Клеточное лечение рака. Индивидуальная противоопухолевая иммунотерапия Эффективность вакцины на основе дендритных клеток

Одной из важных проблем современной инфектологии является хроническая рецидивирующая форма герпетической инфекции, вызванной вирусом простого герпеса 1 и 2 типов. От частоты рецидивов напрямую зависит и такая характеристика как качество жизни пациента. Вместе с тем частота рецидивов 6 и более раз в год при всей, казалось бы «безобидности» инфекции оказывает существенное влияние и на общее здоровье пациента. По данным Европейского регионального отделения ВОЗ герпетическая инфекция определена в группу заболеваний, определяющих будущее инфекционной патологии в текущем столетии.

Как известно, проявления хронической герпетической инфекции являются достаточно специфическими и проявляются единичными или сгруппированными пузырьковыми элементами с серозным содержимым внутри (везикул), которые появляются на фоне «продромы» - зуда и неприятных ощущений на месте будущих пузырьков. Сыпь имеет свое динамическое развитие: образование в динамике на месте пузырьков корочек и последующей гиперпигментации. От частоты обострений хронической инфекции зависит и форма болезни, и качество жизни пациента. На одно обострение в среднем уходит 1-2 недели выздоровления, соответственно трудоспособность в данный период несколько ограничена. Часто рецидивирующая форма инфекции фиксируется при частоте обострений не менее 4х-6ти раз за год, даже если периоды ремиссии длятся около 2,5 месяцев. При выраженном ослаблении иммунитета некоторые пациенты жалуются на частоту обострений до 15-20 раз в год. Безусловно, таким пациентам должна подбираться индивидуальная и длительная схема терапии с применением новейших методов.

Проявления простого герпеса

Разработанные схемы терапии герпетической инфекции включают противовирусную (ацикловир, валацикловир, фамцикловир и другие) и иммуномодулирующую (интерфероны, индукторы эндогенного интерферона, иммунопрепараты других групп) терапию, что достаточно эффективно на определенном этапе течения заболевания. Большинство схем терапии направлены на стихание самого обострения болезни, но не направлены на долгосрочный эффект. Такой терапии не всегда оказывается достаточно для достижения желаемого результата – сокращения рецидивов до минимума. Определенной проблемой является и развитие резистентности (устойчивости) вирусов к противовирусным препаратам, особенно применяемым бесконтрольно и без назначения врача. В связи с этим научные разработки пошли дальше. Разработаны препараты и схемы вакцинотерапии хронической герпетической инфекции. Но и у этих методов оказалась недостаточная максимальная активность. Дошла очередь до новейших научных основе лечения с помощью специфических дентритных клеток.

Дендритные клетки (дендроциты или ДК) относятся к клеткам иммунной системы и представляют собой особую разновидность лейкоцитов, имеющие ветвистую структуру (dendron–дерево, греч.). Дендритные клетки имеют довольно крупный размер – до 15-20 мкм и располагаются практически во всех органах и тканях. Дендритные клетки выполняют важную роль в иммунной системе – функцию представления антигена. Иными словами, при попадании микроорганизма (вирусы, бактерии, грибы и прочие) в наш организм Дендритные клетки его поглощают при помощи процесса фагоцитоза, а затем используют его антигены для «представления» специфическим иммунокомпетентным клеткам для выработки антител (антиген-специфический иммунный ответ). Дендритные клетки способны активировать с высокой силой такие иммунокомпетентные клетки, как CD4 иCD8 Т-лимфоциты. Вместе с тем многие научные исследования показали существенное снижение содержания дендритных клеток у пациентов с хроническими болезнями вирусной природы, что рассматривается в виде одной из причин формирования длительной персистенции вирусов в организме человека.

Один из современных методов лечения хронической рецидивирующей формы герпетической инфекции основан именно на презентации дендритными клетками антигена вируса герпеса в присутствии интерферона-альфа и других компонентов [«Способ иммунотерапии хронической часто рецидивирующей герпес-вирусной инфекции» патент RU 2485962 на базе ФГБУ "Научно-исследовательский институт клинической иммунологии "Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НИИКИ" СО РАМН)Останин А. А., Старостина Н. М., Черных Е.Р.].

Целью данного метода является создание дендритно-клеточных вакцин нового поколения, способных решить одну простую задачу – снижение клинических проявлений герпетической инфекции и сокращение частоты рецидивов до минимума с помощью экономически выгодного способа иммунотерапии хронической рецидивирующей герпетической инфекции. Достижение поставленной задачи достигается путем генерации из моноцитов периферической крови пациента аутологичных интерферон-альфа индуцированных дендритных клеток, нагруженных рекомбинантным антигеном вируса простого герпеса в культуре invitro, которые больной получает 2мя курсами в сочетании с препаратом рекомбинантного интерлейкина-2 в качестве адъюванта (препарата, усиливающего иммунный ответ). Именно за счет интерлейкина-2 идет активация Т-клеток, предупреждаются процессы апоптоза (клеточной гибели) лимфоцитов, синтеза долго живущих цитотоксических Т-лимфоцитов.

Ожидаемым результатом терапии является выработка цельного антиген-специфического иммунного ответа высокого уровня на длительный период времени.

Показания к лечению

Показанием для ДК-вакцинации является хроническая герпетическая инфекция, часто рецидивирующая форма при частоте рецидивов более 6 раз в год, причем с момента последнего рецидива должно пройти не менее 2х недель (то есть в период ремиссии).

Как проводится лечение дендритными клетками

Техническое выполнение метода состоит в следующем: пациент госпитализируется в стационар, где проводится генерация дендроклеток из периферической крови больного. В утренние часы отбирается 200 мл крови во флакон с гепарином (1000 Ед), к которой добавляется раствор желатиноля (40 мл) и проводится инкубация при 370 в течение 45 минут. Образуется лейкоцитарная взвесь, которую центрифугируют в течение 20 минут при 1000 об/мин. Осажденные клетки омывают фосфат-забуферным физиологическим раствором (PBS), наслаивают на градиент плотности фиккола-верографина и опять же центрифугируют 20 минут, но уже при 3000 об/мин. Собранные мононуклеарные клетки (МНК) подвергаются дополнительной обработке (дважды омываются, ресуспендируются) до выделения МНК в концентрации 3*106/мл, которые инкубируют при 370 в течение 2х часов (это незрелыедендроклетки). В последующем клетки проходят вновь дополнительную обработку, нагрузку интерфероном-альфа 1000 Ед/мл (Роферон-А, Roche, Швецария), повторную культивацию в течение 3х часов. Затем в присутствии препарата полиоксидоний (НПО ПетроваксФарм, Россия) в дозе 2 нг/мл и происходит окончательное созревание дентритных клеток.

Генерация ДК-клеток

Таким способом и получаются ИФН-ДК (интерферон индуцированные дендритные клетки), которые в последующем нагружают самим специфическим рекомбинантным (искусственно созданным в лабораторных условиях)антигеном вируса простого герпеса (HSV 1 gD, НПО «Диагностические системы» Нижний Новгород) в дозировке 5 мкг/мл при инкубации в течение 1 часа при 370.

Полученный препарат (специфические ИФН-ДК) в концентрации 6,0 * 106/мл криоконсервируют для последующего использования. Весь процесс изготовления длится 4 суток.

Методика ДК-вакцинации

Методика ДК-вакцинации с применением данного препарата состоит их 2х курсов вакцинотерапии:

1) «Индукторный курс» включает 4-6 подкожных инъекций в верхнюю треть плеча в дозе 5,0*106/мл с интервалами в 2 недели. Вакцинации проводятся на фоне одновременного введения интерлейкина-2 – препарата «Ронколейкин®» (ООО «Биотех», Санкт-Петербург) в дозе 0,25 мг, который вводится подкожно в качестве адъюванта.

Инъекции

2) «Поддерживающий курс» состоит из 3-6 подкожных инъекций ИФН-ДК в дозе 5*106\мл с периодичностью 1 раз в месяц также одновременно с адъювантом.

Контроль эффективности ДК-вакцинации проводят путем определения уровня пролиферативного ответа МНК на стимуляцию вакцинальным антигеном вируса герпеса (HSV 1gD) и митогеном (конканавалином А). У пациента забирается 10 мл венозной крови, которая подвергается обработке и в течение 72 часов оценивается уровень пролиферации и другие составляющие исследования. Результат предоставляется в виде среднего счета (имп/мин) их трех идентичных культур. Контроль проводится 4 раза: до лечения, после 1 курса, после 2 курса и через 6 месяцев после окончания терапии (последнее исследование через 15 месяцев после начала лечения).

Пргноз лечения

Использование данного метода ДК-вакцинации с применением ИФН-ДК вакцин выявил 75%ную эффективность у пациентов с часто рецидивирующей формой герпетической инфекции. Так, частота рецидивов у пациентов снижалась в 3 раза, причем сокращалась и общая площадь поражений при обострении, длительность ремиссии (межрецидивных периодов) удлиннялась до 3х и более месяцев. Также отмечалось улучшение показателей специфического антиген-индуцированного иммунного ответа как после второго курса вакцинации, так и через 6 месяцев после окончания лечения.

Таким образом, можно говорить о появлении нового эффективного метода ДК-вакцинации, способного стимулировать выработку антиген-специфического иммунного ответа не только в период вакцинотерапии, но и через 6 месяцев после завершения лечения, что безусловно повлияет на частоту рецидивов при данной болезни и качество жизни пациентов с хронической часто рецидивирующей герпетической инфекцией.

Врач инфекционист Быкова Н.И.

По словам врачей, новый метод иммунотерапии дендритными клетками дает возможность пациентам с III и IV стадией онкологического заболевания добиться стойкой многолетней ремиссии — более 5 лет. Речь идет о заболеваниях, плохо поддающихся стандартному лечению: меланома кожи, саркома мягких тканей, рак почки, рак кишечника. При стандартном лечении более 90% таких пациентов погибает из-за активного прогрессирования болезни в течение первого года после постановки фатального диагноза.

Уже сегодня врачи НИИ онкологии говорят об эффективности нового метода иммунотерапии. Врачам удалось остановить развитие и взять под контроль болезнь у этих пациентов. По словам медиков, хорошие результаты получены у целой группы пациентов, которые начали лечиться в институте 5 лет назад и раньше. Некоторые из них получают вакцину раз в полгода, а некоторые уже перешли только под наблюдение специалистов.

Например, 53-летнему петербуржцу Владимиру в 2009 году поставили диагноз «хондросаркома правой голени (опухоль костной ткани), метастазы в легких и ребрах». Он перенес 4 операции — пришлось ампутировать правую ногу на уровне нижней трети бедра, а также изолированную метастазэктомию и химиоперфузию легкого. Несмотря на все усилия болезнь прогрессировала до IV стадии. С ноября 2011 года петербуржцу начали проводить вакцинотерапию дендритными клетками. Стабилизации удалось добиться после 41 введения. При этом, по словам врачей, сейчас состояние 53-летнего инженера-механика из Петербурга не только не угрожает его жизни, но и позволяет вести относительно активный образ жизни. Несмотря на инвалидность, мужчина сам передвигается и ездит на машине с ручным управлением, отправляется даже в автопутешествия и коллекционирует модели машин марки Land rover.

Иммунотерапия дендритными клетками состоит в том, что они учат Т-лимфоциты, которые называют клетками-убийцами, распознавать опухолевые клетки. Дендритные клетки захватывают определенные молекулы, которые находятся на поверхности опухолевых клеток, переваривают их и демонстрируют их часть на своей поверхности, чтобы клетки-убийцы могли их «рассмотреть», научиться узнавать и убивать их носителей - опухолевые клетки. Кроме вакцины, пациентам дополнительно вводятся низкие дозы цитостатиков — цитокины, необходимые, чтобы иммунная система не мешала работать вакцине. Параллельно с вакцинотерапией используются другие методы лечения, в том числе хирургическое, лекарственная терапия (химиотерапия, гормонотерапия).

Противоопухолевая вакцина - индивидуализированный продукт, который может быть введен только конкретному пациенту в конкретных условиях. Он готовится в течение двух недель из клеток собственной периферической крови пациента, организовать его серийное производство невозможно, и в аптеках вакцина никогда не будет продаваться. «Безусловно, это очень тонкий, очень ответственный, скрупулезный ручной труд, который сопровождается небольшой автоматизацией - специальные аппараты поддерживают жизнедеятельность клеток и оценивают качество материала, но делается все руками опытного исследователя», - отмечают эксперты.

Вакцинацию дендритными клетками назначает онкоиммунолог института. Если такой метод показан пациенту, то ему начинают вводить вакцину - первые четыре раза с кратностью 2-3 недели. То есть за первые два месяца пациент получает 4 введения. Как правило, единовременно вводится от 5 до 10 млн дендритных клеток. После этого проводится контрольное обследование, специалисты оценивают эффективность лечения, и если требуется дальнейшее лечение, вакцинацию делают раз в месяц в течении года. Затем возможен переход на вакцинацию 1 раз в 3 месяца, а затем - 1 раз в полгода. Как объясняют в НИИ, при максимальной эффективности лечения и достижении стойкого регресса заболевания вакцинотерапию отменяют, пациенту «прописывают» ежегодные профилактические осмотры.

Такая методика применяется для пациентов НИИ как платно, так и бесплатно. К примеру, бесплатно аутологичными дендритно-клеточными вакцинами лечатся дети в рамках программы оказания высокотехнологичной медицинской помощи, а также взрослые с саркомой - в рамках протокола внутренних клинических исследований института. Раньше, до 2014 года, в рамках ВМП такое лечение бесплатно могли получить взрослые пациенты и с другими онкодиагнозами, но сейчас этот вид лечения не подпадает под ВМП и оплачивается россиянами из собственного кармана. Стоимость одного введения препарата - 35 или 55 тысяч рублей - в зависимости от вида вакцины. В итоге первый цикл введения вакцины (4 введения с промежутком 2-3 недели) может обойтись в 140 или 220 тысяч рублей. По данным специалистов, аналогичный курс введения клеточной вакцины в США стоит 93 тысячи долларов — то есть более 6 млн рублей.

Активное внедрение вакцинотерапии в клиническую практику началось в институте с 2014 года. За 2014 - 2015 годы пациенты получили около 400 введений препарата (примерно по 200 введений ежегодно). С начала этого года уже сделано 121 введение вакцины на основе дендритных клеток. В научном отделе онкоиммунологии НИИ в Песочном одновременно проходят разные этапы лечения около 30 человек, среди которых как взрослые, так и дети.

Как рассказывают в , клеточная терапия начала развиваться в институте с 1998 года, когда была организована лаборатория онкоиммунологии. Патент на первое детище лаборатории - способ иммунотерапии костно-мозговыми дендритными клетками пациентов с солидными опухолями был зарегистрирован НИИ в 2003 году, спустя 5 лет запатентована аутологичная вакцина на основе костномозговых дендритных клеток в сочетании с фотодинамической терапией, а в 2010 году получено разрешение на применение этой медицинской технологии в клинической практике.

Сегодня в институте говорят, что вакцинотерапия - приоритетное направление для НИИ, в развитие которого медучреждение вкладывает в том числе и внебюджетные средства. С 2001 по 2010 годы лаборатория онкоиммунологии развивалась за счет различных грантов и бюджетных средств, но сейчас денег нет. Сдерживало развитие направления также и отсутствие правового регулирования - использование вакцин на основе аллогенных (не собственных, а чужих) клеток должно регулироваться специальным законом. Поэтому, несмотря на то, что в портфеле научной лаборатории онкоиммунологии около 15 разработок, из которых 5 можно использовать в клинике, реально применяются только две. Остальные 10 - «заморожены».

Иммунотерапия при лечении злокачественных новообразований как перспективный метод лечения рака — станет одной из тем обсуждения на Втором петербургском онкологическом форуме «Белые ночи-2016», который проходит 22-24 июня. Сегодня, 23 июня, в рамках сессии по онкоиммунологии выступят мировые эксперты по клеточным технологиям и иммунотерапевтическим вакцинам. Участники форума примут меморандум о создании Ассоциации разработчиков и производителей биомедицинских клеточных продуктов.

Доктор Питер

Терапия дендритными клетками - это одна из разновидностей иммунотерапии рака, которая успешно применяется рака даже на последних стадиях заболевания. Дендритные клетки работают как киллеры - уничтожают раковые клетки.

Эта терапия одобрена и официально применяется в клиниках в Чехии , Германии, Латвии и Китае.

Как возникает рак

В организме любого здорового человека ежедневно в процессе деления появляются тысячи аномальных клеток -впрочем, это ещё не рак. Такие клетки, наряду с «чужаками», уничтожаются иммунной системой. Распознавание «свой-чужой», уничтожение «чужих» и возвращение к исходному состоянию - обыденная деятельность иммунной системы, однако так получается не всегда.

Появление большого числа аномальных клеток естественным образом истощает иммунную систему, понижает эффективность её работы. В определённый момент среди аномальных клеток появляются такие, которые не распознаются системой защиты, - это и есть отправная точка развития онкологического заболевания.

Аномальные клетки многократно делятся, вновь мутируют, чем укрепляют свою позицию в организме, при этом иммунные клетки игнорируют процесс роста опухоли. В такой ситуации иммунная система требует внешней коррекции, то есть обучения иммунных клеток распознавать и атаковать рак. Такой подход называют иммунотерапией в онкологии.

Иммунотерапия рака

Сегодня существует довольно много типов иммунотерапии онкологических заболеваний, один из которых - противораковые вакцины. Суть метода заключается в том, чтобы стимулировать специфическую противораковую активность иммунной системы - «обучить» её реагировать именно на тот тип онкологических клеток, которые есть в организме пациента.

Нужные клетки забирают у пациента (чаще всего с кровью), «воспитывают» в лаборатории так, чтобы они распознавали конкретный тип рака, который есть у больного, а затем возвращают в организм - таким образом вакцина становится точным и действенным оружием.

Дендритные клетки

Одна из разновидностей иммунотерапевтических вакцин - дендритные. Основой для их изготовления служат дендритные клетки. Именно они определяют, какие молекулы «выглядят подозрительно», потом специфическим образом перерабатывают их и выдают готовый «портрет преступника» Т-лимфоцитам, которые специализируются на уничтожении раковых клеток.

Дендритные клетки культивируют из собственных белых кровяных клеток пациента (таким образом, они являются «аутологичными»), а затем спустя некоторое время в виде вакцины вводят в тело пациента. Таргетные дендритные вакцины настраивают иммунную систему пациента так, чтобы предотвратить рецидив заболевания.

Первоначально, после обычного взятия крови, кровь отправляется в высокотехнологичную медицинскую лабораторию, где специально обученные биологи и техники отбирают определенные белые кровяные клетки (моноциты) из крови. Эти клетки затем культивируются и трансформируются в течение семи дней в новое поколение дендритных клеток. Это новое поколение жизненно важных, активированных дендритных клеток повторно вводят в тело пациента с помощью простых инъекций.

Успешность лечения рака дендритными клетками доказана на многих вылеченных пациентах, даже с тяжелыми (4 стадия) формами заболевания раком и глиобластомой.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: «Рак» - как много тревожных мыслей вызывает это слово! Около 7 миллионов человек в год умирают от рака. Трудно переоценить опасность подобных заболеваний, именно поэтому ученые заняты поисками действенного метода лечения различных типов злокачественных опухолей. Существуют некоторые виды терапии онкологических заболеваний, но достаточно ли они эффективны?

Генеральный спонсор конкурса - компания : крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий и партнером номинации «Биомедицина сегодня и завтра» выступила фирма «Инвитро ».

«Книжный» спонсор конкурса - «Альпина нон-фикшн »

Что не так с этими опухолевыми клетками?

В человеческом организме происходит постоянное обновление клеточной структуры, старые клетки умирают, новые рождаются. Но наряду со здоровыми клетками, в результате мутаций (то есть изменений набора наследственной информации под действием внешних или внутренних сил) образуются нетипичные клетки. Такие «эксцентрики» чаще всего не могут правильно выполнять свои функции, и при неблагоприятном сценарии их появление приводит к образованию злокачественной опухоли.

В норме такие атипичные клетки уничтожает иммунная система, которая является своеобразной армией, противостоящей врагам организма. Но особенность злокачественных клеток в их способности «ускользать» от иммунного контроля. Делают это они очень изощренно и крайне эффективно, так, что иммунные молекулы-разведчики часто не могут обнаружить их (рис. 1), а клетки-киллеры деактивируются из-за экспрессии опухолевыми клетками блокирующих факторов.

Рисунок 1. Умелая маскировка опухолевых клеток.

Дополнительным фоном для развития опухолевых клеток является ослабление иммунитета в результате болезней, стрессов, неправильного образа жизни. В результате опухолевые клетки становятся «особенными» в организме, они игнорируют «антиростовые» стимулы, сигналы запуска клеточной гибели и т.п. Особенности опухолевых клеток можно соотнести с поведением психопата-эгоиста, эти клетки мало того, что не выполняют надлежащих им функций, так еще и бесконтрольно делятся и распространяются по всему организму, в сумасшедших количествах потребляют питательные вещества, которые потом тратят на создание таких же «психопатов» (рис. 2) . Следовательно, нарушается метаболизм и функционирование тканей организма, что чаще всего приводит к плачевным последствиям.

Рисунок 2. Что умеют раковые клетки.

Почему же так трудно лечить рак?

Заранее стоит заметить, что под понятием «рак» скрывается целая совокупность огромного количества типов злокачественных опухолей. Некоторые из них настолько сильно различаются, что найти что-то общее у них крайне трудно. Более того, не все типы опухолевых заболеваний корректно называть раковыми: рак - лишь частный случай онкологии , изучающей как злокачественные, так и доброкачественные опухоли. Именно поэтому, скорее всего, мы не увидим на полках аптек универсального лекарства от рака. Вследствие такого разнообразия онкологических заболеваний каждый пациент нуждается в персональном подходе к лечению. Но даже это персональное лечение в нынешней практике часто не эффективно. Самыми распространенными методами являются химиотерапия, хирургический метод (когда это возможно) и лучевая терапия. Но, к сожалению, эти методы тоже не всегда результативны и зачастую несут с собой колоссальные побочные эффекты, иногда не совместимые с жизнью.

Опухолевые клетки похожи на здоровые, как братья. При этом, вырастая, один брат становится добросовестным тружеником, а другой - злодеем-тунеядцем. И вследствие их большой схожести очень трудно направить терапевтический эффект именно на опухолевые клетки. Поэтому традиционная терапия обладает очень низкой направленностью, то есть она действует и на добросовестные, и на злокачественные клетки примерно в равной степени.

В настоящий момент множество групп ученых работает над повышением эффективности традиционных методов лечения опухолевых заболеваний. Все же существенно повысить выживаемость онкобольных, применяя только стандартную терапию, становится уже практически нереальным, особенно на последних стадиях, а своевременная диагностика зачастую невозможна из-за позднего обращения пациентов за помощью. Так или иначе, рано вешать нос.

Иммунотерапия

Достижения в иммунологии за последние несколько десятков лет привели к созданию совершенно новых подходов к лечению онкологических заболеваний. Результаты исследований уже дали право на существование многим иммунологическим методам . Ведь хорошая же идея - заставить сам организм бороться с опухолью! Иммунотерапия заключается в воздействии на иммунную систему для повышения эффективности ее противостояния раковым клеткам . Для этого в кровь пациента вводят вещества, в той или иной степени представляющие собой опухолевые антигены (молекулы, которые организм рассматривает как чужеродные и опасные и запускает против них иммунный ответ), способствующие размножению специальных иммунных клеток-убийц, которые будут препятствовать развитию опухоли и разрушать ее.

Важным преимуществом иммунотерапии является то, что, в силу своей специфической направленности, она почти не повреждает здоровые ткани. Данный метод более эффективен для лечения последних стадий онкологических заболеваний по сравнению с традиционными подходами. Кроме того, иммунотерапию можно использовать для снижения побочных эффектов лучевой терапии и химиотерапии.

Однако все не так радужно, как могло показаться. Иммунотерапия была крайне неэффективна при лечении некоторых типов опухолевых заболеваний, например предстательной железы . Проблема, опять же, заключалась в недостаточной направленности препаратов.

Но я, мечту свою лелея, решил проблему гениально...

Благодаря интенсивным исследованиям в области иммунологии открыто множество факторов, влияющих на осуществление иммунного ответа . Стало ясно, что одну из ключевых ролей в спектакле «Иммунный ответ» играют особые отростчатые клетки - дендритные (ДК ). Открыл их в 1868 году немецкий ученый Пауль Лангерганс , который ошибочно принял эти клетки за нервные окончания с подобными отростками. ДК вновь описал в 1973 году Ральф Стайнман , он же установил их принадлежность к иммунной системе . Лишь через 38 лет он был посмертно удостоен Нобелевской премии за проделанную работу.

В последние десятилетия развивалась тенденция по внедрению дендритных клеток в качестве вспомогательных средств для лечения различных типов рака. По мнению ученых, их систематическое применение в иммунотерапии позволит добиться от нее максимального эффекта.

Дендритные клетки - популяция особых клеток, функция которых заключается в презентации «вражеских» антигенов другим клеткам иммунной системы. Таким способом они активируют адаптивный иммунитет . По научному, такие клетки-посредники называются антигенпрезентирующими (АПК ). Свое название ДК получили благодаря разветвленным отросткам мембраны, напоминающим дендриты нервных клеток, которые вырастают у них на определенных этапах развития. ДК располагаются, в основном, в крови и тканях, которые соприкасаются с внешней средой. Эти клетки обладают специальными механизмами распознания «врагов». В периферических тканях ДК захватывают антигены через несколько дополнительных механизмов . Проще говоря, они способны к поглощению инородцев, то есть фагоцитозу и пиноцитозу антигенов, выпячивая клеточную мембрану и захватывая вражескую частицу.

После «трапезы» с током крови или по лимфатическим сосудам они перемещаются в лимфатические узлы . Между тем, в ДК происходит преобразование (процессинг) белковых антигенов и расщепление их на кусочки-пептиды, которые в конечном итоге связываются с молекулами главного комплекса гистосовместимости (major histocompatibility complex , MHC ), расположенными на поверхности ДК . После этого ДК достигает полной зрелости и при помощи молекул MHC презентует вражеский антиген другим клеткам иммунной системы.

В качестве этих «других клеток» выступают «армейские новобранцы», еще не обученные Т-клетки, ранее не сталкивавшиеся с противником-антигеном. После столкновения Т-клетки начинают активно делиться и дифференцироваться в войска спецназа, или антиген-специфические эффекторные Т-клетки . Особые подразделения спецназа - CD4+ T-клетки - становятся незаменимыми помощниками или T-хелперами (рис. 3). Они стимулируют солдат химических войск - В-лимфоцитов , которые производят антитела . Это специальные белковые молекулы, которые, как противоядия, идут на борьбу с конкретными чужеродными частицами . Такая химическая защита или иммунный ответ с участием антител относится к гуморальному иммунитету .

Рисунок 3. Иммунная армия.

Кроме того, необученные T-клетки и Т-хелперы посредством выделения активирующего вещества интерлейкина-2 (IL-2 ), привлекают на помощь снайперов Т-киллеров , которые в дальнейшем уничтожают зараженные клетки, ведя обстрел ядовитыми цитотоксинами. Таким образом работает клеточный иммунитет.

Некоторая часть «обученных» Т-клеток становится клетками памяти, они живут в организме годами. Всякий раз, когда они встречают старого знакомого врага, то очень быстро запускают иммунный ответ.

Тип иммунного ответа отчасти определяется тем, какие ДК презентуют антиген и выделение каких веществ они стимулируют . Таким образом, правильно подобрав и обработав ДК, можно добиться развития интересующих нас иммунных ответов, например таких, против которых не смогут устоять даже опухолевые клетки.

Дендритные клетки в иммунотерапии

Поскольку опухолевые клетки великолепно владеют искусством маскировки, иммунной системе очень сложно распознать антигены на их поверхности. Встает вопрос о том, как можно создать действительно мощный иммунный ответ, направленный на их уничтожение.

На мышиных моделях показано, что ДК могут захватывать антигены, которые высвобождаются из опухолевых клеток, и представлять их Т-клеткам в лимфоузлах. Это приводит к активации опухолеспецифических Т-клеток и последующему отторжению опухоли , . По сравнению с другими АПК, такими как макрофаги, дендритные клетки чрезвычайно эффективны при представлении антигена, тем самым объясняя свое прозвище «профессиональных АПК». Это говорит о том, что ДК можно использовать для терапевтических вмешательств при онкопатологии.

В настоящее время развивают две темы исследований: как опухолевые клетки изменяют физиологию ДК, и как мы можем опираться на мощные свойства ДК при создании новых методов иммунотерапии рака.

Опухолевые клетки так просто не сдаются!

Дендритные клетки обнаруживают в большинстве опухолей. ДК отбирают образцы опухолевых антигенов путем захвата умирающих клеток или буквальным откусыванием частей живых . В свою очередь опухоли могут препятствовать представлению и созданию иммунных реакций с помощью различных механизмов. В пример можно привести такие антигены опухолей, как раково-эмбриональный антиген (РЭА ) и муцин-1 , которые, попав в ДК, могут быть ограничены ранними эндосомами, то есть плазматической мембраной, что предотвращает эффективную обработку и презентацию антигена Т-клеткам .

Также опухоли могут мешать созреванию ДК. Во-первых, они могут блокировать, то есть ингибировать, созревание ДК путем выделения особого белка IL-10, который приводит к полному отсутствию реакции (антиген-специфической анергии) , . Во-вторых, факторы, выделяемые опухолью, могут изменять созревание ДК, вызывая образование клеток-предателей, которые косвенно способствуют росту этой опухоли («проопухолевые» дендритные клетки) . Поэтому понимание функций ДК в онкологических процессах представляет собой обширную область для исследований. В конечном счете, «перевоспитание» проопухолевых ДК в противоопухолевые может вести к зарождению нового подхода в иммунотерапии.

Вакцина на основе дендритных клеток

Целью вакцинологов является выявление опухолеспецифических иммунных ответов, которые будут достаточно устойчивыми для осуществления долговременной борьбы против опухоли и ее искоренения. Требуется определить протоколы вакцинации, отвечающие на вопросы: «что?», «как часто?» и «в каком количестве?» необходимо вводить в организм пациента для генерации сильных ответов Т-клеток. В идеальном случае после вакцинации Т-клетки должны эффективно распознавать сигналы-антигены на опухолевых клетках и способствовать их гибели путем выделения ядов-цитотоксинов.

ДК могут быть получены из кровяных клеток-предков (моноцитов) пациента, которые загружают антигенами ex vivo , то есть знакомят с врагом вне организма в стерильных лабораторных условиях. Затем эти моноциты надлежащим образом созревают и вводятся обратно пациенту при вакцинации. Теоретически это должно давать целый набор дендритных клеток, запускающих иммунные войны.

В последнее десятилетие значительные экспериментальные и клинические ресурсы были отданы на разработку противораковых вакцин на основе ДК , . Это привело к созданию многочисленных типов вакцин, которые различаются протоколами загрузки ДК антигенами или биохимическим манипулированием клетками. Например, один из типов вакцин подразумевает введение антигенов опухоли и их прямую доставку в ДК непосредственно в организме пациента.

Еще одна стратегия вакцинации, которая совсем недавно начала привлекать внимание, связана с естественными подмножествами дендритных клеток, которые могут быть выделены с помощью высокоэффективных магнитных гранул, покрытых антителами , . Накопленные клинические данные говорят о том, что такие вакцины достигают многообещающей эффективности у пациентов с меланомой - долгосрочной выживаемости без прогрессирования (1–3 года) у 28% пациентов . Те или иные разновидности вакцин применяют в зависимости от типа опухолевого заболевания и его стадии.

В целом эффективность вакцинации на основе ДК зависит от множества различных факторов, включая характер и источники антигенов, иммунологический статус пациента, тип вовлеченных рецепторов на ДК и подмножества специфических ДК, на которые осуществляется воздействие .

Важно отметить факт, что на май 2017 года только одна клеточная терапия с участием ДК лицензирована для лечения людей, а именно Sipulteucel-T (Provenge, США). C 2010 года Sipulteucel-T одобрен для лечения бессимптомного и минимально-симптоматического метастатического рака, а также рака предстательной железы .

Безопасность - наше все!

Безопасность противоопухолевых вакцин на основе ДК подтверждена и хорошо документирована во многих клинических исследованиях . Местные реакции в виде зуда, сыпи или боли обычно мягкие и самоограничивающиеся. Они характерны и для других лечебных процедур. Случаются и системные побочные эффекты, связанные с заболеванием гриппом или другими инфекциями вследствие переброса защитных сил на опухолевый фронт.

Одной из особых проблем иммунотерапии является возможность развития аутоиммунитета . Это состояние, при котором иммунная система принимает собственные здоровые клетки организма за чужеродные и атакует их . Однако стратегии противоопухолевой вакцинации дендритными клетками редко ассоциируются с тяжелой иммунной токсичностью. Ожидается, что иммунотерапия на основе ДК сохранит качество жизни пациентов с онкозаболеваниями на более высоком уровне.

Качество жизни является важным показателем при оценке новых противоопухолевых средств. Например, в работе Николая Леонарцбергера у всех 55 пациентов с таким типом рака, как карцинома почек, при иммунотерапии на основе ДК не было выявлено отрицательного влияния на качество жизни. Это выгодно отличается от других существующих методов лечения, вызывающих существенное токсическое действие .

Вместе с тем, отчетов о результатах изменения качества жизни пациентов после дендритной клеточной иммунотерапии недостаточно, что требует дальнейших исследований.

Перспективы

Разработка вакцин на основе дендритных клеток - весьма «горячая тема». Большинство исследователей используют ДК, подверженные воздействию опухолевой РНК, лизатов и антигенов опухолевых клеток. При этом многие научные работы проверяют введение вакцин на основе ДК в сочетании со стандартной химиотерапией или лучевой терапией . В некоторых испытаниях тестируют комбинации вакцин и противовоспалительных препаратов.

По официальным данным базы ClinicalTrials.gov на февраль 2017 было зарегистрировано не менее 72 клинических испытаний, начатых после 1 сентября 2014 года и оценивающих противоопухолевые вакцины с ДК .

Это позволяет надеяться на скорейшее внедрение новых эффективных методик иммунотерапии онкозаболеваний, которые позволят успешно бороться с различными типами рака.

Заключение

Ученые все чаще приходят к выводу о том, что иммунотерапия на основе дендритных клеток является достойным, безопасным и хорошо переносимым иммунотерапевтическим методом, который может вызывать иммунные реакции даже у пациентов с раком последней стадии. В последнее время разработано множество стратегий использования противоопухолевой активности ДК. Существует реальная необходимость в клинических исследованиях, демонстрирующих, что вакцины на основе дендритных клеток могут вызывать долговременные объективные ответы и улучшать долгосрочную выживаемость пациентов.

Общее развитие вакцин с ДК постоянно сталкивается со множеством препятствий. Помимо проблем с эффективностью вакцин, разработка терапии для клинического применения является финансово затратной, требует хорошо оснащенных современных лабораторий и наличия высококвалифицированных научных кадров, что позволило бы проводить многоцентровые клинические испытания последних фаз с участием большого количества пациентов.

В заключение хочется сказать, что иммунотерапия весьма перспективна и требует дальнейшего раскрытия своего потенциала. Речь идет не только о вакцинах на основе ДК, но и о многочисленных специфичных антителах и т.п. Онкология не обойдется без комбинирования различных методов терапии, традиционных и инновационных. С другой стороны, встает вопрос о доступности этих инновационных методик конкретно на местах лечения онкобольных.

В России сегодня иммунотерапия слабо развита, она не преобладает над стратегиями лучевой терапии и химиотерапии. В то же время в США и Израиле иммунотерапия развивается быстрее и уже активно используется в онкоцентрах как в качестве профилактических вакцин, так и для продления жизни тяжелобольных пациентов . Иммунотерапия на основе дендритных клеток только начинает свою историю, в которую еще предстоит вписать лучшие страницы.

Литература

Метастазирование опухолей ;
Попович А.М. Иммунотерапия в онкологии // Справочник по иммунотерапии для практического врача. СПб: «Диалог», 2002. С. 335–352;
Иммуностимулирующие вакцины ;
Giuseppe Di Lorenzo, Carlo Buonerba, Philip W. Kantoff. (2011). Immunotherapy for the treatment of prostate cancer . Nat Rev Clin Oncol . 8 , 551-561;
Иммунитет: борьба с чужими и… своими ;
R. M. Steinman. (1973). IDENTIFICATION OF A NOVEL CELL TYPE IN PERIPHERAL LYMPHOID ORGANS OF MICE: I. MORPHOLOGY, QUANTITATION, TISSUE DISTRIBUTION . Journal of Experimental Medicine . 137 , 1142-1162;
E. Sergio Trombetta, Ira Mellman. (2005). CELL BIOLOGY OF ANTIGEN PROCESSING IN VITRO AND IN VIVO . Annu. Rev. Immunol. . 23 , 975-1028;
Пожаров И. (2012). Дендритные клетки . «МЕД-инфо» ;
Kang Liu, Michel C. Nussenzweig. (2010). Origin and development of dendritic cells . Immunological Reviews . 234 , 45-54;
Facundo D. Batista, Naomi E. Harwood. (2009). . Nat Rev Immunol . 9 , 15-27;
Jacques Banchereau, Ralph M. Steinman. (1998). Dendritic cells and the control of immunity . Nature . 392 , 245-252;
Mark S. Diamond, Michelle Kinder, Hirokazu Matsushita, Mona Mashayekhi, Gavin P. Dunn, et. al.. (2011). Type I interferon is selectively required by dendritic cells for immune rejection of tumors . J Exp Med . 208 , 1989-2003;
Mercedes B. Fuertes, Aalok K. Kacha, Justin Kline, Seng-Ryong Woo, David M. Kranz, et. al.. (2011). Host type I IFN signals are required for antitumor CD8+T cell responses through CD8α+dendritic cells . J Exp Med . 208 , 2005-2016;
M V Dhodapkar, K M Dhodapkar, A K Palucka. (2008). Interactions of tumor cells with dendritic cells: balancing immunity and tolerance . Cell Death Differ . 15 , 39-50;
E. M. Hiltbold, A. M. Vlad, P. Ciborowski, S. C. Watkins, O. J. Finn. (2000). The Mechanism of Unresponsiveness to Circulating Tumor Antigen MUC1 Is a Block in Intracellular Sorting and Processing by Dendritic Cells . The Journal of Immunology . 165 , 3730-3741;
Fiorentino D.F., Zlotnik A., Vieira P., Mosmann T.R., Howard M., Moore K.W., O"Garra A. (1991). IL-10 acts on the antigen-presenting cell to inhibit cytokine production by Th1 cells . J. Immunol. 146 , 3444–3451;
Steinbrink K., Wölfl M., Jonuleit H., Knop J., Enk A.H. (1997). Induction of tolerance by IL-10-treated dendritic cells . J. Immunol. 159 , 4772–4780;
Caroline Aspord, Alexander Pedroza-Gonzalez, Mike Gallegos, Sasha Tindle, Elizabeth C. Burton, et. al.. (2007). Breast cancer instructs dendritic cells to prime interleukin 13–secreting CD4+T cells that facilitate tumor development . J Exp Med . 204 , 1037-1047;
Rachel L Sabado, Sreekumar Balan, Nina Bhardwaj. (2017). Dendritic cell-based immunotherapy . Cell Res . 27 , 74-95;
K. F. Bol, G. Schreibelt, W. R. Gerritsen, I. J. M. de Vries, C. G. Figdor. (2016). Dendritic Cell-Based Immunotherapy: State of the Art and Beyond . Clinical Cancer Research . 22 , 1897-1906;
J. Tel, E. H. J. G. Aarntzen, T. Baba, G. Schreibelt, B. M. Schulte, et. al.. (2013). Natural Human Plasmacytoid Dendritic Cells Induce Antigen-Specific T-Cell Responses in Melanoma Patients . Cancer Research . 73 , 1063-1075;
G. Schreibelt, K. F. Bol, H. Westdorp, F. Wimmers, E. H. J. G. Aarntzen, et. al.. (2016). Effective Clinical Responses in Metastatic Melanoma Patients after Vaccination with Primary Myeloid Dendritic Cells . Clinical Cancer Research . 22 , 2155-2166;
D. Duluc, H. Joo, L. Ni, W. Yin, K. Upchurch, et. al.. (2014). Induction and Activation of Human Th17 by Targeting Antigens to Dendritic Cells via Dectin-1 . The Journal of Immunology . 192 , 5776-5788;
Dapeng Li, Gabrielle Romain, Anne-Laure Flamar, Dorothée Duluc, Melissa Dullaers, et. al.. (2012). Targeting self- and foreign antigens to dendritic cells via DC-ASGPR generates IL-10–producing suppressive CD4+T cells . J Exp Med . 209 , 109-121;
Chun I. Yu, Christian Becker, Yuanyuan Wang, Florentina Marches, Julie Helft, et. al.. (2013). Human CD1c+ Dendritic Cells Drive the Differentiation of CD103+ CD8+ Mucosal Effector T Cells via the Cytokine TGF-β . Immunity . 38 , 818-830;
F. Sandoval, M. Terme, M. Nizard, C. Badoual, M.-F. Bureau, et. al.. (2013). Mucosal Imprinting of Vaccine-Induced CD8+ T Cells Is Crucial to Inhibit the Growth of Mucosal Tumors . Science Translational Medicine . 5 , 172ra20-172ra20;
Laurence Zitvogel, Maha Ayyoub, Bertrand Routy, Guido Kroemer. (2016). Microbiome and Anticancer Immunosurveillance . Cell . 165 , 276-287;
Philip W. Kantoff, Celestia S. Higano, Neal D. Shore, E. Roy Berger, Eric J. Small, et. al.. (2010). Sipuleucel-T Immunotherapy for Castration-Resistant Prostate Cancer . N Engl J Med . 363 , 411-422;
Celestia S. Higano, Eric J. Small, Paul Schellhammer, Uma Yasothan, Steven Gubernick, et. al.. (2010). Sipuleucel-T . Nat Rev Drug Discov . 9 , 513-514;
M. A. Cheever, C. S. Higano. (2011). PROVENGE (Sipuleucel-T) in Prostate Cancer: The First FDA-Approved Therapeutic Cancer Vaccine . Clinical Cancer Research . 17 , 3520-3526;
Laura Rosa Brunet, Thorsten Hagemann, Andrew Gaya, Satvinder Mudan, Aurelien Marabelle. (2016). Have lessons from past failures brought us closer to the success of immunotherapy in metastatic pancreatic cancer? . OncoImmunology . 5 , e1112942;
Andreas Draube, Nela Klein-González, Stefanie Mattheus, Corinne Brillant, Martin Hellmich, et. al.. (2011). Dendritic Cell Based Tumor Vaccination in Prostate and Renal Cell Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis . PLoS ONE . 6 , e18801;
S. M. Amos, C. P. M. Duong, J. A. Westwood, D. S. Ritchie, R. P. Junghans, et. al.. (2011). Autoimmunity associated with immunotherapy of cancer . Blood . 118 , 499-509;
Nicolai Leonhartsberger, Reinhold Ramoner, Claudia Falkensammer, Andrea Rahm, Hubert Gander, et. al.. (2012). Quality of life during dendritic cell vaccination against metastatic renal cell carcinoma . Cancer Immunol Immunother . 61 , 1407-1413;
Guido Kroemer, Lorenzo Galluzzi, Oliver Kepp, Laurence Zitvogel. (2013). Immunogenic Cell Death in Cancer Therapy . Annu. Rev. Immunol. . 31 , 51-72;
Abhishek D. Garg, Monica Vara Perez, Marco Schaaf, Patrizia Agostinis, Laurence Zitvogel, et. al.. (2017). Trial watch: Dendritic cell-based anticancer immunotherapy . OncoImmunology . e1328341;
Иммунотерапия: революция в лечении рака . «Герцлия Медикал Центр» .