Naukowcy badający nowotwory zyskali nowego patrona: Karola Darwina. Najnowsze badania dowodzą, że jedynym sposobem na pokonanie raka jest poznanie mechanizmu ewolucji, która odpowiada również za mutacje genetyczne komórek nowotworowych.
Wraz z pojawieniem się technologii pozwalającej odczytywać zmiany genetyczne zostaną też opracowane spersonalizowane metody leczenia. Wiele rodzajów raka będzie leczonych podobnie jak infekcje spowodowane szybko mutującymi wirusami – takimi jak HIV.
>>> Czytaj też: Zwiększa się skuteczność leczenia nowotworów
– Dziś nadal wykorzystujemy średniowieczne metody zwalczania raka: cięcie (operacja), przypalanie (radioterapia) oraz trucizny (chemioterapia). Kiedy zrozumiemy darwinowskie procesy zachodzące w komórkach rakowych, będziemy mogli kontrolować nawet zaawansowane nowotwory za pomocą kombinacji leków – mówi Alan Ashworth, szef Instytutu Badań nad Rakiem w Londynie.
Reklama
Biorąc pod uwagę to, że organizm człowieka składa się z ponad 10 trylionów komórek, a proces kopiowania DNA nie jest perfekcyjny, to cud, że nowotwory zdarzają się tak rzadko. Jednak kiedy się pojawiają, choroba łamie wiele zasad biologii człowieka – m.in. komórki rakowe mutują znacznie szybciej niż normalne. – Nowotwór to wypaczenie zdrowych tkanek ciała i im mniej nowotwór przypomina tkankę, z której powstał, tym gorzej dla pacjenta. Komórki rakowe zwykle zawierają od 10 tys. do 100 tys. genetycznych zmian w porównaniu z normalnymi komórkami – tłumaczy profesor Ashworth.
Genomika nowotworów – nauka skupiona na poznaniu 3 mld chemicznych „liter” DNA w komórkach rakowych – otwiera badaczom oczy na zaskakujące tempo ewolucji nowotworów. – Przełomem stała się dla nas nowa generacja maszyn do sekwencjonowania DNA. To jak przejście od czarno-białej do kolorowej telewizji wysokiej jakości – mówi Charles Swanton z londyńskiego Instytutu Badań nad Rakiem.
>>> Czytaj też: Aspiryna może zapobiegać nowotworom
Maszyny pozwalające odczytać cztery „litery”, z których składa się kod DNA (w skrócie znane jako G, A, T i C), stają się bardziej wydajne i tańsze. W tym roku stanie się możliwe odczytanie całego genomu człowieka w ciągu dnia i to za mniej niż 1 tys. dol. W końcu koszty spadną na tyle, że genomika nowotworów stanie się narzędziem dostępnym nie tylko dla badaczy, ale i rutynowej praktyki lekarskiej.
Choć onkolodzy dawno ustalili, że rak to choroba genetyczna, do tej pory uważano, że komórki nowotworu są takie same w każdym miejscu guza. Jednak ostatnie badania obaliły tę tezę. Badanie genomu raka nerki, przeprowadzone przez Cancer Research UK, wykryło coś, co naukowcy nazwali „niewiarygodną skalą różnorodności genetycznej” w obrębie każdego nowotworu. W zbadanym guzie nerki znaleziono 118 różnych mutacji komórek, z których 40 znajdowało się w każdej biopsji, 53 znalazły się w większości wycinków, a 25 było tylko w jednej próbce. Analizując umiejscowienie mutacji, badacze prześledzili pochodzenie poszczególnych podtypów komórek nowotworowych i stworzyli mapę procesu powstania wypaczeń. – Widzimy gałęzie ewolucji podobne do drzewa życia narysowanego przez Darwina w 1837 r. jako ilustrację procesu powstawania gatunków – mówi prof. Swanton.
Może się wydawać, że tak wielka różnorodność komórek nowotworowych u każdego pacjenta to zła wiadomość dla diagnostyki i leczenia. Jedna biopsja nie pokazuje wszystkiego, co zachodzi w organizmie – tym można tłumaczyć słabą skuteczność walki z nowotworami.
Jednak dzięki zdobytej wiedzy o mutacjach komórek nowotworowych naukowcy wiedzą, w którym kierunku podążać. – Ważne jest skupianie się na mutacjach znajdujących się w pniu drzewa ewolucyjnego, a nie na gałęziach, bo te ostatnie mogą znajdować się w stosunkowo małej liczbie komórek – tłumaczy prof. Swanton. Naukowcy muszą też nauczyć się wyodrębniać „mutacje wiodące” i znajdować dla nich ukierunkowane leki.
Takie medykamenty już się pojawiają. Jednym z najnowszych jest vemurafenib, produkowany przez szwajcarski koncern Roche pod nazwą zelboraf. Jest on skierowany na mutację w genie B-Raf występującą w ponad połowie przypadków czerniaka złośliwego. Wielu pacjentów dobrze reaguje na vemurafenib – zaczynają zmniejszać się nawet zaawansowane nowotwory z przerzutami. Niestety, prawie zawsze pozostaje kilka komórek odpornych na vemurafenib, które dają początek nowemu nowotworowi, tym razem nieuleczalnemu. Badania kliniczne pokazują, że pacjent może zyskać od 4 do 8 miesięcy życia.
– Tworzenie leków posunie się do przodu, bo wiemy, że rak ewoluuje w organizmie podobnie jak wirusy – mówi Mike Stratton, dyrektor Wellcome Trust Sanger Institute, genetycznego centrum badawczego niedaleko Cambridge. Komórki nowotworowe, tak jak wirusy, będą miały mniej szans uodpornić się na kombinacje leków niż na jeden preparat, ponieważ to wymagałoby kilku odpowiednich mutacji, które musiałyby nastąpić jednocześnie. Dlatego grupy naukowców i koncerny medyczne tworzą koktajle antyrakowe.
GlaxoSmithKline przeprowadza badania dwóch leków przeciwko czerniakowi. Dabrafenib jest skierowany na mutację genu B-Raf (tak jak vemurafenib), drugi, trametinib, jest ukierunkowany na gen o nazwie MEK. Badania pokazują, że te dwa środki bardzo dobrze działają w parze oraz w połączeniu z innymi lekami przeciwko nowotworom, w tym stworzonymi przez szwajcarskiego konkurenta, Novartis.
Współpraca dotyczy nie tylko tworzenia nowych leków, ale również testów diagnostycznych, które pozwolą lekarzom wyjaśnić, jakie leki mogą najlepiej pomóc danemu pacjentowi. Choć koszt pełnego badania genomu spada, minie kilka lat, zanim stanie się wystarczająco tani, żeby można było go stosować rutynowo.
Tymczasem koncerny biotechnologiczne pracują nad innym rodzajem testów opartych na biomarkerach, które pozwolą przewidzieć reakcję pacjenta na konkretne leki. Jedną z takich firm jest Oxford Cancer Biomarkers, niedawno powstała przy Uniwersytecie Oksfordzkim. – Zamierzamy wykorzystać 30 najbardziej popularnych leków na raka i stworzyć biomarkery dla każdego z nich – mówi Nick La Thangue, profesor biologii nowotworów z Oksfordu. – Lekarz będzie robił biopsję co pół roku i wykorzystywał biomarkery do zatrzymywania zmian genetycznych, zanim guz uodporni się na terapię.
Jak bardzo ostatnie badania genetyczne mogą pomóc w leczeniu raka? James Watson, który w 1953 r. odkrył DNA razem z Francisem Crickiem, i nadal uczestniczy w badaniach genetycznych, jest pełen entuzjazmu. – Zrobiliśmy ostatnio ogromne postępy, ale nikt z badaczy nie będzie skakał ze szczęścia, bo już zdarzało się, że nadzieja zawodziła naukowców. Ostatnie postępy w nauce napawają mnie nadzieją, że w ciągu najbliższej dekady uda się przetrącić kręgosłup najbardziej nieuleczalnym nowotworom – dodał.
/>