Профессор факультета фундаментальной медицины МГУ им. Ломоносова и Каролинского института в Швеции Борис Животовский приехал в Центр “Сириус” с циклом лекций о программируемой гибели клеток и персонализированной медицине.
Ученый рассказал о новых противораковых препаратах и трендах в лечении онкологии, о том, как, получив мегагрант, создавал в МГУ лабораторию исследования механизмов апоптоза (ЛИМА), и о том, что общего у человека с сосной с точки зрения генетики.
– Борис Давидович, почему для лечения рака требуется комплексный подход? Можно ли найти универсальное средство?
– Опухоль состоит из разных типов клеток, поэтому одни будут реагировать на лечение, а другие нет. Более того, у разных пациентов, носителей одного и того же типа рака, опухоли могут различаться генетически. Приведу такой пример. У меня в Стокгольме был аспирант, врач из Германии. В конце первого года мы с ним сделали статью, эксперименты велись на культурах клеток. Очень интересные результаты получились, и работа вышла в довольно хорошем журнале. А вторая часть у него была на клиническом материале. Примерно через месяц я спросил у него: “Как дела, Ян?” Он говорит: “Ничего не получается”. Что не получается? Ну, говорит, никакого ответа нет. Статистики в результатах действительно не было. На мой вопрос “А как считал?” он отвечает, мол, взял все контроли и все результаты. Тогда я ему посоветовал взять для каждого больного контроль и эффект, контроль и эффект. Через день он приходит – опять статистики нет. Но тенденция-то какая? Положительная. Во всех ста процентах зависимость растет. Теперь посмотрите на себя в зеркало: мы же все разные, и пациенты разные, поэтому и отвечают на препараты по-разному. После этого случая я всегда привожу этот пример студентам.
– В итоге ваш аспирант опубликовался?
– Конечно! Вышли достаточно интересные статьи: раз, два и три. Мы исследовали механизмы возникновения заболевания, которое называется миелодиспластическим синдромом. Это предопухолевое заболевание, которое часто переходит в острый лейкоз. Оно больше характерно для пожилых людей. Болезнь проявляется в том, что определенные клетки кроветворной системы, предшественники клеток крови, резко начинают погибать. Много лет было непонятно, почему. И вот мы в этих работах – в начале на клетках, а потом на клиническом материале – показали, какова причина.
– В чем было дело?
– При дифференцировке из митохондрий клеток предшественников выходит белок, который называется цитохром C. B норме без этого белка жизнь невозможна, потому что он принимает участие в работе респираторной (дыхательной) цепи. Но когда он выходит из митохондрий в цитоплазму, он образует комплекс из трех белков, который запускает процесс апоптоза – гибели клетки. А это происходит еще до того, как из этих клеток успевают сформироваться красные кровяные тельца.
– Насколько далеко шагнула персонализация медицины?
– На сегодняшний день это достаточно дорогое занятие, но оно используется. Есть несколько центров в Европе, и есть центры в Америке. В Америке больше, в Европе это Франция, Голландия, Дания, сейчас зарождается в Швеции, немного в Германии. За рубежом вкладываются большие деньги в персонализированную медицину, большие деньги.
– Государством или частными компаниями?
– Государство и фирмы. И то, и то. Но кстати говоря, не далее, как сегодня, Российский Научный Фонд опубликовал имена новых обладателей грантов - молодых ученых. Среди победивших проектов несколько посвящены персонализированной медицине. Это хорошая и важная новость.
– Возвращаясь к вашей области. Хотим мы гибели клеток, в частности, апоптоз, или не хотим?
– Что значит, хотим? Мы хотим управлять этим механизмом. При болезнях Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона очень много специфических клеток в мозге гибнет. Очевидно, что необходимо управлять этим процессом, чтобы замедлить их гибель, чтобы сохранить нормальные клетки, так? В случае рака мы имеем дело с большим количеством опухолевых клеток, которые к тому же устойчивы к терапии. Здесь мы должны запустить процесс гибели клеток. Есть целый список заболеваний, в которых слишком много гибели, и целый список заболеваний, где мало. И так, и так бывает, и мы учимся управлять процессами в обеих ситуациях.
– С чего началась управляемая гибель клеток и как она развивалась?
– Впервые термин «апоптоз» предложили в далеком 1972 году. Но настоящий интерес к этой теме развился в 80-х годах. В 2001-ом Нобелевская ассамблея по физиологии или медицине решила провести конференцию “Клеточный цикл и гибель клеток в медицине”. Человек, который меня в свое время пригласил в Стокгольм, профессор Стен Оррениус, и я организовали это мероприятие. Первая конференция получилась очень интересной, но... Все доклады были абсолютно фундаментальными. В том же году нобелевскую премию в области физиологии или медицины присудили за выяснение механизмов регуляции клеточного цикла, а в следующем – за механизмы регуляции программируемой гибели клеток.
– Вы сказали первая конференция.
– Да. Обычно такие нобелевские конференции по одной тематике устраиваются раз в пятнадцать-двадцать лет. Нобелевская ассамблея каждый год поддерживает (финансирует), как правило, одну тематику, редко две. Разделов медицины и биологии множество, поэтому очередь может наступить через много-много лет. И вдруг, в 2010 году, когда праздновалось 200-летие Каролинского института – нобелевский комитет, он же при Каролинском институте – решил организовать конференции по нескольким направлениям. Среди них вновь оказался клеточный цикл и гибель клеток. Меня опять пригласили ее организовать. И вот что интересно, если в фокусе первой конференции оказалось исследование механизмов, то на второй подавляющее число докладов касалось гибели клеток при тех или иных заболеваниях.
– Показательно.
– Но это еще не все. Не поверите, совершенно неожиданно в 2015 году меня пригласили провести третью конференцию. Она состоялась через год. Тогда же и нобелевскую присудили за исследование механизмов аутофагии – одного из видов программируемой гибели клеток. Удивительно, но на третьей конференции, если не сто процентов, то процентов девяносто докладов, заканчивались каким-то внедрением.
– Существенная эволюция.
– Именно, и для меня это было настолько явно, что мы с моим коллегой и ко-организатором конференции профессором Класом Виманом написали об этом статью в Journal of Internal Medicine. Статья о том, как меняется эта область деятельности, какие препараты уже сегодня есть, и что может быть в будущем.
– А что может быть в будущем?
– Так называемая таргетная терапия, целевая.
– Вы имеете в виду белки-мишени или какие-то наночастицы для адресной доставки лекарств?
– Я имею в виду гены и белки, только гены и белки. Это самый-самый тренд. Таргетирование с помощью либо низкомолекулярных соединений, либо антител, либо пептидов. Подход чисто генный не слишком эффективен. Что касается наночастиц, то доставка препаратов с их помощью сейчас активно изучается.
– А редактирование генома не панацея?
– Вот недавно был открыт метод CRISPR/Cas9. Очень интересная идея, но сколько проблем всплыло. Мы не знаем, что может быть с организмом. Вообще.?
– Вы скептичны по отношению к этому подходу?
– Нет-нет, я очень положительно к нему отношусь. Но я не хочу сегодня, когда все кричат “Это то, что будет завтра!”, поддакивать им. Я считаю, что рано говорить наверняка. Эта технология очень интересна, но давайте посмотрим, что будет завтра. Давайте поисследуем. Вот Президент США Ричард Никсон в 1971 году сказал, что в конце двадцатого века рак будет побежден, – где он побежден?
– Что из противораковых препаратов сейчас самое многообещающее?
– Да, много чего. Вот, например, ABT-препараты, позволяющие убивать опухолевые клетки, – это супер, это просто супер. Я считаю, что Энтони Летай совместно с Abbott Pharmaceutical революцию сделал. Oни довели препараты до лечения гематологических видов рака [связанных с системой кроветворения – прим. авт.]. В комбинации с химиотерапией такое лечениеуспешно в 90% случаях. Ученые сделали даже таблетки. Раньше это были инъекции.
Есть и масса других препаратов. Например, Iressa. Прекрасный препарат для лечения аденокарциномы легких. Но только на Востоке: это Япония, Китай, Корея, Индия. Вот там он работает. А в Европе и Америке он, к сожалению, менее эффективен из-за того, что в разных странах у больных различаются генные мутации. Но это же все равно достижение, колоссальное достижение. Представьте себе, почти треть больных в Японии вылечиваются. Сейчас еще разрабатывается препарат PD-1 фирмой Genentech и некоторыми другими компаниями.
– Кто основные игроки на рынке?
– Novartis, Merck, Roshe, Jonson&Jonson, AstraZeneca и другие. Это крупнейшие компании, которые ворочают миллиардами долларов. Вообще их много, более десятка. Это все США и Европа. В Китае, Японии таких больших фирм я не знаю. Там есть очень интересные подходы, которые разрабатываются, затем продаются, но таких глобальных предприятий нет.
– Россия пытается догонять?
– В России подобных больших фирм нет. Хотя я был под Владимиром, в "МБЦ Генериум", куда меня осенью пригласили прочитать лекцию. Мы прошлись по лабораториям. На меня это произвело очень большое впечатление. Они делают антитела, препараты. Вначале были дженерики, а затем компания перешла на собственные. И фирма развивается, причем стремительно. Вот у них большое будущее, они делают очень много хорошего.
– Ученые говорят, что можно попробовать заморить рак голодом, поскольку опухоль потребляет много глюкозы. Имеет смысл?
– Не все так просто. Буквально полгода назад мы опубликовали статью, в довольно хорошем зарубежном журнале. Мы там рассматриваем все современные подходы к клиническому использованию ограничения питательных веществ. Что забавно, в России это не очень признается. Действительно, в зависимости от опухоли можно применять ограничение питательных веществ, но вместе с химиотерапией. Ни в коем случае отдельно. Причем диета должна быть тщательно проработана врачами. Это еще один пример персонализированной медицины, который развивается сейчас.
– Химиотерапия лежит в основе терапии рака, а остальные методы наслаиваются?
– Не только химиотерапия, но и радиотерапия и иммунотерапия. Комбинируют химиотерапию и радиотерапию, иммунотерапию и радиотерапию, иммунотерапию и химиотерапию. В зависимости от типа опухоли.
– А если говорить только о России, что применимо?
– Радио- и химиотерапии – да, иммуно- – меньше.
– Я не ошибусь, если скажу, что в 2010 году вы попали в первую волну мегагрантов на создание лабораторий и благодаря этому в МГУ возникла ЛИМА – Лаборатория исследования механизмов апоптоза?
– Да, правда. Как мы себя называем – “первопроходимцы”. Первые два года мои ребята в лаборатории учились и многие, но, к сожалению, не все, достаточно успешно работали. У нас появились хорошие публикации. И снижать планку мы не хотели. Поэтому, пришлось со многими расстаться и принять новых, очень амбициозных молодых коллег. Должен заметить, что из первого набора остался только один человек. Все сейчас понимают, что вылететь очень легко, поэтому работают азартно, с большим энтузиазмом и интересом, что, конечно, важно.
– Вы руководите еще одной лабораторией в Стокгольме. До 2010 это было ваше основное место работы. На переезд легко решились?
– Понимаете, я вообще никогда в жизни не хотел куда-то уезжать. Для меня это было табу по семейным обстоятельствам. Какое-то время я был невыездной, потому что работал в институте радиологии. Впервые мне разрешили выехать в 1984 году в Венгрию. Уже тогда мне предлагали свою лабораторию, хотя я молодой еще был. Под самый конец 1991-го года я по счастливой случайности – или, наверно, не случайно – получил почти подряд три приглашения. Одно было из Швеции, другое из Вейцмановского института в Израиле, это самый топовый институт у них, и третье было от Imperial Cancer Research Fund в Лондоне. И вот если вы меня спросите, почему я выбрал Швецию, я вам не отвечу никогда, потому что не знаю. А потом мои шведские коллеги помогли перевести туда семью, и это окончательно все решило.
– Почему вы решили вернуться?
– Я хорошо помню, это была пятница. Мне звонит коллега из Москвы и спрашивает: “Борь, а ты не хочешь подать на мегагрант?”Я подумал и согласился. Все необходимые документы у меня были (CV и прочее), а грант я написал. И вот хотите верьте, хотите нет, в понедельник московские коллеги получили все от меня, а уже в пятницу мне этот же человек позвонил и сказал, что только что ректор МГУ Виктор Садовничий подписал документы и их отвезли в министерство. То есть они все подготовили за пять дней. На меня это произвело очень хорошее впечатление.
– Расскажите об основных трех проектах, которые вы сейчас ведете в МГУ?
– У нас сейчас всего три проекта [смеется]. Один проект связан с изучением семейства ферментов, которые называются каспазами. Эти ферменты принципиально важны для инициации и развития апоптоза, а часть из них принимает участие в воспалительных процессах. У человека таких ферментов 13, а всего их 14. Oдин из них, каспаза-2, наименее изучен. Мы его исследуем: как он активируется, в каких комплексах участвует. Сейчас мы выяснили, что он выполняет, оказывается, достаточно много неапоптотических функций, а это уже интересно. Например, выяснилось, что он может подавлять рост опухоли. С помощью CRISPR/Cas9 наш коллега в Германии делает нам нокаутных мышей, то есть мышей с вырезанным геном, кодирующим каспазу-2. Уже родилось первое поколение. Выяснилось, что у мышей, лишенных каспазы-2, опухоли яичников становятся устойчивы к химиотерапии. Мы готовим клиническую часть исследования.
Это первый большой проект, которым занимается лаборатория. Второй проект связан с таргетированием митохондрий. Здесь мы работаем с нейробластомой – агрессивной опухолью симпатической нервной системы.
– А третий?
– Третий проект пришел неожиданно. Лет двенадцать назад ко мне пришел молодой человек из сельскохозяйственной академии в Швеции. Там они изучают генетику сосны. Выяснилось, что при развитии эмбриона сосны все клетки за исключением одной погибают, а оставшаяся дает жизнь растению. Это классический пример программируемой гибели – плата за жизнь. Но надо было это доказать, потому что у растений апоптоза нет, они погибают по механизму аутофагии. Доказали, опубликовали статью. Затем я посоветовал им заняться морфологией – еще статья. Дальше сделали биохимию. В конце концов выяснилось, что процесс гибели клеток запускают определенные белки, среди которых есть метакаспазы. Эти ферменты не совсем то, что из себя представляют человеческие каспазы. Мы обнаружили первый субстрат для мета-каспаз. Им оказался белок TSN (тюдор стафилококковая нуклеаза). Выяснилось, что этот же белок в клетках млекопитающих расщеплятется каспазами.
– Что это дает?
– Никто не знал. Но этот факт заставил нас обратить внимание на раковые клетки млекопитающих. В клетках аденокарциномы белок TSN оверэкспрессирован, то есть его много. Раз его много, то надо его убрать и посмотреть, что получится, возможно, это убьет клетки. Мы убрали этот белок из клеток аденокарциномы, и они стали чувствительны к ДНК-повреждающим агентам. Но ведь этот блок многофункционален. Если его вообще убрать из организма, мы убьем организм. Значит надо смотреть, что ниже находится в цепи реакций и регулируется белком TSN. А ниже мы нашли белок, который, по чистому совпадению, годом ранее мы уже изучaли. Если TSN был оверэкспрессирован в 100% опухолей, то второй белок – в 87%. Но его тоже нельзя было убрать просто так. Поэтому мы пошли еще ниже и дошли до третьего белка, который был в избытке в 70% опухолей – все равно много, но вот его уже убирать можно. Точнее не сам белок, а его метаболиты, производные.
– Что это за белок?
– Одна из фосфолипаз. Химики МГУ нам сделали соединения, которые мы сейчас испытываем, чтобы блокировать ее. Сейчас нас интересуют и другие белки, экспрессия которых регулируется TSN. То есть проект у нас начался с сосны и пришел вот к такому результату. Для меня это ужасно интересно, потому что это показывает логику исследования: как можно идти, поднимаясь по ступеням, к тому, чтобы найти решение. И к этому сводится сейчас вся наука: к междисциплинарности и последовательности.
Материал подготовила Тамара Беседина (Университет ИТМО)
