Практическая онкология №1 2015

Стр.1

Стр.2

Стр.3

© Е.Н. Имянитов, 2015 ББК Р56e НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова, СанктПетербург В 2014 году продолжилось стремительное развитие фундаментальной онкологической науки. ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ОНКОЛОГИЯ В 2014 ГОДУ: ОБЗОР НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫХ ОТКРЫТИЙ Е.Н. Имянитов Циркулирующие опухолевые клетки формируют кластеры для образования гематогенных метастазов Присутствие циркулирующих опухолевых клеток в кровотоке онкологичес ких больных было продемонстрировано достаточно давно. Следует заметить, что даже у пациентов с диссеминированным метастатическим процессом соотноше ние трансформированных клеток и клеток крови составляет не более чем один на миллиард. Циркуляция жизнеспособных эпителиальных клеток сама по себе является патологическим явлением: в норме изолированные клетки эпителиаль ного происхождения достаточно быстро погибают, причём эта гибель является самостоятельным биологическим процессом и даже имеет специфическое на звание – анойкис (anoikis). Недавно Aceto et al. [2] обнаружили интересное явле ние: они установили, что циркулирующие опухолевые клетки карцином молоч ной железы могут образовывать кластеры. Примечательно, что эти кластеры фор мируются за счёт контактов между разными клетками, а не за счёт деления еди ной клеткипредшественника. За образование кластеров отвечает хорошо извес тный белок, участвующий в процессах межклеточных взаимодействий – плаког лобин. Именно кластеры, а не единичные клетки, обладают способностью по рождать гематогенные метастазы, причём метастатический потенциал опухоли напрямую зависит от уровня экспрессии плакоглобина. Ожидается, что модуля ция активности плакоглобина может оказаться перспективным подходом для предотвращения диссеминации злокачественных новообразований. «Синонимичные» нуклеотидные замены могут принимать участие в молекулярном патогенезе рака Генетический код характеризуется интересным свойством – «вырожденностью». Действительно, четыре нуклеотида – аденин, тимин, цитозин и гуанин – могут сфор мировать 64 различных триплета, однако кодируют эти триплеты «всего» 21 био логический сигнал – 20 аминокислот и стопкодон. Соответственно, одна и так же аминокислота может кодироваться несколькими триплетами, поэтому некоторые нуклеотидные замены в кодирующей последовательности ДНК не влияют на струк туру белка. В «классической» генетике считается аксиомой, что подобные «синони мичные» («молчащие») мутации не несут никакой функциональной нагрузки. Имен но поэтому обнаружение подобных генетических событий в опухолях рассматри валось не более как проявление «мутационного шума». Однако, применение систе матического полногеномного анализа опухолевой ДНК обнаружило неожиданный факт – оказалось, что молчащие мутации составляют около 68% всех соматичес ких нуклеотидных замен, причём их причастность к прогрессии опухолевых кло нов не вызывает никаких сомнений. Например, синонимичные мутации влияют на взаимодействие гена с микроРНК, модулируют процессы сплайсинга, а также могут иметь отношение к регуляции стабильности РНКтранскрипта [26]. Молчащие мутации нельзя путать с мутациями, затрагивающими некодирую щие регуляторные области гена и напрямую влияющими на его экспрессию. Вне дрение методов полногеномного сканирования выявило целый ряд таких нару шений, наиболее известными из которых являются мутации в гене теломеразы (TERT). Повидимому, список мутаций этой категории заметно расширится в не далёком будущем [10, 28, 31]. ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т. 16, №1 – 2015 1

Стр.1

Е.Н. Имянитов Применение секвенирования нового поколения для ранней диагностики и мониторинга опухолей Попытки диагностики и мониторинга опухолевого процесса на основе выявления специфических марке ров в доступных для исследования средах организма формируют отдельную область экспериментальной и клинической онкологии. В качестве наиболее извест ного теста можно привести анализ уровня простатичес кого антигена, применяемый для скрининга и контро ля лечения рака предстательной железы. Практически все доступные на сегодняшний день «маркерные» тес ты отличаются недостаточной чувствительностью и специфичностью. В своё время большие ожидания свя зывали с появлением полимеразной цепной реакции (ПЦР). Действительно, ПЦР обладает способностью выявлять даже единичные копии мутированного гена в присутствии избытка нормальных последовательностей ДНК, а мутации в онкогенах и антионкогенах являются более специфическими событиями по сравнению с из менением экспрессии тех или иных белков. Тем не ме нее, классические ПЦРтесты себя не оправдали: все они обладают ограниченным спектром геновмишеней, т.е. недостаточной информативностью. В настоящее вре мя активно испытываются новые модификации ПЦР, обладающие более совершенными техническими харак теристиками и ориентированные на анализ муль тигенных панелей [5]. Внедрение массивного параллельного секвенирова ния открыло новые перспективы в данной области. С одной стороны, секвенирование нового поколения (next generation sequencing, NGS) способно выявлять не толь ко мутации в отдельных генах, но и учитывать генети ческий статус всего генома. С другой стороны, много кратное прочтение одной и той же последовательнос ти, положенное в основу метода, позволяет достигать сопоставимой с ПЦР чувствительности. Именно поэто му в последние годы возобновляется интерес к анализу т.н. циркулирующей опухолевой ДНК – её появление в плазме связано как с естественным распадом трансфор мированных клеток, так и с некоторыми особенностя ми физиологии опухолей. Работы последних лет ука зывают, что NGS обладает значительным потенциалом для своевременного обнаружения опухолей, а также для идентификации ранних признаков приобретённой ре зистентности новообразований к проводимому лече нию [22, 24]. В 2014 г. были также опубликованы исключительно интересные работы, которые основывались на полноэк зомном анализе ДНК периферических лейкоцитов кро ви здоровых людей. Было установлено, что присутствие клеточных клонов, содержащих соматические мутации, наблюдается преимущественно у лиц пожилого возрас та. Эти наблюдения согласуются с представлениями о накоплении соматических мутаций на протяжении жиз ни, а также об ускорении процессов мутагенеза в ходе старения организма. Существенно, что при проспектив 2 Practical oncology ном наблюдении за большими когортами пациентов при сутствие клональных мутаций в онкогенах и антионко генах коррелировало с последующим развитием злока чественных заболеваний крови [1, 12, 14, 29]. Роль иннервации в патогенезе опухолей Миелопролиферативные заболевания принято под разделять на 2 категории, причём исторически эта клас сификация основывалась на наличии или отсутствии т.н. Филадельфийской хромосомы. К первой группе относит ся хронический миелолейкоз – болезнь, ассоциирован ная с транслокацией BCRABL. Вторую группу составля ют миелопролиферативные расстройства, при которых данная транслокация не обнаруживается, – эссенциаль ный тромбоцитоз (essential thrombocytosis), истинная полицитемия (polycythemia vera) и миелофиброз (myelofibrosis). Причина последних трёх заболеваний крови была установлена ещё в 2005 г.: оказалось, что в основе аномальной миелопролиферации лежит мутаци онная активация киназы JAK2, индуцирующая размноже ние гемопоэтических стволовых клеток (ГСК). Интерес но, что контроль за ГСК осуществляет другая группа ство ловых клеток – мезенхимальных (МСК), причём функ ционирование последних напрямую опосредуется не рвной системой. В работе, опубликованной в журнале Nature, Arranz et al. [4] продемонстрировали, что одним из компонентов прогрессии миелопролиферативных за болеваний является нарушение иннервации костного мозга. В свою очередь, назначение нейропротекторов или симпатомиметиков предотвращало экспансию JAK2му тантных клонов. Другое исследование подобного рода выполнено на модели рака желудка [30]. Zhao et al. [30] установили, что хирургическая и фармакологическая денервация желуд ка замедляет возникновение и прогрессию опухолей у экспериментальных мышей. Монолатеральная ваготомия или топическое применение ботулинового токсина пре дотвращали канцерогенез только на денервированной части желудка. Анализ группы онкологических пациен тов выявил корреляцию между уровнем иннервации опу холевой ткани и стадией заболевания. Роль простагландинов в поддержании жизнеспособности опухоли В настоящее время общепринятым подходом являет ся циклическое применение цитостатической терапии: максимально переносимые дозы противоопухолевых препаратов обычно назначаются с определёнными ин тервалами, необходимыми для восстановления костно го мозга. К сожалению, в промежутках между циклами химиотерапии также наблюдается репопуляция опухо левых клеток, при этом через несколько месяцев почти неизбежно формируется резистентный в лечению клон. Считается, что данный процесс опосредуется особой категорией трансформированных клеток – т.н. стволо выми клетками опухолей. Kurtova et al. [16] сообщили ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т. 16, №1 – 2015

Стр.2

Practical oncology о крайне интересных наблюдениях, полученных в экс периментах с карциномой мочевого пузыря. Они уста новили, что привлечение стволовых клеток опухолей к процессам репопуляции осуществляется за счёт воздей ствия простагландина E2; этот процесс успешно угнета ется хорошо известным ингибитором синтеза простаг ландинов – целекоксибом. Помимо участия в сохране нии объёма малигнизированной ткани, простагландину Е2 также приписывается роль в локальном подавлении противоопухолевого иммунного ответа [21]. Простагландины представляют из себя биологически активные производные жирных кислот, вовлечённые в регуляцию функционирования гладкой мускулатуры, процессов тромбообразования, различных аспектов вос паления, болевых реакций и т.д. Синтез простагландинов регулируется ферментамициклооксигеназами 1 и 2 (cyclooxygenases, COX). Ингибиторы циклооксигеназ широко применяются в медицине: к ним, в частности, относят аспирин и другие нестероидные противовоспа лительные препараты. В течение прошедшего десятиле тия большую популярность получили избирательные ингибиторы COX2; именно к этой категории лекарствен ных средств относится упомянутый выше целекоксиб – он используется в качестве современного анальгетика, средства контроля хронических аутоиммунных заболе ваний, а также для лечения семейного полипоза толстой кишки [25]. Целекоксиб испытывался как дополнитель ный компонент схем противоопухолевой терапии в не скольких десятках клинических испытаний, однако его назначение проводилось, как правило, без учёта экспрес сии COX2 и не основывалось на какихлибо сведениях о динамике клеточного состава и/или потенциальной им муногенности опухолей [3, 9, 19, 23]. Повидимому, пуб ликации Kurtova et al. [16] и Motz et al. [21] возродят инте рес к использованию целекоксиба для лечения онколо гических пациентов [27]. МТН1: новая мишень для противоопухолевой терапии? MTH1 (NUDT1) представляет из себя фермент, участву ющий в элиминации химически повреждённых нуклео тидов. Таким образом, активность MTH1 необходима для поддержания нормальной структуры ДНК. Опухолевые клетки характеризуются резко увеличенной продукцией активных форм кислорода и, как следствие, многократ ным повышением концентрации аномальных оснований ДНК. Именно поэтому утрата активности MTH1 совмес тима с жизнедеятельностью нормальных клеток, но ока зывается губительной для опухолей: трансформирован ные клетки, утратившие функцию MTH1, накапливают многочисленные повреждения в своём генетическом ап парате за счёт использования при синтезе ДНК «непра вильных» нуклеотидов и погибают вследствие индукции апоптоза. Многие специалисты полагают, что химичес кая нестабильность пула нуклеотидов характерна для опухолевых клеток даже в большей степени, чем неста бильность цельной ДНК; следовательно, применение нук Е.Н. Имянитов леотидповреждающих агентов может иметь определён ные преимущества по сравнению со ставшим традици онным использованием ДНКповреждающих препаратов. Действительно, ингибиторы MTH1, TH287 и TH588 эф фективно сдерживают рост опухолевых ксенографтов у мышей [11]. Интересно, что MTH1ингибирующим дей ствием обладает стереоизомер хорошо известного ALK ингибитора кризотиниба ((R)кризотиниба) – (S)кри зотиниб [13]. Ренессанс витамина С? Идея широкого использования высоких доз витамина С (аскорбиновой кислоты) для профилактики и лечения различных заболеваний принадлежит лауреату Нобелев ской премии Лайнусу Полингу. Первые клинические ис пытания, проведённые в 1970х гг. и предусматривающие инфузионное введение витамина С, показали обнадёжи вающие результаты [6, 7]. К сожалению, последующие исследования, базировавшиеся на пероральном приёме препарата, не подтвердили противоопухолевых эффек тов аскорбиновой кислоты [8, 20]. Дальнейшее изучение фармакокинетики и фармакодинамики витамина С при вело к убеждению, что пероральный приём de facto не позволяет достичь высокой концентрации препарата в плазме, поэтому конфликт между «положительными» и «негативными» испытаниями может быть связан не с био логическими причинами как таковыми, а с особенностя ми организации клинических испытаний. В недавно опубликованном исследовании Ma et al. [18] продемон стрировали синергизм высоких доз инфузионного ви тамина С с действием карбоплатина и паклитаксела на опухоли у мышей. В исследованиях на пациентах приме нение витамина С сопровождалось достоверным сниже нием выраженности побочных эффектов от химиотера пии. Потенциальная эффективность ингибиторов IGF1R у пациентов с активацией киназы ALK Коллектив одного из самых известных исследовате лей рака лёгкого – профессора William Pao – сообщил о необычном случае, наблюдавшемся в ходе клинических испытаний новых противоопухолевых препаратов. У од ной из пациенток с карциномой лёгкого, включённых в клиническое исследование терапевтического антитела к рецептору инсулиноподобного фактора роста (IGF1R), отмечался необычно выраженный и длительный (17 мес.) эффект от лечения. Ретроспективный молекулярный ана лиз опухоли установил, что данный случай рака вызван транслокацией гена ALK, причём последующее назначе ние больной кризотиниба сопровождалось хорошим эффектом. Известно, что различные рецепторные тиро зинкиназы зачастую утилизируют одни и те же сигналь ные молекулы. В частности, Lovly et al. [17] обнаружили, что как IGF1R, так и ALK могут использовать в качестве адаптора один и тот же белок – IRS1 (insulin receptor substrate 1). Сочетанное ингибирование ALK и IGF1R ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т. 16, №1 – 2015 3

Стр.3