Нобелевская премия по медицине досталась за изучение "тормозов" иммунной системы

Сегодня в Стокгольме объявили имена лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2018 год. Ими стали Джеймс Эллисон (James P. Allison) и Тасуку Хондзё (Tasuku Honjo).

Иллюстрация с сайта nobelprize.org.

Тасуку Хондзё, окружённый своей командой в Киотском университете.

Фото с сайта nobelprize.org.

Сегодня в Стокгольме объявили имена лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2018 год. Ими стали Джеймс Эллисон (James P. Allison) и Тасуку Хондзё (Tasuku Honjo). Согласно официальной формулировке, премия присуждена им за "открытие лечения рака за счёт ингибирования (подавления) негативной иммунной регуляции".

Как сообщается на сайте Нобелевской премии, лауреаты этого года показали, как различные стратегии подавления "тормозов" иммунной системы могут быть использованы в лечении рака. Их открытие является важным этапом в борьбе человечества с опасным заболеванием.

Ежегодно рак убивает миллионы людей, заболевание является одной из величайших проблем человечества в области здравоохранения. Стимулируя врождённую способность человеческой иммунной системы атаковать опухолевые клетки, лауреаты Нобелевской премии 2018 года создали совершенно новый принцип терапии рака.

Американский исследователь Джеймс Эллисон изучал известный белок, действующий как тормоз на иммунную систему. Он рассмотрел потенциал "ликвидации" тормоза и, тем самым, "развязывания рук" иммунных клеток человека для атаки опухоли. Затем он развил эту концепцию в совершенно новый подход в лечении пациентов.

Тасуку Хондзё, окружённый своей командой в Киотском университете.

Параллельно Тасуку Хондзё обнаружил белок на иммунных клетках, а после тщательно изучил его функции. Оказалось, что белок тоже функционирует как тормоз, но с другим механизмом действия. Терапии, основанные на его открытии, оказались поразительно эффективными в борьбе с раком.

На протяжении многих лет учёные задавались вопросом, может ли иммунная защита человека быть задействована в лечении рака?

Рак включает в себя множество различных заболеваний, и все они характеризуются неконтролируемой пролиферацией (разрастанием) аномальных клеток, способных распространяться на здоровые органы и ткани.

Существует ряд терапевтических методов для лечения рака, включая хирургию, радиотерапию и другие стратегии, некоторые из которых, к слову, были удостоены предыдущих Нобелевских премий. К ним относятся методы гормонального лечения рака предстательной железы (1966 год), химиотерапия (1988 год) и трансплантация костного мозга при лейкозе (1990 год).

Тем не менее современные медики признают, наиболее трудным в лечении остаётся прогрессирующий рак. В связи с этим крайне важны новые терапевтические методы лечения.

В конце 19 века и в начале 20 века возникла концепция, согласно которой активация иммунной системы может стать эффективной стратегией защиты против опухолевых клеток.

Специалисты предпринимали различные попытки заражать пациентов бактериями, дабы активировать защиту. Впрочем, подобные усилия могли похвастаться лишь скромными эффектами, но вариант этой стратегии используется сегодня в лечении рака мочевого пузыря.

Впоследствии многие учёные стали обнаруживать важнейшие механизмы, регулирующие иммунитет. Они также показали, как иммунная система может распознавать раковые клетки. Несмотря на значительный научный прогресс, попытки разработать новые, подходящие каждому стратегии борьбы с раком оказались трудными.

Поясним, что основным свойством иммунной системы человека является способность отличать "себя" от "не себя", в результате чего происходит атака и устранение чужеродной вторгающейся бактерии, вируса и других "врагов".

Обсуждение такой особенности иммунной системы не может обойтись без Т-клеткок (Т-лимфоцитов). Речь идёт об особом типе белых кровяных клеток, являвшихся ключевыми игроками в обороне.

Ранее учёные выяснили, что они имеют рецепторы, которые связываются со структурами, признанными чужеродными, и такие взаимодействия заставляют иммунную систему участвовать в защитных действиях организма. При этом не менее важную роль играют дополнительные белки, действующие как Т-клетки. Они необходимы для запуска полноценного иммунного ответа.

В прошлом исследователи определили другие белки, которые действуют как тормозы на Т-клетках, ингибируя (блокируя) иммунную активацию. При этом нужно понимать, насколько важен баланс между ускорителями и тормозами. Именно он обеспечивает достаточную активность иммунной системы в нападении на чужеродных микроорганизмов, а также гарантирует избежание чрезмерной активации, которая может привести к аутоиммунному разрушению здоровых клеток и тканей.

В течение 1990-х годов Джеймс Эллисон в своей лаборатории в Калифорнийском университете в Беркли изучал Т-клеточный белок CTLA-4. Он был одним из нескольких учёных, которые наблюдали, что CTLA-4 функционирует как тормоз на Т-клетках.

Другие исследовательские группы использовали этот механизм в качестве мишени при лечении аутоиммунных заболеваний. Между тем у Эллисона была совершенно иная стратегия: он разработал антитело, которое может связываться с CTLA-4 и блокировать его функции.

Позже он изучал, может ли блокирование белка отключить Т-клеточный тормоз и заставить иммунную систему атаковать раковые клетки. Собственно, Эллисон и его коллеги провели первый эксперимент в конце 1994 года, и результаты оказались впечатляющими.

При помощи антител, подавлявших "тормоза" и разблокировавших противоопухолевую активность Т-клеток, они сумели вылечить мышь с раком.

Несмотря на небольшой интерес со стороны фармацевтических компаний, Элисон продолжал свои работы по разработке стратегий в терапии для людей.

В 2010 году важное клиническое исследование показало поразительный эффект на людях с прогрессирующей меланомой (тип рака кожи). У нескольких пациентов признаки сохраняющегося рака исчезли полностью. Ранее такие замечательные результаты никогда не наблюдались у этой группы пациентов.

А в 1992 году Хондзё открыл PD-1 – другой белок, экспрессируемый на поверхности Т-клеток. Учёный захотел раскрыть роль белка, он тщательно изучил его функции в серии экспериментов, проводимых в течение нескольких лет в лаборатории Киотского университета, Япония.

Результаты показали, что PD-1 (подобно CTLA-4) функционируют как Т-клеточный тормоз, но работает по другому механизму.

Эксперименты на животных продемонстрировали, что блокирование PD-1 также оказалось перспективной стратегией в борьбе с раком. Это проложило путь для использования PD-1 в качестве мишени в лечении пациентов.

В 2012 году ключевое исследование показало эффективность в лечении пациентов с различными видами рака. Лечение приводило к долгосрочной ремиссии и возможному выздоровлению у нескольких пациентов с метастазирующим раком – состояние, которое ранее считалось по большей части неизлечимым.

Новые же клинические исследования показывают, что комбинированная терапия, направленная на CTLA-4 и на PD-1, может быть ещё более эффективным лечением.

Отмечается, что более 100 лет учёные пытались вовлечь иммунную систему в борьбу с раком. До описанных открытий прогресс в клиническом развитии был скромным. Новые методы лечения произвели революцию в терапии рака и коренным образом изменили наше представление о том, как можно справляться с заболеванием.

Напомним, что сегодня, 1 октября, в Стокгольме началась Нобелевская неделя. По традиции, её начало ознаменовало объявление лауреатов премии в области физиологии и медицины.

В прошлом году Нобелевскую премию по медицине присудили за исследование внутреннего хронометра.