратить это явление против него?
Активные формы кислорода (АФК) - это вещества, которые вырабатываются естественным путем в процессе метаболизма кислорода.
Обычно они играют важную роль в регуляции биологического функционирования (гомеостаза), а также в передаче сигналов клетками.
Но когда АФК достигают ненормального уровня, это может вызвать окислительный стресс, явление, которое приводит к старению и разрушению клеток.
В отличие от здоровых клеток, раковые клетки требуют гораздо более высоких уровней АФК, что позволяет им поддерживать ускоренный рост и распространение.
Недавно исследователи из Онкологического центра Джорджии в Огасте и медицинского факультета Медицинского колледжа Джорджии Университета Августы решили проверить интригующую стратегию лечения рака: увеличить производство АФК до такой степени, что это приведет к гибели раковых клеток.
Исследование опубликовано в журнале. Клеточный метаболизм.
Когда АФК становятся фатальными для рака
Доктор Ган Чжоу и его коллеги использовали тип терапии, называемый адоптивной Т-клеточной терапией, чтобы привести к увеличению ROS в раковых опухолях, подталкивая перегруженные клетки к самоуничтожению.
Адоптивная Т-клеточная терапия - это тип иммунотерапии, в котором специализированные иммунные клетки или Т-клетки используются для нацеливания и уничтожения раковых опухолей.
В новом исследовании ученые работали с мышиной моделью колоректального рака. После введения мышам типа химиотерапии, которая, как известно, поддерживает действие Т-клеток, животные подвергались иммунотерапии.
После проведения этого лечения команда увидела, что производство глутатиона - природного антиоксиданта, вырабатываемого на клеточном уровне, который помогает уравновесить ROS, - было нарушено. Следовательно, АФК чрезмерно накапливались и достигли слишком высокого уровня в раковых клетках.
Т-клетки также стимулировали выработку ряда специализированных белков, известных как цитокины, с провоспалительным действием. Эти цитокины включают фактор некроза опухоли альфа, который, как известно, играет роль в гибели клеток, а также в прогрессировании опухоли.
«Мы начали, - отмечает доктор Чжоу, - с того, что задали вопросы о том, как иммунотерапия может изменить метаболизм опухолевых клеток».
«Наши исследования показывают, - добавляет исследователь, - что фактор некроза опухоли альфа может действовать непосредственно на опухолевые клетки и индуцировать внутри них АФК».
Благодаря метаболическим изменениям, вызванным адоптивной Т-клеточной терапией, ученые наблюдали полную регрессию опухоли почти у всех мышей, получавших это лечение.
Многообещающий подход
Аналогичный успех был замечен при тестировании этого подхода на моделях рака груди и рака лимфатической системы или лимфомы.
Кроме того, исследователи заметили, что повышенное производство фактора некроза опухоли альфа - из-за иммунотерапии - в сочетании с химиотерапией еще больше усиливает окислительный стресс, разрушая раковые клетки.
Другое открытие заключалось в том, что введение прооксидантов оказывало эффект, аналогичный эффекту адоптивной Т-клеточной терапии, поскольку эти препараты также повышали уровни АФК.
«Их исходный уровень уже высок, и если вы еще больше нарушите их способность бороться со свободными радикалами [АФК], они пойдут на апоптоз [гибель клеток]», - говорит доктор Чжоу.
Хотя чрезмерное количество АФК, приводящее к окислительному стрессу, казалось решающим для разрушения раковых клеток, исследователи отмечают, что, тем не менее, смерть раковых клеток может произойти из-за действия фактора некроза опухоли альфа, поскольку этот цитокин, как известно, блокирует опухоли. 'кровоснабжение, что замедляет их рост.
Исследователи отметили, что раковые клетки и Т-клетки могут конкурировать за энергетические ресурсы, поэтому они пагубно влияют друг на друга. И часто Т-клетки в конечном итоге испытывают нехватку необходимых им питательных веществ, в результате чего раковые клетки имеют преимущество, объясняют они.
И, как утверждают доктор Чжоу и его команда, еще недостаточно известно о том, как Т-клетки влияют на раковые опухоли. Адоптивная Т-клеточная терапия сама по себе является новым подходом, который все еще разрабатывается для лечения определенных типов рака, таких как колоректальный рак.
Таким образом, авторы предполагают, что следует сосредоточить больше усилий на лучшем понимании действия Т-клеток и повышении потенциала иммунотерапии в уничтожении рака.
