Гены, вызывающие рак

В гиде On the Edge, который мы подготовили вместе с Отделом культуры и образования Посольства Великобритании в Москве, профессора из ведущих британских университетов объясняют 15 главных научных тем, которые должен понимать каждый образованный человек. Следите за новостями проекта и будьте на крае науки вместе с нами.

Я расскажу вам о генах, вызывающих рак, так как рак — это генетическое заболевание. Но важно понимать, что мы подразумеваем под словом «генетическое»: врожденные гены, которые напрямую ведут к возникновению рака, довольно редкое явление. Если я начну заниматься тяжелой атлетикой, я стану большим и сильным: очевидно же, ведь я каждый день поднимаю штангу. Но если серьезно, я могу нарастить мышечную массу, но не передам ее моим детям. Я передам им цвет глаз, цвет волос (по крайней мере того, что от них осталось). Когда я говорю, что рак — это генетическая болезнь, я имею в виду новые гены, которые не были частью меня — как мышцы, вырастающие в результате занятий тяжелой атлетикой. Я не передам их детям.

Мы знаем, что рак — это генетическая болезнь, поскольку при нем в клетках содержатся не нормальные гены, а мутантные, слитые; или неправильное количество копий генов, неправильные компоненты генов. Но гены, отвечающие за семейные случаи возникновения рака, к счастью, встречаются сравнительно редко. Все мы слышали о генах BRCA1 и BRCA2, которые отвечают за примерно 5% случаев рака молочной железы и чуть большее количество случаев рака яичников. Теперь мы делаем сканирование на гены BRCA всех женщин с раком яичников и подавляющее большинство девушек и женщин, у которых в семье были случаи рака молочной железы. Мы знаем, что если наши клетки, то есть все клетки тела, содержат мутантный ген BRCA1 или BRCA2, то шансы на развитие рака молочной железы или рака яичников в течение жизни очень высоки — выше при гене BRCA1, чем при гене BRCA2. В этих случаях мы часто рекомендуем билатеральную мастэктомию и удаление яичников. Если у людей с этими генами развивается рак, мы можем атаковать его при помощи препаратов «синтетической летальности», которые воздействуют на эти гены, — мы называем их «ингибиторы PARP», таких есть несколько.

В рамках проекта «100 000 геномов» в Англии и других проектов по анализу генома мы ищем и другие гены, которые влияют на семейные случаи возникновения рака. Мы знаем, что мутантные гены BRCA играют важную роль и при других опухолях — например, при раке поджелудочной железы, а не только молочной железы или яичников. Возможно, они важны и при других болезнях, например раке простаты. Мы находим и другие гены, скажем CHEK1 или NBN. Их наличие не гарантирует огромного риска развития этих типов рака, но мы их изучаем и начинаем понимать, как можно использовать подобную генетическую информацию в повседневном лечении больных раком.

Рак и его причины для нас — это огромная головоломка, но иногда мы знаем, что у людей в обычных клетках есть ген, который превращает эти обычные клетки в раковые. Мы умеем это предотвращать, например, при помощи хирургического вмешательства или особых препаратов. Например, у Анджелины Джоли есть ген BRCA, и она провела билатеральную мастэктомию и оофорэктомию. Это снижает ее шансы на развитие рака молочной железы или рака яичников с 80–95% до почти 0% для обоих типов рака. Мы не сможем получить 0%, поскольку даже после мастэктомии всегда будет оставаться немного клеток молочной железы, но даже этот подход снижает риск развития болезни с почти 100% до почти 0% — это поразительная разница. Иногда мы можем применять превентивную терапию рака молочной железы, и есть также другие способы для иных видов опухолей. Мы можем отправить людей на программы сканирования с визуализацией и радиологическим обследованием. Все это сейчас получается у нас гораздо лучше, чем когда-либо в прошлом.

Если же у людей развивается рак, мы можем его лечить — опять же с помощью операции, радиотерапии и препаратов. Мы можем мониторить этих пациентов, чтобы выявить рак на ранних стадиях. Это можно сделать не только при сканировании, но и в анализах крови и на медосмотре. Нам нужно понять, как можно внедрить эти процедуры в повседневную жизнь людей, чтобы снять с рака это клеймо, чтобы люди могли жить с этой информацией долго и счастливо, а не умирать от рака и не думать, что рак — это конец света.

В области исследования генов и рака все меняется. Мы используем множество способов лечения, основанных на информации о меняющихся при раке генах. Использование иммунотерапии основано на понимании работы генов PD1 и PD-L1 или другого гена, CTLA4. Существуют специфические препараты, проводятся клинические испытания и повседневно используются лекарства, основанные на понимании мутаций гена EGFR или слияний в гене OUT. Есть ген под названием BCR, который в результате слияния с геном ABL приводит к хроническому миелоидному лейкозу, и на его основе мы создали препарат иматиниб, так что люди с хроническим миелоидным лейкозом теперь могут рассчитывать на нормальную продолжительность жизни. Мы лечим рак молочной железы, основываясь на данных о генах эстрогеновых рецепторов, прогестероновых рецепторов и HER2. Если у пациента рак молочной железы с гиперэкспрессией гена HER2 на 17-й хромосоме, мы прописываем ему герцептин, или трастузумаб, или кадсилу, или другие гены, если болезнь прогрессирует. Исследуя работу этих генов, мы можем понять, что активирует раковые клетки, а если поймем, что их активирует, мы сможем понять и то, как их деактивировать.

Мы индивидуально подходим к лечению каждой опухоли. Персонализируем схему лечения, используя конкретные препараты для лечения конкретного вида рака у конкретного пациента в конкретное время. И из-за того, что мы применяем персонализированное лечение, мы максимизируем шансы на то, что наши препараты и подходы сработают, и минимизируем их побочные эффекты и токсичность. С таким подходом, а также при помощи исследования «раковых» генов и унаследованных генов, влияющих на развитие рака, мы, надеюсь, повышаем процент выздоровления. Но даже если мы не можем этого сделать и рак превращается в хроническую болезнь, как при хроническом миелоидном лейкозе, люди продолжают с ним жить, а не умирают от него.

Моя лаборатория в Имперском колледже Лондона специализируется на регуляции экспрессии генов. В нашей ДНК есть 3 миллиарда букв, которые присутствуют в клетках нашего мозга, полости рта, легких и молочной железы. Что определяет, получатся ли клетки молочной железы, или раковые клетки молочной железы, или стволовые раковые клетки молочной железы, которые многие годы могут оставаться спящими и которые мы можем культивировать, или стволовые клетки молочной железы? Есть механизм, по которому эти 3 миллиарда букв включаются и выключаются, и мы называем его регуляцией экспрессии генов. Лучше поняв эти процессы, мы сможем улучшить жизнь пациентов, которые живут с раком, а также повысить уровень ранней диагностики и, следовательно, увеличить процент выздоровления, понимая гены рака, которые сейчас мы можем выявить при помощи простого анализа крови, без инвазивной диагностики. Мы называем это анализом внеклеточной ДНК, и этот вопрос мы также изучаем в Имперском колледже Лондона. В этой области все развивается со сверхзвуковой скоростью, и мы сможем понять, что модифицирует «раковые» гены, как они меняются со временем и как мы можем лучше взаимодействовать с ними во время лечения.