Проблема рака в современном мире
Рак - бич человечества. По смертности он занимает второе место после сердечно-сосудистых заболеваний, по страху, который внушает людям, - первое. Многие тысячи исследователей стремятся понять его причины, найти пути к его профилактике и лечению. Десятки институтов и сотни лабораторий во всем мире работают над этой проблемой, обеспечивая успех в ее понимании и медленный, но неуклонный прогресс в профилактике и лечении.
Проблема онкологических заболеваний остается приоритетной для современного общества.
На протяжении 90-х годов ежегодно от рака в мире умирало 8 млн человек.
По прогнозам ВОЗ (всемирная организация здравоохранения) с 1999 года по 2020 год заболеваемость онкологическими болезнями и смертность возрастут в 2 раза: с 10 до 20 млн. новых случаев и с 6 до 12 млн. регистрируемых смертей.
Учитывая, что в развитых странах наблюдается тенденция к замедлению роста заболеваемости и снижение смертности от злокачественных опухолей (как за счет профилактики, так и за счет улучшения ранней диагностики и лечения), то понятно, что основной прирост придется на развивающиеся страны, к которым сегодня следует отнести и Россию.
К сожалению, в России следует ожидать серьезное увеличение как заболеваемости, так и смертности от рака. Прогноз, подтверждаемый данными об основных причинах возникновения злокачественных опухолей.
Поэтому на данном этапе истории стоит вопрос о создании эффективного метода лечения рака, который полностью излечит больного. Нас также заинтересовала данная проблема, и для помощи в борьбе с этим недугом мы хотим представить обществу свою гипотезу нового метода лечения раковых заболеваний.
Понятие «РАК»
Рак – это один из видов злокачественных опухолей, который возникает из эпителиальной ткани.
Эпителий - это не только кожа. Это особый тип клеток, который присутствует фактически в каждом органе, исключая разве что мозг.
Он выстилает грудную и брюшную полости, все полые органы (желудок, желчный и мочевой пузырь, матку и проч.), слизистые носа, гортани, кишечника, легких и проч. Характерной особенностью эпителия является его быстрая пролиферация.
Он очень хорошо заметен на наружных кожных покровах: при внимательном рассмотрении на коже можно увидеть «чешуйки» - это ороговевшие клетки эпителия, которые постепенно отшелушиваются. Если на руке прочертить полосу ручкой, то через несколько дней она исчезнет, даже если не мыть руки, «чешуйки» отшелушатся вместе с чернилами.
Эпителий слизистых оболочек пролиферирует еще быстрее.
В медицинской практике различают четыре стадии рака. Определение стадии зависит от вида рака и особенностей его развития.
Первая стадия — это небольшая опухоль, еще не давшая метастазов. На этой стадии чаще всего хороший эффект дает оперативное лечение в сочетании с терапевтическими методами. Практически половина таких больных после лечения проживают более пяти лет, и это считается хорошим результатом.
На второй и третьей стадии — опухоль средней величины и обычно уже дает метастазы в соседние и отдаленные органы. Выживаемость больных на этих стадиях даже с применением всех рекомендованных врачами методик лечения обычно составляет весьма низкий процент.
Четвертая — терминальная — стадия, по сути, является смертным приговором. Лечение рака на четвертой стадии является паллиативным, оно лишь облегчает страдания больного и немного продлевает жизнь, но, как правило, выживаемость более года считается практически чудом.
Если попытаться объединить все известные внешние факторы, провоцирующие рак, то получится предельно простая картина: физические факторы (ионизирующая радиация, ультрафиолет и др.), химические факторы (канцерогенные вещества), биологические факторы (некоторые вирусы).
Все они изначально приводят к повреждению структуры ДНК, следствием которого обычно становится активация онкогена и обретение клеткой «бессмертия».
Причиной рака может быть также наследственная предрасположенность. Это может быть снижение иммунитета или наследственное снижение способности ДНК к восстановлению.
Статистика показывает, что надежда на выздоровление в подавляющем большинстве случаев невелика. Обнаружение рака на ранней стадии — это везение, обычно это происходит при обследовании по поводу какой-либо иной патологии. А более позднее обнаружение снижает шансы.
На сегодняшний день рак – это достаточно распространенное заболевание, которое забирает тысячи жизней во всех странах мира. Рак желудка, рак молочной железы, рак груди, рак шейки матки, рак печени, рак матки, рак легких — это болезни, которые не знают границ. Не важно, в какой стране вы живете, неважно какой у вас социальный статус, если ваш организм поддается пагубному влиянию одного из указанных факторов, вы можете заболеть раком. Доказано, что причиной рака легких в 8 случаях из 10 является курение, а основной причиной рака желудка является неправильное питание.
Ежегодно от рака умирают более 6 млн. человек, около 10 млн. новых случаев этого заболевания регистрируются врачами.
Рак является причиной 12% всех смертей в мире.
С 1997 по 2007 год прирост числа заболевших составил 13%. Больше всего – на 123% – увеличился прирост заболевших раком предстательной железы, на 56% – раком щитовидной железы. Зато почти на 18% снизилась заболеваемость раком желудка, на 12,6% – пищевода и на 12,9% – легкого.
Французские ученые выяснили, что каждый шестой случай рака в мире обусловлен наличием инфекционного заболевания.
По данным исследования, злокачественные новообразования различных органов и тканей были впервые выявлены у 12,7 миллиона человек. При этом более 16 процентов таких пациентов (около двух миллионов человек) оказались носителями инфекционных болезней, преимущественной поражающих пищеварительный тракт, печень, а также матку.
Ученые также выяснили, что в развивающихся странах доля случаев рака, обусловленных инфекциями, приближается к четверти, что в три раза превышает аналогичный показатель в развитых государствах. Кроме того, в различных регионах мира такие показатели отличались почти в 10 раз. В частности, в Австралии и Новой Зеландии инфекциями заражены лишь 3,3 процента больных раком, тогда как в странах Центральной и Южной Африки - каждый третий пациент.
Технология «пометки» раковой клетки. Введение бактериофага в организм пациента
Технология очень проста. Раковая клетка будет «помечаться» с помощью введения вируса внутримышечно, который будет заражать клетки организма.
Кровь как универсальный транспортер перенесет вирус через малый и большой круги кровообращения до области заражения раком. В раковую клетку внедряется этот вирус, например, стафилококк, который распознается бактериофагом.
Бактериофаг аналогично вводится в организм пациента, посредством укола, распространяясь через кровь до «помеченных» клеток. Бактериофаг проникает в поврежденные области, лизирует их и выводится естественным методом. Организм не пострадает по одной лишь причине, что бактериофаг – природный агент, который поражает только «маркированные» клетки, не вредящий другим органам и т. п.
Стоит отметить, что между раковыми и обычными клетками существуют явные отличия. Для примера можно взять следующие отличия: нормальной клетке нужен кислород, а раковая может обойтись без него; нормальная клетка может усвоить гликоген, а раковая - глюкозу. Учитывая эти данные, можно подобрать такой вирус, который будет, например, заражать только те клетки, которые усваивают глюкозу. Благодаря этому, вирус-«маркер» «пометит» клетки, инфицированные раком, без существенного вреда организму.
Исследователи из Массачусетского технологического института создали молекулярного робота, который способен узнавать раковую клетку по её внутриклеточному состоянию и принуждать её к гибели, вызывая апоптоз. Статья исследователей опубликована в журнале Science.
Молекулярный робот состоит из белка убийцы и набора генов-предохранителей, которые оценивают состояние клетки по шести признакам. Сочетание всех шести, соответствующее раковой клетке, выпускает белок-убийцу на волю.
Действующим агентом послужил синтетический ген, кодирующий белок hBax, который запускает программу клеточной смерти. Ген, впрочем, снабжён двумя помощниками, или охранниками, и вот в них-то и заключается весь интерес. Эти охранники отпускают ген hBax на волю только тогда, когда это нужно, то есть когда вся сложная генетическая конструкция, которой является молекулярный робот, попадает именно в раковую клетку. Функция этих помощников — оценить внутриклеточное состояние по наличию определённого набора микрорегуляторных РНК.
МикроРНК представляют собой открытый примерно десятилетие назад класс регуляторных молекул. Эти небольшие кусочки рибонуклеиновой кислоты управляют биосинтезом многих белков, связываясь сматричными РНК, которые эти белки кодируют. В человеческом геноме существует около 1 000 таких микроРНК. Раковое перерождение ощутимо перетряхивает молекулярный уклад внутри клетки, и одни регуляторные молекулы сходят на нет, а количество других, наоборот, резко повышается, и микроРНК тут не исключение. Исследователи взялись научить своего робота узнавать раковую клетку по специфическому набору микрорегуляторных РНК в ней.
Модельным объектом послужили клетки рака шейки матки HeLa (самая известная линия раковых клеток). Трудность заключалась в том, что от нормальных клеток эту линию отличали не одна и не две, а целых шесть микроРНК. Содержание некоторых из них в HeLa сильно повышено, других — наоборот, понижено. Таким образом, чтобы принять решение, молекулярно-генетический агрегат должен учесть шесть признаков. Конечный продукт можно сравнить с простейшим молекулярным компьютером или с очень сложным шифрованным замком, у которого один за другим срабатывают шесть механизмов, и белок-убийца вырывается на волю. Если хотя бы одно из условий не выполняется, клетка продолжает жить и убивать.
Эти данные свидетельствуют о возможности заражения только раковых клеток, без вреда для обычных клеток организма человека.
Бактериофаги
В последние годы в связи с продолжающимся распространением антибиотикоустойчивых форм патогенных и условно-патогенных бактерий большой интерес вызывает использование в лечебных целях бактериофагов. Бактериофаги являются вирусами, поражающими исключительно бактерии. Открыты они были в начале 20 века и, как выяснилось позже, в природе распространены повсеместно. Везде, где имеются бактерии, удается обнаружить и бактериофаги.
Бактериофаги, подобно другим вирусам, являются внутриклеточными паразитами. Проникнув в бактерию через расположенные на ее поверхности фагоспецифические рецепторы, ДНК фага изменяет синтезирующие механизмы клетки, заставляя бактерию синтезировать ДНК и белки фага. На определенном этапе бактерия разрушается, и из нее выходит новое поколение дочерних бактериофагов.
Важным свойством бактериофагов является их высокая специфичность, они избирательно лизируют бактерии не только определенного вида, но даже их отдельные серологические группы. Бактериофаги безошибочно находят и уничтожают только те бактерии, против которых направлено их действие, не затрагивая нормальную микрофлору организма, не говоря уже о его собственных клетках. Именно этим и объясняется отсутствие побочных эффектов и противопоказаний к применению бактериофагов, что делает особенно привлекательным их использование в педиатрической практике. Возникновение у бактерий антибиотикоустойчивости не сказывается на их чувствительности к бактериофагам, поэтому последние зачастую активны даже в отношении полирезистентной госпитальной микрофлоры. Однако следует учитывать специфичность бактериофагов: каждый вид фага распознает в качестве своей мишени только те серотипы бактерий, которые имеют определенные фагоспецифические рецепторы. Поэтому назначать бактериофаги необходимо под микробиологическим контролем чувствительности к ним данного возбудителя.
В наши дни, к бактериофагам многие врачи относятся настороженно. И их можно понять: сложно отказаться от привычных, уже зарекомендовавших себя антибиотиков. Да и случаев когда фаготерапия по непонятным причинам вдруг оказывалась неэффективной, тоже немало.
Чем же всё-таки бактериофаги лучшее антибиотиков и почему следует отказаться от последних?
Последствия лечения антибиотиками известно всем: излечивая одно, мы «калечим» другое. Зачастую их действие сопровождается уничтожением микрофлоры кишечника и слизистых. Сегодня дисбактериоз выявлен у 95 % населения страны. И, к сожалению, далеко не всегда удаётся восстановить микрофлору и привести её в первоначальное здоровое состояние.
Кроме того ещё одним существенным минусом терапии антибиотиками является возникновение побочных эффектов уже во время самого лечения. Среди них аллергические реакции, тошнота, снижение аппетита, боли в животе, не специфическая диарея и многое другое.
И последнее, что следует внести в «копилку» минусов антибиотиков, это постепенная их утрата позиции лидера в борьбе с инфекциями: всё чаще мы можем наблюдать активный рост новых штаммов бактерий, устойчивых к ним.
Механизм лизиса
Порой раковые клетки изначально невосприимчивы к химиотерапии. Оказалось, что этим «даром» они обязаны белкам здоровых клеток, которые окружают опухоль.
Эффективность точечной терапии в лабораторных условиях выше, чем клинические результаты. В пробирке раковые клетки дружно погибают от разработанного специально для них лекарства, в то время как у пациентов достигается лишь частичный, причем часто временный эффект. Таким образом, дела обстоят, например, с меланомой. При лечении у некоторых пациентов раковые клетки практически совсем исчезали, а у других результат был почти незаметен. Онкоклетки как будто бы что-то защищает от гибели при целенаправленной обработке препаратом.
Разгадать эту загадку сумели две исследовательские группы американских ученых – из Института Броада и компании Genetech.
Ученые обнаружили, что раковые клетки способны противостоять химиотерапии только в окружении белкового коктейля из стромы опухоли, то есть здоровых клеток, которые окружают опухоль и служат ей опорой.
Вторая группа исследователей выращивала различные типы раковых клеток и тоже добавляла к ним здоровые. Все опухолевые клетки, выращенные в одиночку, погибали от лекарства, а если их окружали нормальные клетки, то в половине случаев опухоли удавалось выжить. Получается, что бессмертным рак делают здоровые клетки человеческого организма. Ученые из Института Броада даже определили, какой белок спасает раковые клетки меланомы от химической атаки. Этим «спасителем» оказался HGF, называемый фактором роста гепатоцитов. Это было подтверждено результатами клинических экспериментов. У пациентов с высоким уровнем этого белка точечная терапия не давала эффекта, тогда как у больных с низким уровнем HGF размеры опухоли резко уменьшались.
Следует отметить, что этот белок может оказаться важным только для меланомы, а другие виды опухоли могут использовать для своей защиты другие белки. И чтобы все их выявить, придется проделать огромную работу.
Метод лечения, представленный в нашей гипотезе, помогает убивать раковые клетки. На примере меланомы, мы можем предположить, что наше точечное лечение будет затрагивать лишь помеченную раковую клетку, не вредя белку HGF (фактору роста гепатоцитов), который защищает раковую клетку от химии, согласно исследованиям Институту Броада.