Антитело остановило распространение агрессивного рака простаты у мышей

Исследователи заблокировали не весь сигнальный путь TGF-β, а его опасное «ответвление»

Когда рак простаты становится особенно опасным

Многие опухоли простаты растут медленно и годами могут не представлять непосредственной угрозы. Ситуация резко меняется, когда клетки покидают первичную опухоль и начинают распространяться в лимфатические узлы, кости или другие органы.

Особенно сложным становится лечение метастатического кастрационно-резистентного рака простаты. Это стадия, при которой опухоль продолжает прогрессировать, несмотря на снижение уровня андрогенов — мужских половых гормонов, поддерживающих рост большинства опухолей простаты.

Для таких пациентов существуют химиотерапия, препараты, влияющие на андрогенный рецептор, радиофармацевтические средства и некоторые таргетные методы. Однако опухоль может приспосабливаться к лечению, а метастазы остаются основной причиной смерти.

Авторы нового исследования сосредоточились не просто на делении раковых клеток. Их интересовал момент, когда клетки приобретают способность отделяться от опухоли, проникать в окружающие ткани и формировать метастазы.

Один и тот же сигнал может защищать организм и помогать опухоли

В центре работы находится трансформирующий фактор роста бета — TGF-β. Это сигнальный белок, участвующий в регуляции иммунитета, восстановлении тканей, работе сосудов и поддержании нормального состояния клеток.

На ранних этапах развития некоторых опухолей TGF-β способен сдерживать деление изменённых клеток. Но в запущенном раке его роль может измениться: тот же сигнальный путь начинает помогать опухолевым клеткам двигаться, проникать в ткани, перестраивать своё окружение и уклоняться от иммунного ответа.

Это создаёт терапевтическую проблему. Полностью заблокировать TGF-β кажется логичным, но его нормальные функции нужны сердцу, сосудам, иммунной системе и другим органам. Некоторые экспериментальные ингибиторы этого пути ранее вызывали повреждения клапанов сердца и расширение начального отдела аорты у животных.

Поэтому исследователи искали способ отключить только ту часть системы, которую использует опухоль, сохранив физиологическую передачу сигнала.

Как рецептор превращается в командный центр метастазирования

На поверхности клетки расположен рецептор TβRI — рецептор TGF-β первого типа. В норме он принимает внешний сигнал и передаёт его внутрь клетки, в частности через белки семейства SMAD.

В агрессивных клетках рака простаты с рецептором происходит дополнительное событие. Фермент ADAM17 разрезает его наружную часть, после чего другой ферментный комплекс завершает расщепление внутри клеточной мембраны.

В результате от рецептора отделяется внутриклеточный фрагмент TβRI-ICD. Он перемещается в ядро клетки и связывается с регуляторным белком p300.

Этот комплекс активирует процессы, связанные с эпителиально-мезенхимальным переходом. При таком переходе опухолевая клетка частично утрачивает свойства клетки неподвижной ткани и приобретает способность перемещаться и внедряться в окружающие структуры.

Одновременно возникает положительная обратная связь: ядерный фрагмент способствует увеличению количества самого рецептора TβRI. Чем больше рецептора, тем больше материала для расщепления — и тем устойчивее может становиться программа инвазии.

Именно здесь находится ключевой момент исследования. Учёные не стали блокировать работу всего рецептора. Они попытались физически закрыть место, в котором ADAM17 его разрезает.

Антитело работает как защитная накладка

Исследователи создали несколько моноклональных антител, способных связываться с участком TβRI рядом с точкой расщепления. После отбора и повышения сродства к мишени лучшим кандидатом стало полностью человеческое антитело mAbF11.

«Полностью человеческое» означает, что его белковая структура создана на основе человеческих последовательностей. Это не доказывает безопасность, но обычно снижает вероятность того, что иммунная система человека быстро распознает терапевтическое антитело как чужеродное.

Связавшись с рецептором, mAbF11 создаёт пространственное препятствие. Фермент ADAM17 уже не может нормально добраться до нужного участка и разрезать TβRI.

В результате уменьшается образование фрагмента TβRI-ICD, его накопление в ядре и взаимодействие с p300. При этом основной физиологический путь TGF-β через SMAD2 сохранялся в проведённых экспериментах.

Представьте электрическую систему с несколькими линиями. Вместо отключения питания во всём здании исследователи попытались перекрыть только незаконно подключённый кабель, питающий механизм распространения опухоли.

Что показали клетки и мышиные модели

Сначала антитело проверили на нескольких линиях клеток рака простаты. В клетках агрессивного кастрационно-резистентного рака mAbF11 уменьшало количество комплекса TβRI-ICD–p300, снижало активность генов, связанных с эпителиально-мезенхимальным переходом, и подавляло способность клеток проникать через искусственный барьер.

Эффект зависел от биологических особенностей клеточной линии. Это важно: не каждая опухоль простаты использует один и тот же механизм, поэтому будущая терапия, вероятно, потребовала бы отбора пациентов по молекулярным признакам.

Затем человеческие опухолевые клетки ввели непосредственно в простату иммунодефицитных мышей. Такая ортотопическая модель лучше воспроизводит окружение опухоли, чем её выращивание под кожей.

На опубликованных изображениях тканей и графиках видно, что у животных, получавших mAbF11, уменьшались объём и масса опухолей, а также поражение регионарных лимфатических узлов. При дозах 10 и 30 мг на килограмм эффект на рост опухоли и метастазы был выражен сильнее, чем при минимальной дозе 3 мг на килограмм.

В опухолевой ткани снизились накопление TβRI-ICD в ядре, взаимодействие с p300, уровень виментина — одного из маркеров более подвижного клеточного состояния — и показатель пролиферации Ki-67.

Исследователи также проверили mAbF11 в модели тройного негативного рака молочной железы. Антитело уменьшило инвазивность клеток в лаборатории и число метастатических клеток в лёгких мышей. Это позволяет предположить, что мишень может иметь значение не только при раке простаты, однако такой вывод пока остаётся предварительным.

Сравнение с доцетакселом требует осторожности

Авторы сопоставили действие антитела с доцетакселом — химиотерапевтическим препаратом, применяемым при распространённом раке простаты.

В модели на мышах оба подхода подавляли рост опухоли, инвазию и связанные с метастазированием изменения. Однако эксперимент с доцетакселом пришлось прекратить примерно через две с половиной недели: у половины животных этой группы развилась выраженная потеря массы тела.

У мышей, получавших mAbF11, заметного снижения массы, изменений диаметра восходящей аорты или показателей наполнения левого желудочка за время наблюдения не обнаружили.

Это нельзя переводить как «антитело оказалось безопаснее химиотерапии для человека». Сравнивались экспериментальные режимы у мышей, а длительность наблюдения была ограниченной. Кроме того, отсутствие обнаруженной токсичности в небольшой доклинической работе не исключает редких, отсроченных или специфичных для человека осложнений.

Корректный вывод значительно уже: в использованной модели mAbF11 показало противоопухолевую активность без тех заметных изменений массы тела и сердечно-сосудистых показателей, которые искали исследователи.

Почему работа ещё не доказывает эффективность у пациентов

Исследование не было клиническим испытанием. Антитело не вводили людям, поэтому пока неизвестны его оптимальная доза, распределение в организме, длительность действия и возможные нежелательные реакции.

Мыши были иммунодефицитными. Это позволило пересадить им человеческие опухолевые клетки, но не дало полноценно оценить взаимодействие терапии с иммунной системой. Для TGF-β это особенно существенно, поскольку он регулирует противоопухолевый иммунный ответ.

Модели основывались преимущественно на отдельных клеточных линиях. Реальные опухоли пациентов значительно разнообразнее: у них различаются генетические нарушения, активность андрогенного рецептора, количество TβRI и зависимость от пути TGF-β.

Авторы обнаружили, что высокая активность гена TGFBR1 была связана с худшей выживаемостью в двух независимых группах пациентов с метастатическим кастрационно-резистентным раком простаты. Однако это корреляция, а не доказательство того, что блокирование расщепления рецептора обязательно улучшит исход лечения.

Есть и потенциальный конфликт интересов. Руководитель исследования Марэне Ландстрём является основателем, акционером и членом совета директоров MetaCurUm Biotech — компании, разрабатывающей методы лечения и биомаркеры, связанные с TβRI. Компания предоставила исследуемое антитело и выступила спонсором работы. Это не обесценивает результаты, но делает независимое воспроизведение особенно важным.

Следующий барьер — исследования безопасности

До начала полноценных испытаний у пациентов разработчикам необходимо подробнее изучить токсичность антитела, его фармакокинетику, возможное воздействие на нормальные ткани и способность иммунной системы вырабатывать антитела против самого препарата.

Потребуются модели с функционирующим иммунитетом, а затем, при положительных результатах, ранние клинические исследования. Их первая задача будет состоять прежде всего в оценке безопасности и допустимой дозы, а не в доказательстве продления жизни.

Не менее важен поиск биомаркеров. Если mAbF11 действует на опухоли, зависимые от расщепления TβRI, исследователям придётся научиться заранее определять, у каких пациентов этот механизм действительно активен.