Căutarea unor noi metode de tratament pentru cancer rămâne relevantă, deoarece majoritatea tumorilor maligne sunt rezistente la metodele existente.
De aceea, interesul pentru noi metode de observare (target) terapie este în creștere.
Terapia genetică este înțeleasă ca transferul unui material genetic pentru un scop terapeutic într-o celulă, țesut sau organ în care acest material începe să exprime un produs genetic specific.
Progresele în tehnologia ADN recombinant permit o nouă perspectivă asupra creșterii celulelor umane, a mecanismelor de reglementare a acesteia și a încălcării acesteia în procesul tumoral.
Pentru terapia genetică de succes, sunt necesare următoarele:
- Identificați și izolați o genă funcțională care, odată introdusă în celulă, țesut sau organ, va elimina tulburarea genetică;
- să dezvolte o metodă de livrare a genei în celulă;
- să poată controla expresia genei introduse.
În ciuda faptului că lumea are mai mult de 600 clinice
cercetările privind terapia genică, cele mai multe dintre ele fiind doar studiile clinice de fază I și II. În prezent, nu există încă nicio oficial autorizată pentru utilizarea clinică a tehnicii de terapie genică. În Regatul Unit, problema este sub responsabilitatea Comitetului consultativ pentru terapia genică. Ca și în cazul altor tratamente noi, terapia genică este încă testată la pacienții cu cancer avansat. Totuși, în viitor, aparent, rolul său va fi deosebit de important în tratamentul cancerului într-un stadiu incipient sau după îndepărtarea chirurgicală a tumorii (adică va fi utilizat ca terapie adjuvantă).
Metodele dezvoltate în prezent în domeniul terapiei genice sunt, de asemenea, utilizate parțial în imunoterapia cancerului, care apropie aceste două direcții într-o singură - imunogenetica cancerului.
Imunoterapia se bazează pe efectul asupra mecanismelor imunologice de dezvoltare a tumorii maligne. Acest efect vizează atât creșterea imunității active, cât și crearea de măsuri pasive cu ajutorul agenților biologici.
Imunoterapia poate fi de două tipuri:
- nespecifică;
- specifice - folosind medicamente care se leagă de antigene tumorale.
Ideea creării unui vaccin anti-cancer nu este nouă. A apărut pentru prima oară în perioada în care sa demonstrat rolul principiului infecțios în dezvoltarea unor tumori:
- HF - cancer de col uterin;
- HBV - carcinom hepatocelular;
- VEB - limfom Burkitt și cancer nazofaringian.
Apoi a fost sugerat că, folosind vaccinuri împotriva antigenelor tumorale specifice, este posibilă și tratarea tumorilor a căror natură infecțioasă nu a fost dovedită. Avantajul acestei metode de tratament ar fi posibilitatea de a genera un răspuns imun specific după introducerea unui factor de gene care ar fi supus amplificării și diseminării ulterioare, afectând celulele tumorale din părțile îndepărtate ale corpului. În cele mai moderne terapii de terapie genică se utilizează metode imunogenetice.
Abordări ale terapiei genice pentru cancer
Corecție somatică a unui defect genetic:
- expresia genei supresoare tumorale;
- întreruperea expresiei oncogenei mongente de către oligonucleotidele antisens.
Activarea genetică a unui promedicament.
- imunoterapie nespecifică;
- imunoterapie specifică.
Corecție somatică a unui defect genetic
Exprimarea genei supresoare tumorale
Genele supresoare tumorale în procesul de carcinogeneză își pierd funcțiile. Pierderea completă a funcției de suprimare, care inițiază creșterea tumorii sau promovează progresia tumorii, apare numai atunci când cele două alele ale genei sunt inactive. De exemplu, gena p53 codifică o proteină nucleară care acționează ca un factor de transcripție, blocând progresia tumorii. Aproximativ 50% din cazurile de cancer la om în celulele tumorale dezvăluie o proteină mutantă p53, care și-a pierdut funcțiile. Mutațiile pot fi ereditare și dobândite. Pentru gene-supresoare de creștere tumorală, de asemenea, poartă genele Rb1 (retinoblastom) și E-cadherin.
În experimentele pe modele tumorale in vivo, înlocuirea genei supresoare tumorale mutante prin copiile normale ale genelor prin intermediul vectorilor virali duce la suprimarea creșterii tumorale și restabilirea unui fenotip normal. Cu toate acestea, transferul acestor rezultate preliminare la clinică nu a dat încă rezultate promițătoare. În fazele I și II ale studiilor clinice pentru pacienții cu NSCLC cu o mutație a genei p53, introducerea unui vector de retrovirus cu p53 de tip sălbatic în tumoare nu a avut efect. Există motive să se creadă că corectarea cu succes a genei p53 în combinație cu chimioterapia, de exemplu cisplatina, poate reduce expresia tumorii în celulele acestei linii.
Întreruperea expresiei oncogene mutagene prin oligonucleotide antisens
Proto-oncogene sunt genele care activează în procesul de carcinogeneză. Un produs genic este o proteină (de exemplu, un factor de creștere sau un factor de transcripție) care joacă un rol semnificativ în reglarea proliferării celulare. Pentru a perturba reglementarea normală a diviziunii celulare de către un protooncogen, o mutație (ereditară sau dobândită) este suficientă doar pentru o singură copie a acesteia. Anticorpii oligonucleotidici ai ADN-ului sunt secvențe scurte de nucleotide sintetice complementare secvențelor ADN sau ARN specifice care sunt construite pe oncogene individuale. Scopul utilizării oligonucleotidelor antisens este de a suprima transcripția în ARNm sau de a traduce cu mARN de proteină. Acest lucru limitează expresia genei și, prin urmare, formarea unui produs genetic.
Astfel, bcl-2 este o oncogenă care joacă un rol în dezvoltarea cancerului de prostată, rezistent la terapia hormonală. Expresia genei bcl-2 promovează profesia de tumoare. Hyperexpresia bcl-2 induce rezistența celulară la apoptoză. Această genă este țintă a moleculei antisens G3139. Medicamentul este fabricat din această oligonucleotidă și este testat clinic pentru pacienții cu cancer de prostată avansat. Un alt exemplu de oligonucleotidă antisens care face obiectul studiilor clinice este ISIS 3521 (afinitate), ținta acesteia fiind o tirozin kinază non-receptor. a căror densitate crește cu un număr de tumori solide, incluzând NSCLC.
Activarea genei a unui promedicament
Principalul dezavantaj al chimioterapiei moderne este lipsa selectivității acțiunii. Creșterea selectivității se poate face folosind metoda transferului de gene. Direcționarea include următorii pași.
- Gena care codifică enzima care activează medicamentul este implantată în celulele tumorale.
- După aceasta, un promedicament este administrat în mod regulat.
- Enzima activatoare convertește promedicamentul într-un metabolit toxic
- Celulele tumorale moare ca urmare a următoarelor modificări: formarea locală a metabolitului citotoxic; așa-numitul efect "martor", în care o celulă non-transgenică, care se află într-o populație mixtă de celule, moare în prezența acestui prodrog, datorită difuzării acestuia din urmă, transportului activ și includerii unui răspuns imun local; acest lucru poate asigura eficacitatea metodei chiar și în absența transferului de gene foarte eficient.
Scopul metodei de transfer al genei este de a distruge numărul maxim de celule tumorale, minimizând efectele toxice sistemice.
Metoda este cunoscută prin diferite nume:
- terapie cu activarea genei a promedicamentului (GPAT - terapie genetică de activare a pro-medicamentului);
- reglarea genei a sistemului enzimatic al prodrogului (GDEPT - sistemul enzimatic pro-medicament directionat);
- terapie bazată pe reglarea enzimelor unui promedicament cu vectori virali (terapia pro-medicament a enzimei direcționate de virusul VDEPT), transferul de gene se realizează prin vectori virali;
- terapia genică suicidară.
Principalele dezavantaje ale activării genei a prodrogului sunt:
- transferul insuficient de eficient al genelor în celulele tumorale datorită imperfecțiunii vectorilor disponibili;
- nevoia de injectare imediată intra-tumorală a genelor, în care efectul nu este larg răspândit, ci se limitează doar la tumora în sine.
În prezent, studiile concepute pentru a răspunde la întrebarea dacă activarea prodrogului poate fi transferată din câmpul teoretic la planul practic, nu sunt încă finalizate. Unul dintre prototipurile sistemului enzimatic al prodrogului, activat de către gena, este nitrodereductaza bacteriilor. Se transformă prodrog CB1954 (poate fi administrat intravenos sau intraperitoneal, fără teama de complicații) în nitrobenzamidina, un agent de alchilare foarte toxic. Gena nitroderucazei poate fi introdusă în tumoare prin injectare directă. Administrarea sistemică ulterioară a prodrogului CB1954 ar conduce la aversiunea sa la nitrobenzamida citotoxică numai dacă gena a fost încorporată în genomul celular. Eficacitatea terapeutică a acestei metode nu a fost încă dovedită, dar studiile la pacienții cu cancer hepatic sunt în curs de desfășurare.
Gene Immunomodulation
Imunoterapia nespecifică
Scopul imunoterapiei nespecifice este creșterea răspunsului imun în general, în loc să inducă un răspuns imun împotriva unui anumit antigen. Pacientul este imunizat cu substanțe care provoacă o reacție imună, capabilă să oprească sau să încetinească creșterea tumorii. Studiile anterioare au fost efectuate cu BCG și citokine, în special IFN alfa și IL-2.
Imunoterapia specifică
Sunt dezvoltate numeroase metode pentru a induce un răspuns imun la antigene tumorale specifice.
Antigenele țintă ar trebui să aibă următoarele proprietăți:
- Exprimate numai în celulele tumorale și numai în cantități foarte mici în alte țesuturi;
- exprimată atât de celulele tumorii primare, cât și de celulele metastazelor sale;
- este recunoscută de sistemul imunitar fie pe suprafața celulară, fie ca fragmente asociate cu proteinele complexului histocompatibilității majore (MHC).
Următoarele secțiuni evidențiază metodele actuale de inducere a răspunsurilor imunitare antitumorale specifice.
Preparate din celule tumorale întregi
Vaccinuri individuale pentru fiecare pacient, pe baza unui material derivat dintr-o tumoare intrinsecă și administrat de obicei cu un preparat adjuvant, de exemplu BCG.
Nu este nevoie să se identifice antigeni tumorali specifici.
Posibilitățile de obținere a vaccinurilor foarte imunogene pentru utilizare clinică sunt limitate.
Încurajarea rezultatelor utilizării unui vaccin antitumoral a fost obținută pe un grup mic de pacienți operați în tratamentul cancerului de colon. Vaccinul a mărit ușor durata perioadei fără boală.
Dacă pentru a izola și identifica un antigen tumoral, peptidele derivate din acest antigen pot fi utilizate ca elitopi pentru imunoterapie. Pentru a stimula imunitatea, epitopii sintetici pot fi, de asemenea, utilizați. Până în prezent, clinica a fost supusă administrării intradermale sau subcutanate, de obicei în combinație cu adjuvantul imunologic BCG. Introducerea ulterioară a antigenului crește posibilitatea de recunoaștere a tumorii datorită supravegherii imunologice și, prin urmare, respingerii acesteia. Un exemplu de antigen specific al peptidei tumorale studiate în prezent este Mucin. Este o glicoproteină cu masă moleculară mare exprimată pe celulele mucoasei gastrointestinale. Într-o serie de tumori maligne, incluzând cancerul pancreasului și intestinului gros, se observă o supraexprimare a acestuia. Există încă dovezi insuficiente pentru corelarea răspunsului imun cu efectul clinic.
În loc să se utilizeze o proteină specifică tumorii ca antigen, o gena care suferă o supraexprimare la pacienții cu tumori poate fi aleasă ca țintă. Pentru a face acest lucru, trebuie să creăm un vaccin ADN recombinant, care utilizează un vector pentru transferul de ADN, care codifică o proteină specifică tumorii. Reprezentarea unei proteine antigenice induce imunitatea umorală și celulară. Următoarele substraturi sunt alese ca ținte pentru vaccinurile ADN.
- Gena supresoare tumorale mutante 053. prezentă la mai mult de 50% dintre pacienții cu cancer.
- Antigenul cancero-embrionic este o glicoproteină a membranei celulare, supraexpresia sa fiind observată la majoritatea pacienților cu cancer de colon. În mod normal, un nivel scăzut de exprimare a acestui antigen este notat în celulele mucoasei colonului și ale tractului biliar. Gene. care codifică antigenul embrionar canceros, sunt inserați în vectori diferiți pentru a fi utilizați ca vaccin. Deși numeroase studii clinice în fazele I și II au confirmat buna tolerabilitate a vaccinurilor ADN împotriva antigenului cancero-embrionic, încă nu există dovezi ale eficacității sale clinice
- MAGE-1 este un produs genic embrionar asociat cu cancer de sân și melanom.
- Proteina Her-2 / neu este un receptor EGF al cărui domeniu intracelular are activitate tirozin kinazică.
Lipsa metodei vaccinului ADN este un număr limitat de antigene specifice tumorii. Majoritatea antigenelor țintă nu sunt strict specifice tumorilor și sunt exprimate, deși într-o cantitate mai mică, de celule normale. Vaccinurile antineoplazice încă trebuie supuse studiilor clinice.
Vaccinarea cu celule dendritice
Impactul asupra sistemului imunitar pentru a-l viza selectiv împotriva țesutului tumoral este asociat cu numeroase dificultăți. Alegerea unui antigen adecvat este extrem de importantă. Cu toate acestea, succesul depinde, de asemenea, de prezentarea optimă a acestor antigeni în sistemul imunitar. Nevoia de a oferi o prezentare eficientă a condus la introducerea de antigene cu celule dendritice. Celulele dendritice au o capacitate pronunțată de a procesa și de a reprezenta antigenul necesar pentru dezvoltarea unei imunități limitate primar la HLA T, atât de importantă în infecții, boli autoimune și tumori maligne. Aceste celule exprimă un număr semnificativ de molecule de HLA și alte molecule de membrană. Avansurile din ultimii ani în domeniul tehnologiilor de cercetare au permis cultivarea celulelor dendritice in vitro din precursorii obținuți din sânge și din măduva osoasă folosind ditokine. Un antigen exogen, de exemplu, o proteină tumorală, o peptidă sau un ARN) poate fi introdus în celulele dendritice cultivate) sau o genă care codifică un antigen tumoral (prin transfer fizic sau vectori virali). Se speră că administrarea simultană a antigenului cu celule dendritice va maximiza răspunsul celulelor T ulterioare și, în consecință, va îmbunătăți recunoașterea peptidei tumorale. Cu toate acestea, celulele dendritice sunt greu de cultivat și există puține studii clinice efectuate până în prezent și ele sunt doar într-o fază incipientă.
Livrarea de gene
Pentru succesul terapiei genice, sunt necesare sisteme de livrare, cu ajutorul cărora este eficient să se transfere gena fără a afecta celula. Există mai multe metode de livrare a genei.
- injectarea de ADN în mușchiul scheletic utilizând o seringă convențională și un ac;
- Transferul de ADN cu lipozomi;
- balistică folosind microparticule de aur acoperite cu o plasmidă ADN ("arma genetică").
Avantajele metodei fizice sunt confortul și siguranța. Dezavantajele includ eficiența scăzută a transferului de gene și natura tranzitorie a expresiei sale.
Metodele biologice, de exemplu, transferați cu:
- vectori bacterieni;
- virusi vectori.
Avantajul utilizării vectorilor biologici este acela că este cea mai eficientă și mai stabilă metodă care asigură inserția ADN-ului într-un număr semnificativ de celule țintă. Dezavantajele acestei metode includ complexitatea tehnicii și posibilitatea formării de anticorpi neutralizanți în corpul gazdei.
Introducerea sistemică a genelor este împiedicată de următorii factori:
- frecvența ridicată de reacție încrucișată cu anticorpii;
- imunogenitatea mare a vectorilor.
Prin urmare, transferul de gene printr-o metodă biologică se realizează prin injectare locală.
Alegerea unui vector pentru transferul ADN depinde de scopul tratamentului:
- este de dorit să se utilizeze vectori virali foarte eficienți pentru a înlocui gena;
- pentru un efect scurt necesar pentru a induce un răspuns imun sau pentru a sensibiliza celulele la radioterapie, se pot folosi lipozomi.
Livrarea poate fi din următoarele tipuri:
- ex vivo - transferul genei terapeutice într-o tumoră izolată sau celule canceroase, care sunt apoi reimplantate în gazdă;
- in vivo - furnizarea de gene la celulele țintă, pe baza diferențelor în transcripția genelor specifice între celulele tumorale și celulele normale; această metodă pentru transferul de gene este mai puțin eficientă.