Несмотря на то что сейчас все активно обсуждают пандемию и ее последствия, другие болезни никуда не исчезали. Одно из таких заболеваний, для которого активно ищут как способы лечения, так и варианты предотвращения и ранней диагностики, — рак. Причин и механизмов его возникновения множество, однако сибирские ученые сосредоточили свое внимание на химических канцерогенах и гормонах, которые могут провоцировать злокачественные опухоли.
Исследователи из Института экологии человека ФИЦ угля и углехимии СО РАН (Кемерово) изучают участие антител к химическим канцерогенам окружающей среды (бензопирену) и антител к эндогенным стероидным гормонам (эстрадиолу и прогестерону) в возникновении рака у человека.
«Мы взяли маркерные гены, относительно которых известно, что они ассоциированы с разными видами рака, но сосредоточились на практическом подходе: как знания о работе генов трансформировать в методы диагностики и профилактики, — рассказывает директор ИЭЧ ФИЦ УУХ СО РАН доктор медицинских наук Андрей Николаевич Глушков. — Результат работы генов — образование аддуктов с ДНК (соединений, которые могут мешать считыванию и вызывать мутации. — Прим. ред.). Это тоже известный в мире способ, аддукты находят и в опухолях, и в крови, но тогда нам каждый раз нужно делать пациенту биопсию какого-то органа, что, конечно, невозможно. Были попытки анализировать специфический иммунный ответ к этим аддуктам. Мы начали с этого, у нас уже была разработана методика оценки антител к бензопирену, но потом пришли к идее, что кроме канцерогенов окружающей среды есть еще стероидные гормоны, которые тоже образуют аддукты, и мы исследовали антитела к ним. Здесь нам удалось выявить корреляции между разными уровнями антител к бензопирену, половым гормонам и раком молочной железы у женщин. Подобных работ не было, и мы решили дальше продолжить исследования в этом направлении».
Одновременное участие бензопирена и эстрадиола в патогенезе рака молочной железы уже доказано, также есть ассоциации с раком толстой кишки у женщин и с раком легкого у мужчин. Возможно, существует какой-то общий механизм для возникновения этих типов рака, но он работает только тогда, когда есть оба вещества, в этом случае группу риска можно выявить по одновременному обнаружению антител к ним. «Однако для нас больший интерес представляют функции таких антител, исходя из задачи иммунизации против канцерогенов и предотвращения рака», — подчеркивает Андрей Глушков.
На основании экспериментальных работ считается, что защитными антителами являются только секреторные — те, которые вырабатываются в просвет бронхов и желудочно-кишечного тракта, связывают канцерогены из окружающей среды и выводят их из организма с мокротой или другими отходами. А антитела, которые находятся в крови, могут, наоборот, стимулировать образование злокачественных опухолей. «В модельных экспериментах на клеточных культурах показано, что, если в сыворотке много таких антител, они могут притягивать канцерогены из окружающей среды и разносить их по организму, — поясняет Андрей Николаевич. — Другая группа экспериментальных работ показывает, что если иммунизировать против собственных гормонов животных (овец, коров), то уровень этих гормонов повышается во много раз. Это подтолкнуло нас к мысли, что эти вещества не просто отражают образование того или иного аддукта, но и могут стимулировать канцерогенез».
Ученые исследовали корреляции уровней антител против бензопирена, эстрадиола и содержанием в сыворотке самого эстрадиола. Оказалось, чем больше антител против эстрадиола, тем его больше, в то время как высокий уровень этого гормона указывает на опасность злокачественного образования. Вместе с тем уровень антител к эстрадиолу зависит от уровня антител к бензопирену: чем выше один, тем становится выше и другой. Таким образом, иммунная реакция на внешний канцероген подстегивает выработку собственного. Помимо антител к эстрадиолу, были изучены антитела к прогестерону. Прогестерон в канцерогенезе молочной железы — антагонист эстрадиола, то есть он снижает риск появления злокачественного образования. «Получается, что если у человека иммунная реакция на внешний канцероген стимулирует антитела против эстрадиола и повышает его уровень, тогда риск высокий. А если реакция стимулирует синтез антител против прогестерона, то уже его уровень повышается, а риск снижается. Поэтому важно изучать взаимосвязь трех этих компонентов: антител к безнопирену, эстрадиолу и прогестерону», — подчеркивает Андрей Глушков. Исследование, проведенное сибирскими учеными с использованием сыворотки крови 525 женщин (здоровых и больных раком груди) в постменопаузе, показало, что иммунно-гормональный баланс поддерживает адаптацию организма к канцерогенным веществам окружающей среды и препятствует возникновению и развитию канцерогенеза. Когда же он нарушен, может развиться злокачественное образование.
Зная о влиянии химических канцерогенов на гормональную систему, можно разрабатывать методы профилактики, например усиливать выработку антител против бензопирена для того, чтобы снизить риск развития рака. Здесь есть два пути: активная и пассивная иммунизация. Активная предполагает введение соответствующей вакцины, которая уже в организме будет стимулировать выработку необходимых секреторных антител. Пассивная основана на введении готовых антител против бензопирена, как это делают, например, при профилактике клещевого энцефалита, если у человека нет прививки, а клещ его уже укусил. Исследователи из Института экологии человека развивают именно это направление.
«Основная идея — взять гены, которые кодируют человеческие антитела против бензопирена, трансформировать ими пробиотики, допустим бифидобактерии, таким образом, чтобы они синтезировали эти антитела. Это позволит, например, пить кефир и связывать бензопирен, который приходит с пищей», — рассказывает Андрей Николаевич. Однако здесь, по словам ученого, есть проблема с тем, что сейчас в подобных работах широко используются мышиные антитела, тогда как для этих задач необходимы человеческие. Институт экологии человека работает в этом направлении совместно с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Сейчас уже получены человеческие рекомбинантные антитела против бензопирена и гены, их кодирующие, а также мышиные моноклональные антитела.
«Есть два направления работы. Человеческие антитела мы хотим использовать с пробиотиками для получения средств пассивной иммунопрофилактики. А мышиные — для трансформации растений, чтобы получать на их основе антитела, а не нарабатывать их с помощью кишечной палочки, как это обычно делается. Также было бы интересно посмотреть: если растения будут продуцировать антитела, смогут ли они извлекать из окружающей среды бензопирен? Тогда бы мы смогли также очищать от канцерогенов почву и воду. Сейчас мы начали такую работу с водными растениями, которые в перспективе можно было бы использовать для очистки сточных вод химических предприятий», — рассказывает Андрей Глушков.
Профилактическая работа в ситуации с раком очень важна, при этом проводить ее, по мнению ученого, нужно как можно раньше — пока не запущен процесс образования злокачественных опухолей. «Профилактику нужно начинать, когда человек еще здоров и молод, — говорит Андрей Николаевич. — А для этого нужно знать его индивидуальные генетические особенности, предрасполагающие к образованию антител, стимулирующих возникновение рака».
Юлия Позднякова
Фото предоставлены ИЭЧ ФИЦ УУХ СО РАН
