Продолжение рассказа о некоторых исследованиях, которые заслуживают Нобелевской премии в области физиологии и медицины.
См. также:
Лекарства от лейкоза
В конце 1990-х годов британец Николас Лайдон (Nicholas B. Lydon), американцы Чарльз Сойерс (Charles L. Sawyers), Брайн Друкер (Brian J. Druker) совместно с несколькими другими исследователями разработали новое лекарство для лечения хронического миелобластного лейкоза. Оно получило название иматиниб. Его разработали с помощью рационального дизайна лекарств. Было установлено, что существует особого рода мутация, при которой две хромосомы, в данном случае девятая и двадцать вторая хромосомы, обмениваются своими участками («филадельфийская хромосома»). В результате этой мутации в организме синтезируется новый белок BCR-ABL, который ответственен за развитие миелобластного лейкоза. Когда всё это стало ясным, ученый стали искать, какое бы вещество ингибировало этот вредоносный белок. Современные программы позволяют значительно ускорить такой поиск, анализируя «библиотеки» химических веществ и отбирает те, молекулы которых могут обладать нужным свойство. В результате было найдено вещество 2-фаниламинопиримидин. Исследователи модифицировали его молекулу, так и получился иматиниб. В дальнейшем разработчики создали кристаллическую соль мезилата иматиниба, получившую в фармацевтике название «Гливек».
Применение нового лекарства было разрешено в США в мая 2001 года, после двухлетних клинических испытания. Журнал «Тайм» поместил изображение лекарства на обложку, назвав его «пулей» против рака. В 2009 году Друкер, Лайдон и Сойерс получили премию Ласкера-Дебейки (Lasker-DeBakey Clinical Medical Research Award) за то, что им удалось «превратить смертельный рак в контролируемое хроническое заболевание».
Существенный недостаток этого лекарства – высокая цена, делающая его недоступным для многих больных даже в США. В 2013 году более сотни онкологов, в том числе и Брайан Друкер, опубликовали научном журнале Blood открытое письмо, в котором назвали аморальной цену, требуемую за лекарство производителем – компанией Novartis. В 2001 году стоимость годового курса иматиниба составляла 30 тысяч долларов, но к 2012 году она возросла до 92 тысяч, что приносит производители 4,2 млрд. долларов в год. Ученые утверждают, что расходы разработку и клинические испытания лекарства были покрыты первым миллиардом долларов, вырученным компанией, всё остальное составляет чистую прибыль.
В 2006 году ученые разработали новое средство дазатиниб, которое эффективно против тех разновидностей мутантного гена, которые устойчивы к иматинибу. Препарат был назван в честь одного из разработчиков Джагабанду Даса (Jagabandhu Das).
Запчасти для человека
Последние годы всё чаще заходит речь о технологиях выращивания тканей и целых органов (tissue engineering). Для этого используют индуцированные стволовые клетки (iPS-клетки), то есть стволовые клетки, полученные из обычных соматических путем специальных генетических манипуляций. Пока дело не дошло до экспериментов на живых людях, исследования проводятся лишь на клеточных культурах и мышах, но многие результаты весьма впечатляют. Мы публиковали ранее обзор экспериментов по выращиванию органов, проведенных в 2013 году.
Среди вероятных кандидатов на Нобелевскую премию в этой сфере нужно назвать Роберта Ленджера (Robert S. Langer), профессора Массачусетского технологического института, специалиста по биоинженерии. В области создания органов он и возглавляемая им лаборатория известны удачными экспериментами по выращиванию новых кровеносных сосудов и мышечной ткани. В лаборатории Ленджера разрабатываются методы создание новых органов на основе каркаса из биополимера. Ленджеру принадлежит более 1000 патентов в области биоинженерии, он автор около 1200 научных статей и за время работы был причастен к основанию более чем 20 компаний, работающих в области высокотехнологичной медицины.
Следует заметить, что у Роберта Ленджера найдется немало заслуг, даже если не учитывать его работы по созданию новых органов. Он разработал ряд методов доставки в организм лекарств прямо через кожу, без использования инъекций. Например, сонофорез, при котором раскрытие пор кожи для проникновения лекарственного вещества достигается при помощи ультразвука. Совместно с другими учеными он создал ингибитор ангиогенеза, макромолекулу, полезную для борьбы с опухолями. Ангиогенез – создание новых кровеносных сосудов – определяющий процесс для развития опухоли, так как растущая масса клеток нуждается в питании. Если затормозить этот процесс, опухолевые клетки погибнут. Ленджер разработал систему, доставки этого ингибитора, непосредственно к опухоли, чтобы он сработал ровно там, где нужно. Затем он со своими коллегами продолжил разработку систем, доставляющих лекарство в нужную точку организма.
Другой исследователь, работающий над выращиванием новых органов и тканей, которого необходимо тут упомянуть, это Джозеф Ваканти (Joseph P. Vacanti), хирург и директор лаборатории (Laboratory for Tissue Engineering and Organ Fabrication) в Бостоне. Под его руководством в частности в конце 2010 года была создана модель искусственного легкого, имплантируемого в организм пациента. Обычно люди, которые нуждаются в пересадке легкого, ожидают подходящего донорского органа в больнице, подсоединенные к аппарату искусственной вентиляции легких. По замыслу Ваканти и его коллег, их модель легкого может некоторое время работать непосредственно в организме. Ранее в 1997 году множество изданий опубликовали фотографии человеческого уха, выращенного на спине лабораторной мыши – это тоже работа Джозефа Ваканти, сделанная совместно с его братом Чарльзом.
Загадочный тимус
Тимус – это орган, расположенный в верхней части грудной клетки, приблизительно там, где трахея разделяется на два бронха. Другое название тимуса – вилочковая железа. По форме он действительно похож на двузубую вилку. У новорожденного тимус очень большой, но с возрастом он уменьшается, а к старости и вовсе исчезает.
Долгое время функции вилочковой железы были неясны. Из-за большого количества разрушающихся лейкоцитов, которые обнаруживались в ней, железу часто считали «кладбищем лейкоцитов», не находя других ее функций. Или вовсе считали ее рудиментарным органом, не приносящим никакой пользы.
Всё изменилось в 1961 году, когда австралийский биолог Жак Миллер (Jacques F. A. P. Miller) провел несколько опытов на крысах. Он удалял тимус у крысят в возрасте трех дней. В результате обнаружилось, что у крысят снижался иммунитет: их организм не отторгал чужеродные ткани и не мог сопротивляться многим инфекциям. Одновременно Миллер обнаружил, что в организме мышей исчез один тип лимфоцитов. Миллер предложил назвать эти лимоциты Т-клетками (Т – в честь тимуса).
Позднее роль Т-лимфоцитов в иммунитете стала более ясной. Среди них есть Т-клеточные рецепторы, распознающие цель, Т-хелперы, активирующие иммунный ответ, и Т-киллеры, которые, собственно, уничтожают клетки, пораженные вирусами, бактериями или же опухолевые клетки. Образуются Т-клетки из стволовых клеток крови, которые из костного мозга попадают в тимус и там дифференцируются.
Также Жак Миллер открыл В-клетки, другой тип лимфоцитов. Название они получили от органа птиц, где были впервые обнаружены: Фабрициевой сумки (Bursa fabricii). У человека В-клетки образуются костном мозге, а на стадии эмбриона – также и в печени. Есть Т-лимфоциты относятся к клеточному механизму иммунитета, то В-лимфоциты – к гуморальному. Они не сами вступают в борьбу с врагом, это делают синтезируемые ими специфические белки – антитела. После того, как Т-хелперы активируют В-лимфоциты, те превращаются в плазматические клетки, которые и продуцируют антитела. Часть В-лимфоцитов при это превращается в В-клетки памяти. Они очень долго живут в организме, и если он повторно столкнется с той же угрозой, они обеспечивают быстрый иммунный ответ: воспроизводство тех антител, которые справились с ней в предыдущий раз. Американские исследователи Роберт Коффман (Robert L. Coffman) и Тимоти Мосман (Timothy R. Mosmann) выделили среди Т-хелперов два типа: TH1 и TH2. Лимфоциты TH1 активируют клетки-киллеры, а TH2 активируют В-лимфоциты.
Продолжение следует.
