Как генетика помогает лечить онкологические заболевания

Мутации в генах могут увеличивать риск развития рака. Но в то же время, если онкозаболевание диагностировали, информация о мутациях может помочь выбрать метод лечения и определить прогноз. Рассказываем, зачем врачи онкологи обращаются к генетике.

Лечение

Самые распространенные методы лечения онкологических заболеваний – операция, химио- и лучевая терапия. Эти способы работают, но имеют ограничения: операцию не провести на продвинутых стадиях болезни, а облучение и химиотерапия убивают и опухолевые, и здоровые клетки, вызывая много побочных эффектов. Новые методы лечения, в частности, таргетная терапия направлены на конкретные «мишени» – гены и белки, участвующие в процессах роста и выживания опухоли. Например, препараты могут отключать «сигналы», после которых опухолевые клетки начинают расти и делиться.

Например, в 1 из 5 случаев рака молочной железы опухолевые клетки имеют добавочную копию гена ERBB2, который кодирует рецептор HER2 – такие опухоли называются HER2-положительными. Этот ген в норме регулирует рост и деление клеток молочной железы. HER2-позитивные опухоли молочной железы, как правило, быстрее растут и распространяются, потому считаются агрессивными. Эти опухоли могут лечить с помощью таргетной терапии, которая блокирует белок HER2.

Однако лекарства от рака срабатывают одинаково эффективно не у всех людей. Например, гефитиниб – препарат против немелкоклеточного рака легкого – хорошо показал себя в клинических испытаниях – уменьшал размер опухоли. Однако позже выяснилось, что лекарство подходит не всем пациентам – вызывает побочные эффекты или даже в редких случаях может привести к смерти. Генетики выяснили, что гефитиниб работает только у пациентов с мутацией в гене EGFR. Сейчас препарат назначают после генетического тестирования. Появилась и наука, которая изучает, как гены влияют на действие лекарств – фармакогеномика. 

Поиск мутаций у опухолей становится неотъемлемой частью лечения. Генетическое тестирование опухолей может увеличивать эффективность терапии. Однако таргетные препараты назначают, как правило, на продвинутых стадиях заболевания, если предыдущее лечение не помогло, а также в случае рецидива. Кроме того, таргетная терапия доступна не для всех видов онкологических заболеваний. Эти лекарства могут назначить при опухолях молочной железы, легкого, колоректальном раке, лимфоме, меланоме. 

Исследования

Поскольку онкологические заболевания возникают из-за изменений в генах, ученые ищут способ исправлять мутации – заменять «сломанный» ген или чинить его, «учить» иммунную систему эффективнее противостоять опухолевым клеткам – с помощью генной терапии.  

Редактировать геном можно по-разному. Например, ген, который будет останавливать деление раковых клеток, в нужное место могут доставить вирусные векторы – модифицированные вирусы. Перед использованием векторы изменяют под необходимые задачи – в частности, лишают способности заражать. Вирус встраивает свой измененный генетический материал в опухолевые клетки, и последние начинают производить белок, вызывающий гибель клеток.

Многообещающей технологией считают редактирование генома с помощью CRISPR/Cas9. CRISPR – участки ДНК-бактерий. В них хранится генетический материал вирусов, с которыми встречались бактерии. Если тот же микроб вновь атакует бактерию, белок Cas9 уничтожает угрозу, «разрезая» вирусную ДНК. То есть с помощью CRISPR/Cas9 можно вырезать из ДНК сломанные участки и заменять их правильными. 

У генной терапии есть недостатки – например, возможная чрезмерная активация иммунной системы, неточный «разрез» участка ДНК, поэтому большинство методов пока доступны только в рамках исследований. 

Однако некоторые способы терапии уже применяются в клинической практике – к таким относится, например CAR-T терапия. К Т-клеткам пациента – одной из составляющих иммунитета – в лаборатории добавляют ген, кодирующий рецептор химерного антигена (CAR). Т-клетки с химерным рецептором вводятся пациенту – такая терапия помогает иммунной системе обнаружить и атаковать опухолевые клетки и пока применяется для лечения онкозаболеваний крови.