Инновации наука рак аутоиммунные заболевания

МОСКВА, 24 марта. /ТАСС/. Исследователи Центра компетенций НТИ на базе Института биоорганической химии (ИБХ) имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН нашли способ снизить развивающееся при рассеянном склерозе и других аутоиммунных заболеваниях воспаление органов и тканей за счет препарата, подавляющего этот процесс на клеточном уровне. Об этом во вторник ТАСС сообщили в пресс-службе Российской венчурной компании (РВК).

Протеасома - сложный комплекс ферментов, который отвечает за разрушение утративших свою функцию белков в организме. Иммунопротеасомы как особый вид этого комплекса присутствуют в клетках иммунной системы, а также в клетках, находящихся в очагах воспаления, в том числе при развитии аутоиммунных заболеваний. Среди них - рассеянный склероз, системная красная волчанка, псориаз и многие другие. Авторы исследования научились блокировать иммунопротеасому, участвующую в развитии воспалительного процесса, для смягчения симптомов этих заболеваний.

"Данные, которые получили ученые по результатам испытаний на клеточных культурах и животных моделях, говорят о том, что при использовании созданных ингибиторов иммунопротеасомы симптомы аутоиммунных заболеваний ослабляются. То есть этот метод позволяет снижать тяжесть протекания болезни", - сказали ТАСС в пресс-службе.

В основе разрабатываемых в мире альтернативных препаратов, которые сегодня проходят клинические испытания, также заложен механизм "выключения" иммунопротеасомы. Однако они воздействуют не только на комплекс в очагах воспаления, но и на протеасомы, задействованные в работе иммунной системы. Подавление их активности неизбежно приводит к снижению иммунитета, поэтому пациенты становятся более уязвимы к инфекциям, переходящим в хроническую форму. Исследователи Центра компетенций НТИ нашли способ направленного воздействия только на "воспалительные" протеасомы в нужной популяции клеток.

"В обычном случае при снижении воспаления снижается и иммунитет, возникает повышенный риск системных инфекций. Наш подход состоит в том, что мы установили тип иммунопротеасом, которые содержатся в специализированных клетках - олигодендроцитах. Они формируют миелиновую оболочку аксонов внутри центральной нервной системы, и именно эти клетки являются мишенями иммунной системы при протекании рассеянного склероза. Блокируя при помощи специфического ингибитора особый тип иммунопротеасомы, который содержится в олигодендроцитах при развивающемся воспалении, мы можем спрятать эти клетки от иммунной системы", - пояснил ТАСС заместитель руководителя центра по науке, заведующий лабораторией молекулярной биомедицины Центра НТИ ИБХ РАН Алексей Белогуров.

В составе препарата - низкомолекулярные соединения, а не рекомбинантные полипептиды, что снижает затраты на его производство, также сообщил ученый. Разработкой уже заинтересовались несколько российских фармкомпаний. Следующим этапом научной работы должны стать полномасштабные доклинические исследования, а в перспективе - клинические испытания.

НТИ

Центр компетенций НТИ ИБХ РАН является одним из 14 центров компетенций Национальной технологической инициативы, занимается вопросами развития биотехнологий. Каждый из центров объединяет университеты, исследовательские центры и инновационные предприятия для создания сквозных технологий, которые будут востребованы на новых глобальных рынках через 15-20 лет. Оператором проекта создания Центров компетенций НТИ является Российская венчурная компания.

Ученые обнаружили новый способ вылечить аутоиммунные заболевания и стимулировать организм на борьбу с раком. Метод использует ранее неизвестный лекарственный путь для манипуляции иммунными клетками.

Открытие связано с молекулой, названной тетрагидробиоптерин (BH4), которая хорошо известна тем, кто изучает биологию мозга и нервной системы. Однако новые исследования показывают, что BH4 играет ранее неизвестную роль - она помогает контролировать рост Т-клеток в иммунной системе. Т-клетки представляют собой белые кровяные клетки, которые находят и атакуют потенциально опасные патогены, такие как вирусы, бактерии и клетки-изгои, в том числе те, которые могут вызывать рак.

Руководителями исследования выступили ученые из Института молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук (ИМБА) в Вене и Бостонской детской больницы штата Массачусетс. Журнал Nature недавно опубликовал результаты исследования с комментариями старшего научного сотрудника ИМБА Йозефа Пеннингера:

Одна из удивительных особенностей нашего открытия заключается в том, что система, которая изучается в нейробиологии в течение десятилетий, может играть ключевую роль в биологии Т-клеток. Исследование связывает две совершенно разные системы нашего организма.

Что особенно интересно, добавляет он, ученые обнаружили способы контроля роста Т-клеток, а не только их активацию.

Рак и аутоиммунитет

Это открытие должно привести к широкому спектру медицинских применений, начиная от контроля аутоиммунных заболеваний, астмы и аллергии до нового способа запуска противоракового иммунитета.

Использование собственных целебных механизмов организма для борьбы с болезнями - это одна из самых популярных областей медицинских исследований. Два ученых выиграли Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2018 году после разработки подхода к лечению рака, который стимулирует присущую иммунной системе способность разрушать опухолевые клетки.

Такие открытия являются революционными в лечении рака, болезни, которая поражает миллионы людей во всем мире и оказывает значительное влияние на общество. По оценкам Национального института рака США, по окончанию 2018 года будет диагностировано 1735350 новых случаев рака, в результате чего умрут 609 640 человек только в Соединенных Штатах.

Другие заболевания также могут возникать из-за чрезмерной активности или неправильной работы иммунной системы. Существует более 80 видов аутоиммунных заболеваний, которые возникают из-за того, что иммунная система атакует здоровую ткань, принимая ее за угрозу. Распространенные аутоиммунные заболевания включают воспалительное заболевание кишечника, диабет 1 типа, системную красную волчанку и ревматоидный артрит.

Согласно докладу 2005 года Национального института здоровья (NIH), до 23,5 млн. человек в США имеют аутоиммунное заболевание, но цифра продолжает расти. Американская ассоциация по борьбе с аутоиммунными заболеваниями, однако, заявляет, что данные NIH учитывают только 24 аутоиммунных заболевания, поэтому фактическая цифра, скорее всего, составит около 50 миллионов.

Блокаторы BH4

Проводя исследования на мышах с раком, ученые обнаружили, что увеличение BH4 вызывает увеличение количества Т-клеток и уменьшение опухолей. Похоже, что BH4 делает это, преодолевая молекулу, называемую кинуренин, которая обычно подавляет рост Т-клеток в опухолях.

Старший автор Клиффорд Вульф, директор Центр нейробиологии Кирби в Бостонской детской больнице добавляет:

Молекула, признанная важной для многих функций в нейробиологии, теперь является ключом к совершенно новым методам лечения. Когда количество BH4 в организме снижается, мы блокируем пролиферацию Т-клеток при аутоиммунных заболеваниях или астме. Когда количество увеличивается, мы программируем рост Т-клеток и заставляем их атаковать опухолевые клетки, даже в неблагоприятных условиях .

Особенность подхода заключается в том, что вместо нацеливания на один цитокин или класс Т-клеток, мы останавливаем пролиферацию во всех связанных с болезнью Т-клетках, и это может привести к положительной активности при самых разных клинических состояниях.

Об этом сообщается на официально сайте Минздрава РФ. Новую разработку ученых представила Вероника Скворцова, глава ведомства:

- В рамках работы научно-образовательного кластера направленного инновационного развития Минздрава России российским ученым удалось добиться значительного успеха в разработке генноинженерного лекарственного препарата нового поколения для лечения аутоиммунных заболеваний. Научно-исследовательским коллективом РНИМУ им. Н.И. Пирогова под руководством выдающегося ученого академика РАН Сергея Лукьянова и доктора биологических наук Дмитрия Чудакова создан уникальный, не имеющий аналогов в мире, препарат для лечения анкилозирующего спондилита (болезнь Бехтерева) и псориатического артрита.

Революционная отечественная разработка на основе самых современных биоинформатических, генноинженерных технологий адресно действует только на патологический клон клеток иммунной системы, в который входят клетки, являющиеся причиной аутоиммунного поражения, при этом значимо не угнетая общий иммунный фон.

Стадия доклинических исследований на данный момент завершена, в ходе испытаний препарат показал высокую эффективность и безопасность не только на модели лабораторных мелких животных, но и на обезьянах, сказала министр.

Новый отечественный препарат обладает рядом серьезных преимуществ перед используемыми сегодня антицитокиновыми моноклональными антителами. Он обеспечивает не только облегчение системной воспалительной реакции, но и устраняет первопричину заболевания на длительный срок. Важно, что отсутствует привыкание к препарату и не снижается его эффективность в процессе использования. Ожидаемая частота применения нового препарата – раз в 3–5 лет (существующие препараты требуется применять еженедельно или ежемесячно).

В результате препарат останавливает прогрессирование заболевания у животных, приводит к регрессу процессов разрушения суставов, предотвращает нарушение функций суставов в период его применения. Не снижая общий иммунный фон, препарат не приводит к развитию туберкулеза и других иммуносупрессивных осложнений.

По словам Вероники Скворцовой, полученные данные позволят уже в этом году перейти к клиническим испытаниям лекарственного препарата, и, если его эффективность подтвердится у пациентов, это будет прорыв мирового уровня в лечении аутоиммунных заболеваний различного происхождения.

Лекарство станет спасением для миллионов людей, страдающих болезнью Бехтерева и псориатическим артритом. Сегодня в мире нуждаются в таком лечении от 10 до 15 миллионов человек.

Ученые РНИМУ им. Н.И. Пирогова подали заявки на патенты, в том числе, и на международные, закрепляющие приоритет Российской Федерации.

Успешные доклинические испытания препарата позволили подключить к разработке опытных партий одного из отечественных производителей инновационных лекарственных средств, что даст возможность быстро приступить к проведению его клинических исследований и впоследствии в кратчайшие сроки приступить к его выпуску после государственной регистрации. Клинические испытания первой фазы запланированы на осень 2019 года.

Справка:

Аутоиммунные заболевания (сахарный диабет 1-го типа, псориаз, болезнь Бехтерева, ревматоидный артрит и др.) представляют сегодня существенную проблему для здравоохранения. К сожалению, существующие способы лечения таких болезней направлены, по сути, на устранение последствий, а не причин атаки клеток иммунной системы на собственные клетки организма. Появившиеся в последнее время иммунотерапевтические препараты, действующие на медиаторы аутоиммунного ответа, также не устраняют причину заболевания, когда клетки иммунной системы ошибочно распознают как "чужие" определенные типы клеток собственного организма. Кроме того, такие препараты требуют периодического введения и, к сожалению, со временем теряют свою эффективность, при этом, действуя системно, они вызывают общее ослабление иммунитета. Поэтому лечение, в результате которого будет устранена сама причина заболевания, станет действительно революционным, позволяя при этом избежать общей иммуносупрессии благодаря своему адресному действию.

Учёные надеются создать диагностический тест, позволяющий вовремя определять онкопациентов с неизвестным ранее аутоиммунным недугом.
Фото Global Look Press.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили новое аутоиммунное заболевание, вызываемое, по всей видимости, раком яичек. При помощи недавно разработанного инструмента диагностики учёные обнаружили, что рак способен заставлять иммунную систему "нацеливаться" на мозг. А это, в свою очередь, приводит к тяжёлому нейродегенеративному расстройству.

Специалисты назвали это состояние паранеопластическим энцефалитом, связанным с раком. Оно вызывает тяжёлые неврологические симптомы у мужчин: пациенты постепенно теряют контроль над своими конечностями, движением глаз, в некоторых случаях происходит нарушение речи.

Заболеванию предшествует опухоль яичка, которая, по всей видимости, и заставляет иммунную систему начать атаку на мозг.

Мужчины, у которых был обнаружен рак яичек и начались неврологические симптомы, зачастую не могут быстро узнать верный диагноз и, соответственно, начать необходимое лечение.

Недавно же учёные определили уникальный биомаркер этого аутоиммунного заболевания при помощи новой формы программируемой технологии фагового дисплея. Она одновременно отслеживает более 700 тысяч аутоиммунных антител, нацеленных на все человеческие белки.

Используя этот инструмент, американские специалисты изучили спинномозговую жидкость 37-летнего мужчины, у которого был рак яичек и неврологические симптомы, ухудшающие его качество жизни.

Учёным удалось определить антитела, нацеленные на белок под названием KLHL11. Последний был найден в яичках и некоторых частях мозга пациента.

Специалисты предположили, что после появления опухоли яичка иммунная система берёт белок KLHL11 "на прицел". Затем антитела иммунной системы следуют за белком-мишенью в мозг, приводя к возникновению серьёзных неврологических повреждений.

Учёные сравнили и подтвердили полученные результаты при помощи образцов 37 пациентов из клиники Майо, специалисты которой также приняли участие в исследовании.

Авторы работы надеются, что их открытие поможет в кратчайшие сроки создать диагностический тест для определения конкретного биомаркера данного аутоиммунного заболевания. Это поможет своевременно выявлять онкопациентов до того, как неизвестное ранее состояние нанесёт неврологический ущерб.

Один из авторов работы биохимик Джо Дерези (Joe DeResi) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско считает, что новая технология скрининга поможет выявить ряд заболеваний, которые на сегодняшний день считаются "неопознанными".

"Это исследование – верхушка айсберга. Мы знаем, что есть больше паранеопластических аутоиммунных заболеваний, ожидающих своего часа. Ещё многим людям предстоит помочь", – добавляет учёный.

"Ранняя диагностика чрезвычайно важна. Если мы диагностируем пациентов на начальной стадии, мы сможем назначить им приём иммуносупрессивных препаратов. Чем раньше мы сможем предотвратить это [неврологическое] повреждение, тем скорее мы сможем остановить прогрессирование болезни и тем больше шансов для улучшения жизни пациента у нас будет", – заключает соавтор работы Дивяншу Дубеy (Divyanshu Dubey) из клиники Майо.

Научная статья по итогам исследования будет опубликована в издании The New England Journal of Medicine.

Ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали, что препараты для наращивания мышечной массы повышают риск развития рака яичек.

К слову, за последние годы специалисты открыли новое генетическое заболевание и неизвестную ранее форму слабоумия, которая имитирует болезнь Альцгеймера.

Впрочем, надо отметить, что еще перед лекцией он попросил интервьюирующих его журналистов не задавать вопросов о коронавирусе, грозящем миру из Поднебесной. То есть лекция затрагивала основные аспекты, освещающие столь сложную тему, как иммунная система человека:

– Я занимаюсь физиологией мозга более 15 лет, однако заведующий кафедрой Игорь Ашмарин как-то обратил мое внимание на то, что, помимо мозга, есть еще одна важнейшая система, управляющая нашим организмом, – иммунная. По своему объему и количеству клеток она не меньше мозга, к тому же в ней клетки постоянно перемещаются. И борьба с инфекцией – только одна из задач этой системы.

Злобные бактерии и вирусы пытаются проникнуть в организм, подобный непрерывно осаждаемому городу.

– Иммунная система борется со всем, что признает чужеродным, реагирует на так называемые антигены, не разбираясь, что это – вирус, бактерия, собственная мутировавшая клетка, пересаженный от донора орган.

– Существу, которое живет несколько лет, например, мыши, не нужен приобретенный иммунитет. Но без него не обойтись, если ваша крепость – организм – должен десятилетиями выдерживать атаки известных и неизвестных инфекционных факторов…

Иммунологическое обучение организма, по словам Вячеслава Дубынина, подобно работе мозга, имеющего врожденные реакции и приобретенные.

– Врожденная иммунная система не дает сбоев, в отличие от приобретенной, которая порой на собственные молекулы начинает реагировать, как на антигены, и возникает аутоиммунная патология. Если приобретенный иммунитет слишком слаб, мы говорим об иммунодефиците. Также и в мозге – сбои в системе обучения могут привести к шизофрении или аутизму.

В свою очередь, врожденный иммунитет подразделяется на клеточный и гуморальный, или ферментный.

– Мурамидаза или, по обиходному, лизоцин – это фермент, уничтожающий бактерии, содержащийся в различных слизях: слюна, слезы и другие.

Лизоцин получают из куриных яиц. Имеется он и в растениях, например, капусте и редьке, которые широко использовались в народной медицине еще задолго до развития иммунологии.

Интерферон – тоже белковая молекула, которая борется с вирусами. Иммунная система, по сути, имеет в своем распоряжении различные подразделения, борющиеся с бактериями или вирусами.

Вирусы – паразиты клеток, если они забираются в клетки дыхательных путей, мы болеем гриппом, если в клетки печени – гепатитом. Даже в клетки самой иммунной системы вирус может пробраться, став причиной ВИЧ.

– Интерферон выделяется той самой клеткой, в которую залезла чужеродная ДНК, и выключает обмен веществ этой клетки, блокирует соседние и таким образом замедляет распространение вируса. Инфекция – это война, очень важен фактор времени.

Амебообразные фагоциты сидят на коже, альвеолах дыхательных путей, роговице глаз, поджидая и съедая до 50 бактерий.

– Извините за подробность, но та желтая корочка, которую мы обнаруживаем утром в уголках глаз – это погибшие фагоциты, всю ночь караулившие нашу роговицу.

Не каждая бактерия может быть переварена фагоцитом, например, возбудители чумы, туберкулеза, проказы.

К врожденному иммунитету относится еще ряд клеток, которые называются натуральными киллерами и занимаются уничтожением собственных зараженных вирусами клеток.

– Повиснув над такой клеткой, натуральный киллер направляет в нее ферменты и активные вещества. К сожалению, зараженную клетку нельзя вылечить, можно только убить. Иммунная система действует по принципу: если в доме завелись тараканы, надо сжечь дом. Хуже всего, когда вирус проникает в клетки мозга: энцефалит – страшное заболевание.

Клетки иммунной системы производятся красным костным мозгом.

– Это очень важная система, из так называемых стволовых клеток красного костного мозга лет через 20 научатся производить донорские органы.

Лейкоциты, производимые костным мозгом, могут находиться на коже или в сосудах. Первые – как бы пограничники. Например, в палец попала заноза. Для организма весом под 80 килограммов это мелочь, но для маленького кусочка кожи это катастрофа вроде падения тунгусского метеорита. Из занозы сыпятся разные бактерии, антигены, вирусы. Первый бой принимают макрофаги кожи, и они же посылают сигнал всей иммунной системе. Фагоциты крови, которых можно сравнить с десантниками на самолетах, выделяют медиаторы воспаления, сосуды расширяются и оттуда идут на помощь дополнительные фагоциты.

– Один из медиаторов воздействует на красный костный мозг, и он начинает выделять дополнительные лейкоциты. При длительном воспалении в анализе крови у вас обнаруживается повышенное содержание лейкоцитов, как всем известно.

Еще одна составляющая иммунной системы (ИС) – тучные клетки, усиливающие сигнал макрофагов.

– Это система сигнализации, настолько чуткая, что небольшого воспаления достаточно, чтобы возникла аллергия. Поэтому антигистаминные препараты направлены на подавление этих клеток. Они не такие умные, как клетки мозга, им не объяснишь, что кошачья шерсть – это не инфекция.

За стремительно мутирующими вирусами и бактериями врожденный иммунитет не способен уследить, ему на помощь приходит приобретенный. Он производит посредством В-лимфоцитов антитела, которые налипают на зараженные клетки, бактерии и антигены, делая их заметными для фагоцитов.

– Антитела подобны стикерам-напоминалкам, которые мы налепляем на холодильник.

Компонентом приобретенного иммунитета являются еще и Т-киллеры, которые настолько же чувствительнее натуральных киллеров, насколько В-лимфоциты чувствительнее фагоцитов врожденного иммунитета.

– Йод – это атом, но если он присоединится к белкам кожи, возникает конструкция, воспринимаемая ИС как нечто чужеродное.

Часть В-лимфоцитов не занимается выработкой антител к уже выявленным антигенам (инфекции), а как бы стоит наготове – на случай, если эта или подобная инфекция появится вновь.

– Они обеспечивают нашу иммунологическую память. Если на следующий день после прогулки с промоченными ногами у вас потекло из носа – это хорошо. В-лимфоциты среагировали, антитела налипли, макрофаги работают. Помогите своей ИС витаминами, сном. Хуже, если после такой прогулки ничего не произошло, ИС недоглядела, но через 7-12 дней иммунологического обучения будет более бурная реакция на вирус.

Отсюда вывод: зачем болеть реальной болезнью, если мы можем ввести в организм антиген, показать врага и обезопасить организм?

Вакцинация появилась в конце 18-го века, когда английский врач Эдвард Дженнер заметил, что доярки почти не болеют оспой. На вымени коров образовывались пузырьки, жидкость из которых попадала в трещинки рук. Женщины переболевали легкой формой оспы. Несмотря на скептицизм общественности, постепенно оспа путем вакцинации была побеждена.

– Холера, чума, бешенство были побеждены потом. Палочкой Коха 20 лет заражали мышей два француза, от их фамилий произошло наименование вакцины БЦЖ – бацилла Кальмета-Герена. Сначала использовались живые ослабленные вакцины, сегодня используются только мертвые бактерии и вирусы или даже кусочки их, кроме БЦЖ.

Побеждена не только оспа, но и корь, свинка, которую помнят ровесники Дубынина. Однако вспышки кори в последнее время, да и частые случаи туберкулеза в определенной части социума говорят о том, что спустя несколько десятилетий необходимы повторные вакцинации. Вячеслав Дубынин является ярым их сторонником. Слушательница спросила:

– Что же, на шестом десятке нужно прививаться от кори?!

– Мне 58 лет, – ответил лектор. – Я прохожу все необходимые вакцинации.

Врожденные иммунные дефициты встречаются чаще у мужчин, с ними борются с помощью генной инженерии или донорства. А есть приобретенный иммунодефицит, в первую очередь речь, конечно, о ВИЧ.

– Каждый сотый человек в нашей стране инфицирован, среди мужчин от 20 до 40 лет – каждый 30-й.

Этот вирус заражает клетки иммунной системы и очень быстро мутирует. Вылечить его пока невозможно, поэтому важна профилактика.

Онкология, которой в стране страдает каждый третий, по сути – сумасшествие клеток. Они начинают делиться, возникает опухоль.

Иммунологической проблемой является также аллергия – бурная реакция системы на безобидные антигены. Аллергический прорыв можно спровоцировать, съев за раз, например, полкило креветок.

– Если красите забор возле цветущей березы, вы можете заполучить аллергию, так как пары растворителя разрыхляют дыхательные пути и в них пролезает пыльца, чего раньше не было. Так что не расслабляйтесь, аллергия может к вам прийти, правда, с возрастом наша иммунная система становится менее злобной.

В борьбе с аллергией главное – определение и избегание аллергена. Тогда возможно в течение пяти лет избавиться от заболевания.

Аутоиммунные заболевания гораздо страшнее, ведь аллергия – реакция ИС на чужеродные антитела, а тут – она собственные молекулы принимает за чужеродные:

– Это нарушение негативной селекции, которая происходит еще при формировании клеток ИС в красном костном мозге. 5% населения Земли к 60 годам имеет аутоиммунные заболевания. Но гораздо чаще это нарушение приводит к синдрому, а не к заболеванию.

Есть мнение, что аутоиммунные заболевания появились из-за того, что множество инфекционных заболеваний человечество победило.

– В тех странах, где плохо с санитарией и часты инфекции, аутоиммунные заболевания не встречаются, как и аллергии. Иммунная система существует для борьбы с инфекцией, а если таковой нет, она поворачивается внутрь организма. Не распускать же службу безопасности, если нет внешних врагов!

Заболевания желудочной, щитовидной желез, надпочечников, бесплодие связывают с аутоиммунными проблемами органоспецифического типа – ИС ополчается на гормоны, не понимая их значения.

К самым распространенным подобным заболеваниям относятся сахарный диабет первого типа, гипотиреоз и гипертиреоз. Органонеспецифический тип аутоиммунных заболеваний – реакция ИС на коллаген или ДНК, это, например, системная красная волчанка. Такое заболевание может быть спровоцировано травмой или хирургическим вмешательством.

Вообще-то знакомство с иммунной системой человека неизбежно должно пробудить интерес к следующей – эндокринной, иначе наши знания о сложнейшем взаимодействии систем в организме не будут полными. Вячеслав Дубынин высказал заранее готовность приехать с очередной лекцией в Тольятти.