Наука в Сибири

от 31.07.2019 г.

Оригинал статьи


Разработан комплексный подход к оценке лекарственной чувствительности опухолевых клеток у пациентов с гемобластозами

Чувствительность опухолевых клеток к лекарственным препаратам, оцененная in vitro у больных лейкозами до начала лечения, может служить одним из прогностических факторов при подборе эффективной противоопухолевой терапии наряду с результатами цитогенетических и иммунологических исследований. К такому выводу пришел коллектив сибирских ученых, статья об этом опубликована в Journal of Personalized Medicine.

Сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирского государственного медицинского университета и Городского гематологического центра Новосибирска оценили клиническую и прогностическую значимость показателей множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) у больных острыми и хроническими лейкозами для быстрой и экономичной оценки эффективности планируемой химиотерапии. Исследование охватило 113 пациентов.

МЛУ — невосприимчивость опухолевых клеток к цитостатикам, то есть препаратам, нарушающим процессы роста, развития и деления клеток, с разным механизмом действия и токсическим профилем. Феномен МЛУ имеет важное клиническое значение, поскольку служит серьезным препятствием на пути к успешному лечению рака. «Несмотря на развитие новых диагностических и лечебных подходов, МЛУ остается одной из основных причин неэффективности химиотерапии гемобластозов — опухолевых заболеваний крови, — рассказывает научный сотрудник лаборатории биохимии нуклеиновых кислот ИХБФМ СО РАН кандидат медицинских наук Александра Васильевна Сенькова. — Мы попытались выявить факторы, позволяющие предсказать МЛУ у пациентов с такими недугами. Нам было важно понять исходную чувствительность лейкозных клеток к цитостатикам до начала противоопухолевой терапии, ведь если использовать заведомо неэффективные схемы лечения, у пациента быстрее разовьется резистентность к лекарственным препаратам, и таким образом токсичность полихимиотерапии превысит ее эффективность, что недопустимо».

По мнению исследователей, если цитостатический препарат не запускает в опухолевой клетке механизмы, приводящие к ее гибели, это может свидетельствовать об активации процессов МЛУ. Одним из них является экспрессия MDR1 — гена множественной лекарственной устойчивости. Этот ген кодирует белок P-гликопротеин — так называемый трансмембранный насос, который активно выбрасывает цитостатики из опухолевой клетки за счет энергии гидролиза АТФ (аденозинтрифосфата). Активность P-гликопротеина определяет резистентность опухолевых клеток ко многим противоопухолевым препаратам.



«Проблема в том, что у МЛУ нет универсальных механизмов — это могут быть как активация белков-транспортеров, так и генетические нарушения, влияющие на апоптоз, репарацию и метаболизм лекарственных препаратов, и сложно сказать, какой именно процесс сыграет доминирующую роль у того или иного человека. Поэтому мы задались целью оценить ряд параметров опухолевых клеток в совокупности и посмотреть, как их чувствительность к цитостатическим препаратам in vitro связана с ответом пациентов на терапию в клинической практике», — говорит Александра Сенькова.

Данные по чувствительности опухолевых клеток к цитостатикам in vitro были сопоставлены с результатами стандартных методов исследования, используемых при постановке диагноза, в том числе иммунологического (CD-маркеры опухолевых клеток) и цитогенетического (оно проводится для выявления хромосомных аномалий, характерных для того или иного лейкоза) с эффектом терапии. Все пациенты были поделены на четыре основные группы по диагнозу: острый миелобластный лейкоз, острый лимфобластный лейкоз, хронический миелолейкоз и хронический лимфолейкоз.

«Протокол нашего исследования включал забор у больных людей костного мозга или периферической крови (в случае гиперлейкоцитоза), из забранного материала были выделены опухолевые клетки, которые в дальнейшем культивировались в условиях эукариотического бокса, — комментирует ассистент кафедры терапии, гематологии, трансфузиологии факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки врачей Новосибирского государственного медицинского университета, врач-гематолог Мария Александровна Колесникова. — Клетки помещали в инкубатор на двое-трое суток: это оптимальный срок, в течение которого они могут делиться. Нам было важно попасть именно в активную фазу, поскольку цитостатические препараты действуют только на делящиеся клетки. После этого мы добавляли к ним лекарственные препараты в повышающихся концентрациях и измеряли IC50 — параметр, показывающий, при какой концентрации погибает 50 % клеток».

Затем был проведен корреляционный анализ с оценкой статистических связей между чувствительностью опухолевых клеток к цитостатическим препаратам in vitro, ответом пациентов на химиотерапию, а также наличием в клетках неблагоприятных иммунологических маркеров и цитогенетических аномалий. Для корреляционного анализа были созданы специальные прогностические шкалы. «При их разработке мы перепробовали множество вариантов и подобрали самые оптимальные факторы, которые оказали наибольшее влияние на прогноз выживаемости и эффективности терапии у больных лейкозами», — поясняет Мария Колесникова.



В процессе исследования ученые пришли к выводу, что чувствительность опухолевых клеток к цитостатическим препаратам, оцененная in vitro до начала терапии, может иметь прогностическое значение для отдельных типов лейкозов. «Оказалось, что чем выше изначальная чувствительность клеток к цитостатикам in vitro, тем лучше пациент отвечает на терапию, а если клетки резистентны к препаратам in vitro, то и пациент не отвечает на соответствующие курсы ПХТ, — говорит Александра Сенькова. — Кроме того, мы сопоставили цитогенетические аномалии и иммунологические маркеры, связанные с неблагоприятным прогнозом для пациентов с лейкозами, с чувствительностью опухолевых клеток in vitro, и также выявили ряд значимых корреляций. Таким образом, мы подтвердили, что детектированная in vitro лекарственная чувствительность либо резистентность может служить одним из прогностических факторов наряду с цитогенетическими и иммунологическими параметрами опухолевых клеток».

Ученые подчеркивают, что особая ценность их работы заключается в том, что в ней рассматриваются распространенные методики оценки чувствительности опухолевых клеток к цитостатическим препаратам in vitro (такие как МТТ- или WST-1-тесты) в совокупности с цитогенетическими и иммунологическими исследованиями, которые могут помочь в выявлении маркеров первичной или вторичной химиорезистентности. Это дает возможность сориентироваться и подобрать наиболее эффективные схемы лечения. «В клинической практике есть стандартные протоколы химиотерапии первой линии, эффективность которых оценивается после проведения лечения, — комментирует Мария Колесникова. — К примеру, если при миелобластном лейкозе после первого-второго курса не достигается ремиссия, то применяются более интенсивные курсы ПХТ, включающие в себя или другие препараты, или увеличенные дозы уже использованных лекарств. Наш метод позволяет индивидуально подходить к каждому пациенту и выбрать наиболее эффективный и менее токсичный протокол. Когда ставится диагноз “острый лейкоз”, счет идет буквально на дни, а не на месяцы и годы. Поэтому метод хорош для быстрой первичной оценки лекарственной чувствительности до начала терапии. В течение 3—4 часов с момента забора материал доставляется в лабораторию, сутки готовится первичная культура, адаптируется к условиям in vitro, затем добавляются цитостатические препараты, и уже через 72—96 часов мы можем получить ответ по чувствительности лейкозных клеток к исследуемым препаратам».

Метод не требует дорогостоящего оборудования и специального обучения: подобной работой может заниматься любой квалифицированный врач в условиях лабораторного бокса. Однако подход новосибирских ученых пока не внедрен в клиническую практику. «Проблема в том, что таких тяжелых пациентов, как пациенты с гемобластозами, необходимо лечить строго по стандарту ВОЗ, а наш метод немного выбивается из этого стандарта, — говорят исследователи. — К примеру, мы посмотрели, что больной резистентен к цитостатическому препарату, и, получается, давать его не стоит. Но по существующему стандарту мы обязаны это сделать. Поэтому если мы добьемся того, что лекарственная чувствительность или резистентность, детектированная in vitro, станет одним из доказанных прогностических маркеров, то ее можно будет учитывать в назначении терапии. Это один из важных шагов к персонализации лечения».

В данный момент ученые намерены запатентовать свою идею: уже подана заявка, и получен номер приоритета.

Работа выполнена под руководством заведующей лабораторией биохимии нуклеиновых кислот ИХБФМ СО РАН профессора, доктора биологических наук Марины Аркадьевны Зенковой и главного гематолога Сибирского федерального округа и Новосибирской области, заведующей кафедрой терапии, гематологии и трансфузиологии НГМУ, заслуженного врача РФ, профессора, доктора медицинских наук Татьяны Ивановны Поспеловой.

В работе приняли участие исследователи ИХБФМ СО РАН — младший научный сотрудник лаборатории биохимии нуклеиновых кислот Иван Вячеславович Черников и ведущий инженер Альбина Васильевна Владимирова, а также специалисты ГБУЗ НСО «Городская клиническая больница № 2» — заведующая отделением гематологии врач-гематолог высшей квалификационной категории кандидат медицинских наук Ирина Николаевна Нечунаева; врач, лабораторный генетик клинико-диагностической лаборатории Софья Александровна Таирова; врач-лаборант клинико-диагностической лаборатории Виктор Сергеевич Овчинников.

Юлия Клюшникова

Фото: предоставлено исследователями (1, анонс), автора