Давно известно, что при любом заболевании на переднем фронте борьбы с ним выступает иммунная система. Она первой реагирует на малейшие изменения или дисбаланс в организме. Исследования ученых-медиков свидетельствуют, что иммунитет и опухолеобразование имеют единый механизм, который функционирует как система с положительными обратными связями. Как раз на этом и основан новый метод ранней диагностики рака, предложенный группой ученых из Университета Копенгагена под руководством доктора Ганса Вандала.
Проведенный ими эксперимент был основан на том, что иммунная система в ответ на зарождение раковых клеток моментально начинает вырабатывать определенные клетки, называемые аутоантителами. Их появление в организме может с большой степенью достоверности прогнозировать начало болезни. Чтобы зафиксировать эти биомаркеры, исследователи провели интересный эксперимент, в котором использовали «химеры» определенного антигена и коротких углеводных цепочек.
Для понимания защитных механизмов в организме необходимо отметить наличие двух различных систем иммунитета. Рядом с сердцем располагается вилочковая железа (тимус), которая играет исключительно важную роль в регуляции одной из иммунных реакций. Другой частью обороны управляет костный мозг. Не так давно ученым стало известно, что существуют не один, а два вида белых кровяных телец – лимфоцитов. Образуются они из “коренных”, стволовых клеток костного мозга, затем поступают в тимус, где проходят специальное “обучение”, а потом попадают в кровь, селезенку и лимфатические узлы. Лимфоциты, созревающие в тимусе, получили название Т-клетки (Т-лимфоциты), другие же окрестили В-клетками (В-лимфоциты). Две защитные системы имеют различное строение и выполняют разные обязанности в организме, однако это не мешает им у здорового человека слаженно работать и вместе сотрудничать.
Созревшие лимфоциты разносятся кровеносным потоком во все ткани организма. В тканях находятся миллионы иммунных клеток. Когда иммунная система работает обычным образом, то все клетки, рано или поздно, переносятся в лимфатическую систему, откуда возвращаются в кровь, и так раз за разом. Колоссальное количество белых кровяных клеток непрерывно просматривают ткани организма и выискивают чужеродные образования. В случае его обнаружения лимфоцит активирует иммунную реакцию (возникает т.н. иммунный ответ).
Т-клетки атакуют большие инородные тела, пересаженные органы, а также раковые опухоли. “Враг” окружается ими со всех сторон и уничтожается. Клетки типа В покрыты в виде волосков иммуноглобулиновыми “щупальцами” (В-клеточные рецепторы). Они выполняют свои функции, используя особое оружие – антитела (т. е. противотела),. Антитела — это растворимые гликопротеины, присутствующие в сыворотке крови, тканевой жидкости или на клеточной мембране, которые распознают и связывают антигены. Антигены – это вещества, в ответ на появление которых активизируется иммунная система. Они, как правило, являются белками или полисахаридами и представляют собой структуры бактериальных клеток, вирусов или микроорганизмов. В сочетании с белками проявляют антигенные свойства липиды и нуклеиновые кислоты. Среди антигенов немикробного происхождения можно назвать пыльцу, яичный белок, белки трансплантантов тканей и органов и некоторые другие вещества.
Опухолевые антигены, или неоантигены – это такие антигены, которые располагаются на поверхности опухолевых клеток. Они называются опухоль-специфичными антигенами.
В ответ на появление антигенов иммунная система вырабатывает антитела. При этом на каждый конкретный антиген появляется определенное антитело. Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных объектов — например, бактерий и вирусов.
Антитела вступают в реакцию только с белком, который вызвал их образование. Например, если под кожу или в кровь кролика ввести белок верблюда, то образовавшиеся антитела будут реагировать только с верблюжьим белком, но не с белком свиньи или гуся. Антитела являются чрезвычайно вариабельными (в организме одного человека может существовать до 0,1 миллиарда вариантов антител). Антитела накапливаются главным образом в крови. Никто на сегодняшний день не знает, сколько их способен выработать организм человека. Однако их количество, вероятно, исчисляется десятками тысяч и больше.
Исследования, проводившиеся в Дании, были направлены в первую очередь на диагностику – наиболее перспективное направление в онкологии. Необходимо точно отвечать на вопросы, есть онкология у человека или нет, а если есть – то где именно в организме она прячется.
Для этого доктор Ганс Вандалл в своем исследовании определял в сыворотке крови уровень антител к определенной группе углеводных антигенов. В качестве молекул-мишеней для выявления онкоспецифичных аутоантител в крови выступали «химеры» муцина и коротких углеводных цепочек. (Муцин – общее название гликопротеидов, входящих в состав секретов всех слизистых желез). Опухолевая клетка способна повторять в извращенной форме признаки дифференцировки (т.е. фенотип), заложенные в клетке-предшественнице, из которой она возникла. В процессе опухолевого роста появляются клетки-химеры с множественной дифференцировкой.
Вот такие химеры клеток муцина и использовали в своем эксперименте ученые из Копенгагенского Университета. С их помощью они смогли идентифицировать антитела у 30% пациентов с опухолью простаты, груди или яичников. Воодушевленные успехом, исследователи предполагают в ближайшем будущем разработать технологию для 100%-ной диагностики ракового заболевания. Профессор Г.Вандалл убежден, что вскоре для диагностики рака можно будет сдать простой анализ крови на антитела.
Для чего это нужно?
Антитела в значительной степени выполняют надзорную функцию. Зная всё о них, мы действительно можем заранее сказать, какова вероятность появления опухоли у человека через 10 и даже через 20 лет. Антитела следят, чтобы злокачественно видоизменённая клетка не прошла через иммунный барьер. Оценив уровень антител в крови, можно предсказать, каков риск развития рака. Известно, что среди пожилых людей, чья защитная система начинает ослабевать и становится не столь гибко реагирующей, как в молодом возрасте, процент раковых заболеваний значительно увеличивается. У людей с различными видами иммунонедостаточности рак встречается во многие сотни раз чаще, чем у иммунологически полноценных.
Таким образом, несмотря на то, что первоначальный интерес к иммунологии был вызван проблемами с трансплантацией органов, оказалось, что эта наука имеет неизмеримо более широкое значение – от иммунологии сегодняшнего дня требуется решение таких жизненно важных проблем, как борьба с раком и поддержание существования живых организмов.
