Молекулярная онкология является междисциплинарной медицинской специальностью на стыке медицинской химии и онкология , что относится к исследованию химии от рака и опухолей в молекулярном масштабе. Также разработка и применение методов молекулярно-направленной терапии .
Основные филиалы
Молекулярная онкология определила гены, которые участвуют в развитии рака. В исследовании объединена различные методов , начиная от геномика , вычислительной биологии , опухолевых изображений , в пробирке и в естественных условиях функциональных моделей для изучения биологических и клинических фенотипов . Эти белки , полученные с помощью этих генов могут служить в качестве мишеней для новых химиотерапевтических препаратов и других методов лечения рака, или сканирования изображений. Ученые используют ряд методов для проверки роли новых генов-кандидатов в развитии рака. Конечная цель - воплотить эти результаты в улучшенные варианты лечения онкологических больных. [1]
Генные мишени
Существует множество различных генов, которые исследуются на предмет возможных методов лечения рака. Среди наиболее изученных являются ген р53 и гена PTEN . [2] Эти гены являются основными регуляторами клеточного цикла и других путей, участвующих в клеточной и геномной целостности. Останавливая клеточный цикл, эти гены гарантируют, что генетически поврежденные клетки не передадут это повреждение дочерним клеткам. Клеточный цикл может быть приостановлен, и если повреждение достаточно серьезное, пути генов p53 и PTEN могут сигнализировать о гибели поврежденных клеток. [3] И p53, и гены PTEN классифицируются как супрессоры опухолей, потому что их пути контролируют восстановление клеток, которые могут бесконтрольно реплицироваться с поврежденным генетическим материалом, что в конечном итоге приводит к росту рака, если их не контролировать. [4] Мутации в этих генах наблюдаются более чем в половине случаев рака человека. [2]
Молекулярная онколитическая терапия
Иммунотерапия
Иммунная генная терапия - это целевой подход к лечению рака, при котором реальными иммунными клетками пациента и их генами манипулируют, чтобы вызвать противоопухолевый ответ. [5] Собственная иммунная система организма используется для атаки опухолевых клеток, поэтому иммунная система может естественным образом атаковать определенные раковые клетки снова, чтобы в будущем при необходимости. [6] Существует множество видов иммунотерапии, включая трансплантацию костного мозга, терапию антителами и различные манипуляции с иммунными клетками хозяина для нацеливания и уничтожения раковых клеток. Клеточные рецепторы , антигены и молекулы кофакторов представляют собой некоторые из таких клеточных манипуляций для нацеливания на раковые клетки. [5]
Химерные антигенные рецепторные Т-клетки
Т-клеточная иммунотерапия химерного антигенного рецептора (CAR-T), возможно, в сочетании с цитокинами и ингибиторами контрольных точек , представляет собой регулярно используемую форму иммуногенной терапии. [5] CAR-T включает манипуляции с естественными Т-клетками пациента для экспрессии рецептора химерного антигена. Этот рецептор, который теперь находится на миллионах Т-клеток пациента, распознает раковые клетки, которые экспрессируют определенные антигены . [5] Обычно рецептор Т-клеточного антигена неактивен, но когда рецептор распознает определенный раковый антиген, физическая структура Т-клетки изменяется, чтобы разрушить раковую клетку. [7] Это метод лечения рака, который работает на клеточном и молекулярном уровне.
Комбинирование CAR-T с ингибиторами контрольных точек, цитокинами
Было обнаружено, что некоторые регуляторные белки , в частности ингибиторы иммунных контрольных точек , снижают способность Т-клеток размножаться в организме. [7] Чтобы оптимизировать эффективность генной терапии CAR-T, эти ингибиторы контрольных точек можно заблокировать, чтобы стимулировать устойчивый противоопухолевый иммунный ответ, возглавляемый CAR-T-клетками. [7] Существуют различные известные ингибирующие рецепторы на CAR-T-клетке; манипулируя этими рецепторами и связывающими их молекулами, можно усилить экспрессию CAR-T-клетки. [7]
CAR-T-клетки также можно комбинировать с цитокинами для повышения эффективности метода иммунотерапии. [7] Цитокины - это молекулы-мессенджеры, которые могут действовать на себя, соседние или отдаленные клетки. [7] Сигнальные пути этих цитокинов можно использовать для усиления противоопухолевых характеристик CAR-T. [7] Например, интерлейкин 2 (IL2) представляет собой цитокин, который действует как фактор роста для различных клеток иммунной системы, включая Т-клетки. Что касается генной терапии, IL2 можно использовать для увеличения репликации и распространения CAR-T-клеток по всему телу. [7]
Проблемы с CAR-T-терапией
Этот подход генной терапии требует улучшения. Во-первых, интересующие антигены, экспрессируемые на раковых клетках, могут иногда также экспрессироваться на обычных клетках организма. [5] Это означает, что Т-клетки организма будут атаковать его собственные здоровые клетки, а не раковые клетки, когда антигену не хватает специфичности только с раковой клеткой. [5] Возможное решение этой проблемы - включить два разных рецептора антигена в клетки CAR-T, чтобы сделать их еще более специфичными. [5] Вторая проблема с подходом к иммунотерапии CAR-T заключается в том, что он может вызывать синдром высвобождения цитокинов. Это когда избыток провоспалительных факторов выделяется иммунной системой и может вызвать у пациента неприятные побочные эффекты, такие как тошнота и высокая температура . [5]
Генная терапия
В последние несколько десятилетий генная терапия превратилась в целенаправленный способ лечения рака. Генная терапия вводит чужеродные генетические последовательности в больные клетки, чтобы изменить экспрессию этих раковых клеток, которые функционируют с сильно поврежденными геномами. [5] Раковые клетки не ведут себя как нормальные клетки, поэтому методы избавления от этих клеток более сложны. Манипуляции с путями, контролируемыми определенными генами и их регуляторами, являются большой областью исследований рака.
Смотрите также
- Онкология
- Молекулярная медицина
Рекомендации
- ^ Молекулярная онкология, Университет Британской Колумбии
- ^ a b Тадзава, Хироши; Кагава, Сюнсуке; Фудзивара, Тосиёси (ноябрь 2013 г.). «Достижения в генной терапии рака p53, опосредованного аденовирусом». Экспертное заключение по биологической терапии . 13 (11): 1569–1583. DOI : 10.1517 / 14712598.2013.845662 . ISSN 1744-7682 . PMID 24107178 .
- ^ Räty, JK; Пиккарайнен, JT; Вирт, Т .; Юля-Херттуала, С. (январь 2008 г.). «Генная терапия: первые одобренные генные лекарства, молекулярные механизмы и клинические показания». Современная молекулярная фармакология . 1 (1): 13–23. DOI : 10.2174 / 1874467210801010013 . ISSN 1874-4702 . PMID 20021420 .
- ^ Луонго, Франческа; Колонна, Франческа; Калапа, Федерика; Витале, Сара; Fiori, Micol E .; Де Мария, Руджеро (30.07.2019). "Подавитель опухолей PTEN: Плотина ствола рака" . Раки . 11 (8): 1076. DOI : 10,3390 / cancers11081076 . ISSN 2072-6694 . PMC 6721423 . PMID 31366089 .
- ^ Б с д е е г ч I Солнце, Вейминг; Ши (26 января 2019 г.). «Достижения в методах и методологиях генной терапии рака» . Открытие медицины . 146 (146): 45–55. PMID 30721651 - через Web of Science.
- ^ Хелми, Кентукки; Патель, С.А. (октябрь 2013 г.). «Иммунотерапия рака: достижения на сегодняшний день и перспективы на будущее». Терапевтическая доставка . 4 (10): 1307–1320. DOI : 10,4155 / tde.13.88 . PMID 24116914 .
- ^ Б с д е е г ч Гершович, ПМ; Карабельский А В (2019). «Роль ингибиторов контрольных точек и цитокинов в адоптивной клеточной иммунотерапии рака с генетически модифицированными Т-клетками». Биохимия (Москва) . 84 (7): 695–710. DOI : 10.1134 / S0006297919070022 . PMID 31509722 .