Чему ретровирусы научили исследователей рака?
Ретровирусы показали исследователям направления, где искать онкогены. Благодаря этому примерно 50 лет назад начались молекулярные исследования рака. Моя группа тоже вела подобные исследования. Нам невероятно повезло, и мы одним махом «выудили» семь онкогенных белков – почти сказочная удача. А произошло это следующим образом: под эгидой Европейской организации по молекулярной биологии (ЕМБО) я организовала лабораторный учебно-практический курс по вирусам и онкогенам для 30 студентов практически со всей Европы и США. Наш американский гость Мэтте Стрэнд продемонстрировал новую для студентов и для нас технологию производства моноклональных антител. Мы осваивали эту технологию, одновременно познавая ее, – вот еще один интересный способ совершенствоваться.
Сейчас это уже стандартная технология. В университетских сервисных центрах даже бесплатно производят моноклональные антитела по спецификациям заказчиков. Принцип производства моноклональных антител заключается в слиянии двух клеток: одной из линии «бессмертных» раковых клеток, полученных из опухоли так называемой множественной миеломы или плазмацитомы, и клетки селезенки иммунизированных мышей, на базе которых получают антитела. Получившиеся в результате такого слияния клетки проходят селекцию, из них отбирают отдельные клетки, которые размножают. В результате получается единичный клон идентичных клеток, производящих очень специфичное антитело к специфическому антигену (эпитопу). Вот почему такие антитела называются моноклональными. Мышиные антитела можно «адаптировать» для человека и использовать в качестве основы для высокоспецифических противораковых терапий. Названия таких препаратов заканчиваются на «-мАб», что означает «моноклональное антитело», и это наиболее эффективные способы раковой терапии из имеющихся в настоящее время.
Мою коллегу так вдохновила эта новая технология, что она продолжила получение моноклональных антител (которые она практически раздаривала коллегам) к большинству необычных антигенов, в частности различных поверхностных белков трипаносомы, которая является причиной нарколепсии. Мы попробовали получить моноклональное антитело к одному онкопротеину – но у нас ничего не вышло. Полученное антитело распознавало «не ту часть» белка, не онкогенную И все же эта часть оказалась универсальной для десятка других онкогенов, и у нас оказалась «удочка» для их «ловли». Однажды жарким летом мы просидели весь день и всю ночь, описывая эти многочисленные онкогены, и не справились с объемом информации. В науке это редкий случай; ни с моими коллегами, ни со мной такого больше никогда не случалось.
Так мы «выловили» онкобелки Myc, Myb или Erb-B2, а также новую киназу Mil/Raf. Для этой цели мы нашли удачное контрольное антитело и включили фамилию его поставщика в список соавторов статьи, опубликованной в в 1984 г. То, что он взял это антитело из морозильной камеры другого ученого, я узнала несколько лет спустя, когда мой коллега, изначально получивший это антитело, спросил меня, где я его взяла и почему не поблагодарила его. Разговор произошел в Колд-Спринг-Харбор, пока мы ждали лимузин, чтобы отправиться в аэропорт. Статья уже вышла, и мне не удалось внести фамилию этого человека в список соавторов и удалить фамилию другого. Новую открытую киназу признали не сразу: была ли она результатом контаминации клеточных культур? Нет, полученное нами моноклональное антитело позволило осуществить столь эффективную очистку, что мы оказались правы. (
Обнаруженная киназа Raf работает по принципу каскада, в соответствии с которым одна киназа доставляет фосфатную группу другой и активирует ее. Это напоминает эстафетный бег, где в качестве бегунов выступают Ras, Raf, MEK, ERK. И наконец ERK, будучи заключительным спринтером, проходит через ядерную мембрану и доставляет фосфат к Myc (и т.д.), который затем, будучи транскрипционным фактором, включает и выключает гены клетки, а также соответствующие программы. Это универсальный путь, и он в зависимости от первого стимула может регулировать такие явления, как рост, старение, выработка гормонов, реакция на стресс и запах и даже смерть. Его можно сравнить с телевизионной антенной, которая транслирует ту или иную программу на телеприемник в гостиной, где мы выбираем канал с определенной «программой».
Четыре «бегуна», последовательно принимающих друг у друга «эстафетную палочку», обеспечивают более эффективную амплификацию, регуляцию, остановку и более надежную передачу сигнала, чем один «бегун». И, как это обычно бывает в биологии, результат зависит от входящей информации, контекста, дополнительных факторов или перекрестных помех. Тем не менее основным переключателем является киназа Raf, которая является мишенью для Ras. Она похожа на закрытую оболочку, способную активироваться и становиться более онкогенной с частично открытой оболочкой (сRaf превращается в B-Raf). Онкогенная версия белка активна при многих видах рака, при половине всех злокачественных меланом, при раке яичников, прямой кишки, пищевода и молочных желез. Только недавно было освоено промышленное производство ингибиторов Raf. В настоящее время их около пяти – и это через 30 лет после открытия рассматриваемой киназы. Ингибиторы Raf могли бы иметь практическое применение. Время выживания пациентов в среднем составляет несколько месяцев, что, конечно, неутешительно. Тройная терапия была бы более эффективной. На опыте ВИЧ мы поняли, как использовать несколько препаратов, и такую терапию также нужно применять при лечении рака. Недавно я встретила бывшего коллегу из своего института. Сейчас он профессор дерматологии и успешно лечит меланомы, используя ингибиторы Raf. «Я не знал, что вы ее открыли! Мы с ней работали, а вы мне ничего об этом не говорили!» Действительно, 30 лет – большой срок.
Еще один клинически важный онкогенный белок – это Ras (найден при саркоме у крыс), характеризующийся одноточечной мутацией в кодоне 12. До сих пор не существует ингибиторов Ras, несмотря на гигантские усилия ученых и его значительную роль в развитии 80% случаев рака у человека. Несмотря на то, что у Ras так много мишеней, что приводит к развитию побочных реакций, стартовала новая программа исследований с серьезной финансовой поддержкой.
Рак молочной железы также зависит от активированных онкогенов, являющихся мишенью для соответствующих препаратов. HER-2/neu или Erb-B2 – рецептор тирозинкиназы, которая в 25% случаев рака молочной железы вырабатывается в избыточном количестве и является онкогеном. Только в этих случаях назначается дорогой препарат герцептин. Врачи придерживаются индивидуализированного подхода и назначают этот препарат, только если его эффективность гарантирована, иначе его назначение нецелесообразно. Изначально этот онкоген был выявлен в вирусе эритробластоза у цыплят (AEV), который в настоящее время практически забыт. Вирус цыплят не имеет ничего общего с раком молочных желез – и это до сих пор для меня загадка.
Онкобелок Raf может индуцировать два прямо противоположных эффекта: активировать рост и блокировать его. Мы называем это «парадокс Raf». Мы объясняем столь неожиданный эффект «двуликого Януса» действием еще одной киназы (Akt) и других клеточных факторов. Журнал принял в печать нашу статью с полученными результатами. Но затем процесс затормозился – видимо, мой бывший коллега из Нью-Йорка представил всвою рукопись, что создало проблемы, и публикацию нашей работы отложили. До нас доходили слухи, что экс-коллега ведет переговоры с журналом, но у нас не было фактов. Я никогда не отваживалась на переговоры с журналами. Должно быть, информация о наших данных стала известна за океаном благодаря моему швейцарскому сотруднику. Он любил порассуждать о своих замечательных успехах задолго до того, как они воплотятся в жизнь, в том числе и в компании своего друга, с которым проживал в одном номере во время одного из мероприятий, проводившихся в США, а потом бесконечно долго разговаривал об этом же по телефону. У этой детективной истории оказался счастливый конец, поскольку в итоге обе статьи одна за другой были опубликованы в причем во второй из них наши имена тоже были упомянуты. Я боролась за эту статью! И какой же урок из этого нужно извлечь? Необходимо рассказывать о своих результатах – и тогда у вас будет две статьи в… если повезет!
Еще один урок связан с пациентами: «парадокс Raf» имеет определенные последствия для терапии и предусматривает ингибирование роста. А как насчет ингибирования угнетения роста? Вопреки ожидаемому эффекту опухоль будет расти. Недавно ряд авторов описали опасное побочное действие новых препаратов у пациентов, как мы предрекали и показали это на клеточной культуре. Они не упоминали или не помнили ранее опубликованные статьи. В последнее время авторы статей стали практиковать такую хитрость: не цитировать источники в надежде, что рецензенты этого не заметят. Так повышается значимость и приоритет открытия. И действительно, рецензенты часто этого не замечают. Я, к своему удивлению, в пылу эмоций перед всей аудиторией стала рассказывать докладчику о «парадоксе Raf», ожидая, что это вызовет у него беспокойство. «Мы были друзьями», – начала я наступление на коллегу, которого знала 40 лет и которому сначала в личной беседе сказала, что он, кажется, «забыл» упомянуть две наши статьи в «Чего же конкретно вы хотите?» – спросил меня председатель заседания. «Должных ссылок». Председатель заседания и докладчик расстроились, а другие участники заседания стали мне аплодировать и позже – уже на следующий день – поздравили меня и подарили шоколад за смелость. Да нет же, просто я была в ярости! И еще меня немного мучили угрызения совести. На следующий день несколько редакторов стали обсуждать этот хорошо известный случай «нарушения принятой в научном мире этики». Для корректной подготовки библиографии используют системы поиска литературных источников. Кажется, они применяются в фармацевтической отрасли, по крайней мере мне прислали всю информацию об используемых в исследовательских целях Raf-реагентах, которые мне после ухода в отставку более не нужны.
