Ученые не могли гарантировать успех, но поскольку на кону стояла жизнь 6-летней девочки, они решили рискнуть и попробовать новое лекарство — живую клетку, модифицированную для борьбы с лейкемией.
В 2010 ГОДУ У Эмили Уайтхед был поставлен диагноз острого лимфобластного лейкоза, рака определенных клеток иммунной системы.
Данная болезнь является самой распространенной формой детского рака, учёные сообщили ее родителям, что у Эмили есть хорошие шансы на победу с болезнью при помощи стандартной химиотерапии. Процент выздоровления, данного вида рака, составлял около 85%.
Но они ещё не знали, что пройдёт 20 месяцев, прежде чем они осмыслят всю надвигающуюся угрозу, которая прячется за этой солнечной статистикой, и семью Уайтхедов ожидала бы ужасающаяся перспектива предложить свою дочь в качестве пациента номер ноль для первого в мире живого лекарства.
Эмили начала 26-месячный курс химиотерапии. Она потеряла волосы и большую часть детской энергии, и тот «целебный» яд, казалось, делал свою работу, болезненно поражая ее тело, уничтожая болезнь. Но ее рак, как и все остальные, был живым созвездием мутантных клеток, которые продолжали мутировать в новые вариации. Некоторые из этих новых мутаций были устойчивы к химиотерапии и продолжали процветать.
К октябрю 2011 года Эмили рецидивировала (в терминах иммунотерапевтов, ее рак «сбежал но вернулся в той же форме и в тех же местах, что и был прежде»). Врачи из медицинского центра Герши в Пенсильвании могли предложить только более агрессивную химию. В феврале 2012 года у нее произошел еще один рецидив.
Теперь стало очевидно, что Эмили — одна из 15% детей с лейкемией, для которых химиотерапия не дала результата. В её крови, Рак удваивался ежедневно, и стало слишком поздно для трансплантации костного мозга — она была слишком больной. Теперь онкологи называли рак Эмили «неизлечимым». Ей было 6 лет.
Рак — это ужасно и несправедливо, но эта несправедливость достигает совершенно другого уровня, когда это происходит с ребенком. Тому и Кари Уайтхеду сказали, что им нужно рассмотреть вопрос о хосписе (учреждение, где осуществляется комплексная поддержка умирающих для оказания паллиативной помощи) для своей дочери. Или, принять решение оставить умирать её дома.
Традиционная медицина на тот момент не владела такими знаниями и препаратами для помощи малышке. Но исследователь из Детской больницы Филадельфии, предложил родителям экспериментальную вакцину, которую ещё не проверяли на людях страдающих раком, и если они будут готовы пойти на потенциальный риск, то исследователь им поможет.
Уайтхеды узнали об этой возможности в воскресенье, а к понедельнику они уже были в Филадельфии! Эмили Уайтхед стала первым ребенком в мире, который попробовал экспериментальную терапию от рака, называемую CAR-T. В кратце, исследователи предлагали перепрограммировать ее иммунные клетки в армию клонов, нацеленных на уничтожение раковых клеток.
Что за CAR-T-клетка?
CAR-T-клетка — это изменённая Т-клетка, которая была извлечена из пациента болеющего раком, подвергнута перепрограммированию в лаборатории для распознавания рака, и введена в того же пациента обратно. Поскольку каждая из этих переделанных клеток представляет собой чудовищное сборище деталей иммунной клетки, исследователи дали своему изобретению также чудовищное название «Chimeric Antigen Receptor T cell» (в греческой мифологии химера — огнедышащее чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы и хвостом в виде змеи), но «CAR-T» звучит гораздо лучше.
CAR-T часто называют «самым сложным лекарством, когда-либо созданный человеком», но на самом деле это не совсем лекарство в традиционном его понимании. В отличие от инертной молекулы, введенной в организм для какого-либо временного эффекта, CAR-T живой. Если бы он работал, как задумано, то это живое лекарство продолжало бы существовать в крови Эмили, как сверхсила, убивающая рак, обеспечивая ей своего рода иммунитет против болезни. И тем самым данный организм предоставил бы человечеству революционное оружие, в войне с раком.
А что, если это не сработало бы? Что если освобожденные клеточные серийные убийцы обратились бы против здоровых клеток девочки вместо рака? Уайтхеды решили, что лучше не думать об этом. На данном этапе уже нечего было терять.
100 МИЛЛИОНОВ Т-клеток, которые патрулируют организм по нашим кровеносным сосудам и лимфатическим узлам, распознают больные клетки нашего организма и уничтожают их. И несмотря на то что идея была отвергнута большинством ученых на протяжении последних 100 лет, несколько из этих Т-клеток предрасположены к распознаванию и уничтожению раковых клеток.
Так почему Наш иммунитет не справляется с этой задачей? Любой человек может определить, когда у него наступил насморк или грипп, но рак приходит незаметно, не вызывая никаких симптомов. Почему для обнаружения этого смертельного заболевания обычно требуется тестирование?
Ответ на этот вопрос был получен благодаря серии открытий о том, как рак использует уловки, чтобы выключить, скрыться и подавить наш иммунный ответ на его пребывании в организме. Рак выключает Т-клетки прежде, чем у иммунитета появится шанс вызвать подкрепление, размножиться в огромную армию клонов и уничтожить его. Но что, если бы существовал способ сокрушить рак, атаковав его огромным количеством иммунных клеток, способных распознавать и уничтожить его?
Группа исследователей, рассматривающих эту возможность, была названа иммунотерапевтами рака, и к моменту появления Эмили Уайтхед в больнице они уже десятилетиями занимались этой проблемой.
Но прежде чем они смогли бы создать этот клоновый армейский состав, им требовалось отсмотреть сотни миллионов клеток в иммунной системе пациента и выделить одну или две Т-клетки, которые случайным образом смогли бы оказаться идеально подходящими для распознавание конкретного рака, конкретного пациента.
Неудивительно, что мистера «Идеальный» было трудно обнаружить. Фактически, до 1980-х годов даже онкологи-иммунотерапевты не были полностью уверены в его существовании.
Идентификация, извлечение, оплодотворение, выращивание, клонирование, а затем активация идеальной Т-клетки против рака, работа которого в основном заключалось в различных методах проб и ошибок, проводившихся при недостаточном финансировании и ограниченном понимании ошеломляющих биологических сложностей рака или иммунной системы. Данная наука была абсолютно новой, а Т-клетки были открыты лишь в конце 1960-х годов.
Иммунотерапевты боролись десятилетиями, становясь посмешищем научного сообщества, не в силах доказать свою теорию о том, что иммунная система может быть «обучена» распознавать и уничтожать клетки рака, а так же в значительной степени не в состоянии помочь реальным пациентам которые страдают от рака сейчас.
Тем временем другая группа иммунотерапевтов, начала рассматривать другой подход: вместо того чтобы надеяться каким-то чудом обнаружить идеальные убивающие рак Т-клетки в организме пациента, они сделают своего собственного мистера «Идеального», создавая в лаборатории Т-клетку Франкенштейна, составленную из различных частей. Эта Т-клетка, должна была существовать с единственной целью, находить и уничтожать рак пациента.
Инженерия сложна, но концепция проста. Каждая отдельная Т-клетка распознает только уникальный белок больной клетки (называемый антигеном), который она «видит» с рождения, в результате случайного процесса. Рабочая часть этого «видения» называется рецептором Т-клетки, или ТCR
Зелиг Эшар, израильский ученый, нашел способ модифицировать TCR так, чтобы они были направлены на определенный недуг. Это изменение позволило направить Т-клетки на борьбу с конкретным заболеванием.
В начале 80-х годов Эшхар, начал размышлять о рабочей части TCR — которая,
сможет "прикрепляться" к поверхность Т-клетки, подобно антенне органического белка, которая «видит» конкретные антигенные мишени.
Эшхар смотрел на это так, белок с "когтями", который смог бы цеплялся к антителу. Казалось, что его размышления смогли бы сработать. Эти Y-образные структуры иммунной системы бывают в множествах вариантов (сотни миллионов), и специфичны для различных заболеваний. Каждый был ключом, который искал свой замок
Эшхар это видел так - снимается конец TCR и вставляется новое антитело, подобно насадке для пылесоса. Заменив антитело, можно было бы изменить направление Т-лимфоцита. Теоретически, можно было бы создать бесконечное количество таких насадок, каждая из которых специфична для распознавания и связывания с разным антигеном, и таким образом можно было бы направить их против разных заболеваний. Такая технология создала бы целый новый класс лекарств.
Воплощение теории Эшхара в реальность потребовало немалых усилий в области биоинженерии, но каким-то чудом в 1985 году ему удалось создать простое доказательство концепции.
Он назвал свою примитивную "CARaТ-тело». Это была Т-клетка, переделанная для распознавания антигенной цели. Он выбрал — характерный белок, присущий грибку Trichophyton mentagrophytes, более известному как атлетическая стопа. Этот скромный эксперимент скрывал потрясающие возможности.
Это привлекло внимание тех, кто провел всю свою жизнь в тяжелейших условиях иммунотерапии рака, включая ведущего иммунотерапевта Стива Розенберга. Розенберг впервые убедился в потенциале иммунной системы убивать рак. в 1960-х годах, исследуя бывшего пациента с IV стадией, чья иммунная система самопроизвольно вылечила его от собственного заболевания. Розенберг задумался, а могли ли бы его активированные иммунные клетки помочь и другим пациентам с раком?
В 1989 году Эшхар решил провести свой отпуск, присоединившись к другому "бриллиантовому" молодому исследователю НИИ, Патрику Ху, чтобы создать обновленную версию того, что в конечном итоге станет известно как «Адоптивная клеточная терапия».
Изучение опухолей пациента под микроскопом выявило, что даже когда большая часть иммунной системы терпит неудачу, несколько Т-клеток продолжают успешно распознать антигены опухоли и проникать внутрь. Эти крепкие захватчики могли бы стать теми самыми "мистерами идеальные" Т-клетками, семена которых смогли бы стать той самой клонирующей армии нацеленных на убийство раковых клеток.
Цель Ху состояла в том, чтобы попытаться использовать это подмножество успешных “инфильтрирующих опухоль лимфоцитов”, или TIL, в качестве оружия, снабдив их дополнительным количеством мощных гормонов, , убивающих опухоль.
«Зелиг показал, что антитело и Т-клетка могут быть объединены для прицельной атаки на конкретный объект»,— говорит Ху, руководитель отделения онкологии в центре рака Андерсона в Хьюстоне, Техас.
«Теперь вопрос заключался в том, можем ли мы заставить его воздействовать на раковые клетки?”
Для того, что бы они смогли работать как маленькие управляемые ракеты, им нужна была система наведения, которую исследователи могли бы выбирать для направленного воздействия на различные типы рака. Начиная с группы Т-клеток, которые они смогли обнаружить как "идеальные" для нападения на меланому, Ху и Эшхар создали клетки с новыми Т-клеточными рецепторами для прицельной атаки на яичники, толстую кишку и молочную железу.
«Зелиг создал рецептор, а я вставил его в Т-клетки»,— вспоминает Ху. — «Это было очень сложно в 1990-х годах».
Без преимущества ретровирусных векторов или Crispr (это технология редактирования геномов, позволяющая редактировать фрагменты ДНК с невиданной ранее скоростью и эффективностью), для выполнения данной задачи приходилось вставлять маленькую иглу в Т-клетку и микроинжектировать (метод введения малых объемов жидкости или веществ, в ткани клетки или другие объекты на микроскопическом уровне) новые гены TCR по одной клетке за раз.
«Мы провели вместе много времени»,— смеется Ху. — «“Часто проводили ночи напролет в лаборатории”.
Ни один из результатов не был успешным, но TIL-ы, которые они перенаправили на рак яичников, давала лучший результат, нежели чем направление на другие формы рака, и таким образом команда смогла опубликовать результат, предвещая новое имя CAR-T и захватывающие перспективы технологии.
Они не вылечили рак, но продвинули науку. Им удалось успешно заменить руль управления Т-клеткой, который знал, как найти конкретный рак.
«Первый раз, когда у меня это получилось, я был в таком восторге!»,— вспоминает Ху.
Но для создания убивающей «рак машины», нужно было нечто больше, чем просто перенаправление.
Чтобы быть эффективными, эти новые клетки ещё должны были процветать и размножаться, как это делают обычные Т-клетки. А «автомобили»(Car с анг. автомобиль) первого поколения этого не делали. Это было похоже на то, будто какая-то важная сущность была утрачена во время модернизации, что привело к «поддержанной» CAR, которая не могла прожить достаточно долго, для того что бы размножатся или уничтожать. Этот Франкенштейн поднимался с лабораторного стола только чтобы упасть.
Задачей исследователя Мишеля Саделяна было предоставить умное обходное решение для этой, и нескольких других инженерных проблем, создав по-настоящему «живое лекарство» - как назвал его Саделян, CAR «второго поколения» , способный распознавать цель, расширяться клонально и сохранять свою функциональность Т-клетки, а так же он должен быть на ходу, пока жив пациент.
Работая в своей лаборатории, Саделян дал своему новому CAR важную цель — белок под названием CD19, уникальный для определенных клеток кровяного рака.
CD-19 казался хорошим выбором для CAR. Его обнаруживали в изобилии на поверхности некоторых видов рака. Он так же синтезировался с некоторыми нормальными клетками В-лимфоцитов, но это было приемлемо. Если CAR атаковал здоровые клетки вместе с раком, коллатеральный (добавочный, вспомогательный) ущерб был приемлем.
В здоровом организме, клетки В-лимфоциты являются неотъемлемой частью нормальной иммунной системы. Но у пациентов, подобных Эмили, эти В-клетки подверглись мутации и стали злокачественными. Чтобы выжить, необходимо было их уничтожить.
К счастью, врачи давно научились поддерживать жизнь пациентов без В-клеток.
«Если перед вами терминальный рак»,— говорит Саделян,— «потеря В-клеток не так страшна».
Спустя время, Саделян показал элегантный, стильный и самореплицирующийся CAR второго поколения с достаточным запасом топлива и реальной целью для лечения рака. Его группа поделилась последовательностью своего нового CAR с группой Розенберга в Национальном институте рака, а также с лабораторией исследователя и врача Карла Джуна из Университета Пенсильвании. (Джун в свою очередь также основывал некоторые аспекты своего дизайна CAR на образце, взятом у Дарио Кампаньи из больницы исследований детей Святого Иуды.)
Эти три группы, нацеленные на клинические испытания сложной и мощной новой терапии от рака, теперь были конкурентами. В то же время они сотрудничали, заимствуя и улучшая идеи друг друга.
Группа Саделяна первой начала клинические испытания CAR-19 T cell, Розенберг первым опубликовал результаты. Их успешное испытание CAR-T уменьшило опухоль у пациента с лимфомой. Но именно первый "тест-драйв" нового препарата Карла Джуна, на Эмили Уайтхед, окажется в центре внимания и определит, будет ли будущее у CAR-T.
Джун понимал, каковы были ставки. Если бы его CAR стал слишком агрессивен для детского организма, если бы его франкен-препарат оказался слишком мощным, что привело бы к невозможности его контролировать, то Эмили погибнет. И надежда, спасти сотни других детей с помощью этой технологии, скорее всего погибнет вместе с ней.
Хотя Джун был специалистом в сфере онкологии, специализирующийся на лейкемии, его работа в области борьбы с эпидемией СПИД-а убедила его в потенциале иммунной системы в борьбе с раком. Несколько онкологов-иммунологов поверили в его идею. Наблюдение за распространением ранее редких форм рака среди иммунокомпрометированных пациентов, казалось доказательством связи между иммунной системой и раком, но научное мнение тогда придерживалось позиции, что никакой подобной связи не существует.
Но если бы маленькая девочка умерла от эксперимента, если бы его мощный Франкен-препарат напал бы на ее организм вместо рака, то результат бы был катастрофическим. И любая возможность CAR-T когда-либо лечить рак у сотен других детей, умирающих от ОЛЛ (Злокачественное заболевание системы кроветворения), скорее всего ушла бы в прошлое вместе с девочкой.
В 1990-х годах Джун отдавал военный медицинский долг в Национальном институте здоровья, участвуя в разработке экспериментального лечения, похожего на CAR, которое направляло убийственные Т-клетки, на поиск зараженных Т-клеток у пациентов с ВИЧ. Изначальные данные выглядели хорошо, но ещё до завершения работы она перестала быть востребовательной из-за разработки препаратов в 1997 году, блокирующих вирус ВИЧ в его размножении.
Эти первые ингибиторы протеаз (ингибиторы протеаз предотвращают репликацию вируса, избирательно связываясь с вирусными протеазами и блокируя протеолитическое расщепление белков-предшественников, которые необходимы для производства инфекционных вирусных частиц), внезапно изменили прогноз для миллионов людей и направление карьеры Джуна. Наконец, Джун мог перенести свою работу и практику в лабораторию Университета Пенсильвании, в Детской больницы Филадельфии, и вернуться к своей борьбе с раком. К сожалению, со временем, борьба с этим заболеванием стала для Джуна личной.
В 1996 году жене Джуна, Синтии, поставили диагноз - рак яичников. Когда Синтии Джун не получила результатов на традиционных методов лечения, Джун обратился к подходам иммунотерапии, которые были еще в зачаточном состоянии, изучая версию многообещающей вакцины иммунотерапии из другой лаборатории.
Это назвалось GVAX, персонализированным подходом, при котором учёные брали кусочек опухоли пациента, оснащали его дополнительными генами, кодирующими цитокины, которые смогли бы предупреждать иммунную систему, и вновь вводил результат в организм пациента. Джун считал, что GVAX имеет огромный потенциал. Он быстро понял, насколько трудно превратить лабораторный эксперимент в клиническое исследование.
В конце концов Джун начал лечение своей жены. Казалось, что у нее был хороший ответ на персонализированную вакцину. Но как и в случае со всеми противораковыми вакцинами того времени, результат от нового препарата так и не появлялся. Джун с уверенностью предположил, что опухоли каким то образом отключают иммунный ответ.
Это предположение было подогрето так же и при помощи “пионерской” работой Джима Эллисона, исследователя в области иммунологии из Техаса. В 1987 году Эллисон обнаружил один из “трюков”, которые рак использует для подавления иммунного ответа, и создал антитело для блокировки этого “трюка” у мышей, освобождая их иммунные системы для уничтожения рака.
Тридцать один год спустя это открытие было признано прорывом в человеческой борьбе с раком и принесло Эллисону Нобелевскую премию. Но в 1999 году работа Эллисона так и не превратилась в лекарство. Ее даже не тестировали на людях.
Комбинирование открытия Эллисона об антителе с GVAX
"Было очевидным", - говорит Джун.
Чтобы попытаться спасти свою жену, Джун не видел другого выбора, кроме как идти вслепую.
"Я знал, что на мышах его антитело делала иммунотерапию более эффективной", - сказал Джун. Объединить открытие об антителе Эллисона с GVAX "было неизбежным".
Он пытался несколько раз получить образец драгоценного антитела против CTLA-4 - творения Эллисона - от фармацевтического производителя, но неоднократно получал отказ. Предоставление отчаянным врачам, неиспытанных экспериментальных антител, просто было незаконным. Это было слишком рискованно.
"Это меня очень раздражало", - говорит Джун.
Ему было трудно представить, как результат "последней надежды" с экспериментальным препаратом может быть более опасным, чем неизбежные последствия неизлечимого рака
Когда Синди Джун умерла в 2001 году в возрасте 46 лет, Джун направил всю скорбь в свою работу, и как он говорит, перенёс всё свое внимание на рак.
ЭТО ЗАНЯЛО 9 ЛЕТ, но, наконец, его CAR ожидал своего звездного часа. Основная концепция CAR практически не изменилось, но технология внедрения генов в клетки продвинулась далеко вперёд с тех пор как Ху, начал вводить их вручную. В лаборатории Юни в Университете Пенсильвании, руководителем этой модернизированной линии сборки CAR, стала переделанная оболочка вируса, вызывающего СПИД.
Вирусы по существу представляют собой гены с ножками в белковой оболочке, и существуют на грани нашего понимания жизни. Эти переносчики ДНК также лишены средств для самостоятельного размножения.
Чтобы создавать копий самих себя, вирусы передают работу более крупным, более сложным клеткам, которых они заражают, внедряя свои вирусные генетические чертежи в клеточные заводы своего нового хозяина. В случае вируса, иммунодефицита человека, такой клеткой-хозяином является Т-клетка.
ВИЧ, разрушительно эффективен в отношении Т-клеток. Обычно это приводит к заражению вирусом Т-клетки, с инструкциями по производству ещё болшево количества ВИЧ вируса, что делает клетку бесполезной для защиты от болезней, и вызывает нарушение адаптивного иммунитета в организме, что мы знаем как - синдром приобретенного иммунодефицита или СПИД.
Но именно способность изменять ДНК Т-клеток, также делает ВИЧ более привлекательной, как систему доставки генетических чертежей CAR-T. Теоретически, этого убийцу можно было бы превратить в технологию, спасающую жизни.
В лаборатории Джуна в Университете Пенсильвании вирус ВИЧ был очищен и модернизирован новыми генетическими инструкциями. Затем его ввели в Т-клетки Эмили, которые были тщательно центрифугированы (Метод разделения клеточных структур и макромолекул с помощью центрифуги, позволяющий разграничено осаждать клеточные структуры, отличающиеся друг от друга своей массой) из ее взятой крови. Вместо передачи болезни, переделанный вирус Джуна "инфицировал" Т-клетки новыми генетическими инструкциями, перепрограммируя их на нападение только на белок CD19 на поверхности ее раковых В-клеток.
НАКОНЕЦ, капельница с внутривенно вводимыми Т-клетками CAR-19, перепрограммированные вирусом, была доставлена в палаты Детской больницы. Эмили Уайтхед была устроена на больничной койке, в ожидании.
Ее перепрограммированные Т-клетки медленно вводились обратно, в ее собственные вены. Побочные эффекты начались только после третьей капельницы.
В те времена врачи даже и не подозревали о силе и токсичности свежей Т-клеточной терапии. Но сегодня они знают ее под несколькими названиями, а именно— «синдром выброса цитокинов» (или CRS), или более известное как— «цитокиновый шторм», а самое неформальное — «встряхни и запеки».
Из названия следует, что это вихрь из истощающих и опасных побочных эффектов иммунной борьбы с гриппом, вызванных потоком гормонов “сигнализации” иммунной системы, высвобождаемых во время охоты Т-клеток. Такие побочные эффекты, по сути, являются звуком и яростью иммунной битвой.
Команда исследователей отлично понимала, что у детей иммунная система мощнее, чем у взрослых, но сила реакции Эмили на терапию оказалась значительно сильнее, чем они могли предвидеть. CRS у Эмили, по медицинским отчетам, был "тяжелым". Мощные цитокины бушевали в организме Эмили, заставляя ее потеть и дрожать. Дыхание стало затрудненным, кровяное давление упало до критических показателей, и температура подскочила до 40 градусов.
Когда температура достигла 41,1 градуса, Эмили экстренно была доставлена в отделение интенсивной терапии. Она впала в кому, и могла дышать только при помощи аппарата искусственной вентиляции лёгких. Прошло несколько дней после инцидента, но её состояние так и не улучшалось.
На пятый день ей были введены стероиды. Симптомы Эмили стихли на мгновение, только чтобы вернутся с ещё большей силой, как прибрежный циклон. На седьмой день маленькую девочку невозможно было узнать, она была раздутая, будто горячая бутылка с водой. У нее начались множественные отказы органов. Было похоже на то, что не болезнь, а лекарство убивает ее.
Отчаявшийся онкологи и руководитель клинического исследования Стефан Групп, приказал провести анализ крови, охватывающий каждую иммунитетом молекулу, о любой из которых им могло бы прийти в голову.
Анализы были получены уже через два часа. Из общего числа результатов, выделялись две цифры. Оба показателя — гамма-интерферон (IFNγ) и интерлейкин-6 (IL-6) — были необычайно высокими. Групп вынес этот факт на ежедневном собрание. Данную группу специально собрали для решения этой проблемы, но никто не мог даже понять как её решить.
Было ясно, что ее уровень интерлейкина-6 вырос в тысячи раз выше нормы. У них не было понимания того, является ли это заболеванием или симптомом, а может это источник проблемы или аспект попытки организма справиться с болезнью.
Толкование нот и мелодий в химической симфонии иммунного ответа, было всё ещё в зачаточном состоянии, было известно только, что интерлейкин-6 играет роль в нормальной иммунной функции, как в воспалении, так и в противовоспалительных процессах. Интерлейкин-6 также частично винили в воспалении ревматоидного артрита.
И вот тут-то Эмили Уайтхед очень повезло.
КАК ОКАЗАЛОСЬ, Джун был очень хорошо знаком с изнурительными последствиями ревматоидного артрита у детей. Его собственная дочь страдала от этого заболевания, и он годами изучал литературу. Джун внимательно наблюдал за многообещающим новым антителом, которое, казалось, блокировало рецепторы интерлейкина-6 и уменьшало вызов цитокинов для воспаления и отека.
"Все учёные, которые работали с раком, не сталкивался с этим, и по этому никто не мог даже предположить это", - сказал Джун. "Это было просто чистое везение, что я знал".
Он даже вручил награду японскому профессору, который открыл это антитело.
Всего несколько месяцев назад он успешно прошел клинические испытания и, наконец, получил одобрение FDA в качестве лекарства под названием тосилизумаб. Джун приобрёл данный препарат на случай, если у его дочери возникнет обострение.
И теперь Джун задавался лишь одним вопросом: поможет ли это новое средство от артрита, ребенку с раком?
Не было экспертов, с которыми можно было бы проконсультироваться. Температура Эмили поднялась до 41,6 градусов. В этот момент Тому и Кире Уайтхед было предложено рассмотреть вопрос о запрете реанимации их дочери, находящейся без сознания.
В это же время Групп выписал рецепт на тоцилизумаб, и сразу же побежал в отделении интенсивной терапии, где томилась Эмили . Он передал врачам то, что собирается сделать. Групп верил, что препарат поможет Эмили. И как бы худо не было девочке, без препарата всё может стать хуже.
Препарат был абсолютно новым, его никто никогда не пробовали на пациентах с CRS, да и вообще никто не лечил побочные эффекты терапии CAR-T.
«(Врачи отделения интенсивной терапии) назвали его ковбоем», - вспоминает Джун.
Это было что-то вроде Дикого Запада, неизведанных территорий. И только применение данного препарата могло дать единственно возможный ответ.
Групп приготовил шприц и ввел тоцилизумаб непосредственно в капельницу для внутривенного введения Эмили. И постепенно, антитела против интерлейкина-6, блокировали рецепторы и успокаивали цитокиновую бурю Эмили. В течение следующих нескольких дней Эмили пошла на поправку и была снята с аппарата искусственной вентиляции легких и лекарств для снижения кровяного давления, но она по прежнему оставалась в коме.
Ожидание было трудным для всех, в особенности для ее родителей. Через неделю Эмили открыла глаза под звуки песни "С днем рождения", исполненной медицинским персоналом больницы. Ей было ровно 7 лет. И она была жива!
Позже, врачи выяснили что причиной комы стало то, что они ввели слишком большую дозу препарата, тем самым, уничтожив поразительные 1,3 кг. опухолей за одно применение!
Каждая CAR-T клетка может уничтожать до ста тысяч раковых клеток и вызывать стремительные ремиссии, на которые даже самые страстные иммунотерапевты смотрят с удивлением. Саделен называет их "живым лекарством". Джун иногда называет их "серийными убийцами" рака.
Всего через четыре недели после первой инфузии CAR результаты анализов Эмили не показали повторных случаев рака — очевидно лабораторная ошибка! подумал Джун, и назначила повторную биопсию. Но это не было ошибкой. Процедура была невероятно успешной — как лекарство для Эмили и как подтверждение концепции. Этот результат был абсолютно успешным, но он не означал конец истории. Эмили не была единственным пациентом с детским лейкозом, который получил экспериментальное лечение.
Джун также лечил и другого пациента с детским ОЛЛ (Острый лимфобластный лейкоз) в Детской больнице. У 10-летней девочке лейкоз отреагировал на терапию CAR-T, и она вошла в ремиссию, но через два месяца у нее произошел рецидив.
Биопсии показали, что лейкоз этой девочки мутировал и ушел на В-клетки, не несущие белок-мишень CD19. Рак изменил свою форму. Но тогда у учёных еще не существовало такой модернизированной версии CAR.
Так в сентябре 2012 года Эмили Уайтхед вернулась в школу с болезненной запиской, подписанной президентом Обамой, милой национальной историей успеха, рассказанной в программе "Good Morning America" (американское утреннее телевизионное шоу, которое транслируется на канале ABC, на данный момент является самым популярным утренним шоу), как доказательство человеческого прогресса в борьбе с раком. К сожалению, другая девочка умерла от своего заболевания. Это событие, очередное печальное напоминание о том, что предстоит еще много работы.
Полное выздоровление Эмили Уайтхед попало в заголовки и зажгло всю научную область, толкая финансирование и разработку CAR-T на полную мощность.
Полное выздоровление Эмили Уайтхед стало заголовком и вдохновило весь медицинский сектор, ускорив финансирование и развитие технологии CAR-T.
Каждая из исследовательских групп, ранее сотрудничавших, а теперь конкурирующих, быстро нашли фармацевтических партнеров для превращения новой технологии в лекарство. Национальный институт рака сотрудничал с Kite Pharma (биофармацевтическая компания, получившая одобрение для своей CAR-T под названием Yescarta для лимфомы больших B-клеток). Мемориальный онкологический центр имени Слоуна - Кеттеринга вместе с Онкологическим исследовательским центром Фреда Хатчинсона и Seattle Children’s Research Group (бывшая детская больница и региональный медицинский центр в Сиэтле) сотрудничали с Juno Therapeutics (американская биофармацевтическая компания).
Фармацевтический гигант Novartis лицензировал технологию CAR-T в Университете Пенсильвании. Так же компания получила одобрение FDA для терапии, использованной на Эмили Уайтхед, которую теперь продают под торговой маркой Kymriah. Данное одобрение было получено в 2017 году, а данная терапия CAR-T против CD-19 уже помогла тысячам людей, включая сотен детей с раком.
Даже для тех 85% детей, у которых ЛЛМ лечится стандартной химиотерапией, новая терапия, является лучшим вариантом. Однако для детей, использование стандартной химиотерапии имеет невидимую цену. Два года химиотерапии могут пагубно сказаться на физическом и умственном развитии детей.
Экспериментальное лечение, сейчас известное как Kymriah, представляет собой одновременно и лекарство, и продукт. Оно поставляется в элегантной прозрачной упаковке с алого-красным свечением. Каждая упаковка индивидуальная, и эксклюзивно собирается под каждого пациента, на основе персональных Т-клеток пациента.
На данный момент стоимость каждой такой индивидуальной инфузии составляет 475 000 долларов (42,5 млн. руб.). А если добавить расходы на содержании пациента в больнице, то общая стоимость приближается к 1 миллиону долларов (88,7 млн. руб) на пациента. Следующим по эффективности лечением для острого лимфобластного лимфома В-клеток является трансплантация костного мозга, стоимость которой превышает 100 000 долларов (8,8 млн. руб.). Эта "экономическая токсичность" в настоящее время является еще одним серьезным побочным эффектом передовых методов лечения рака, таких как иммунотерапия рака, котораую ещё предстоит вылечить.
Для пациента, получающего CAR-T-терапию, процесс выглядит следующим образом: Пациент приезжает в аффилированный медицинский центр. Там берется кровь и центрифугируется не менее 15 минут при 2 200-2 500 об/мин для разделения Т-клеток от плазмы, тромбоцитов и прочего.
Затем, Т-клетки криогенно замораживаются, упаковываются в специальный контейнер для криовакуума и отправляются вна завод Novartis площадью 180 000 квадратных футов в Моррис-Плейнс, Нью-Джерси, где их размораживают и переинженерируют для распознавания белка, специфичного для рака пациента.
Этот процесс проходит несколько этапов. Сначала активируются Т-клетки. Затем они трансдуцируются вирусом с новыми генетическими инструкциями. После этого их разводят и умножают до числа сотен миллионов. Клонированная армия сверхсолдат Т-клеток повторно подвергают криоконсервации, затем отправляется обратно в сертифицированный медицинский центр и размораживается для внутривенного введения обратно в организм пациента.
Криоконсервация позволяет пациентам со всего мира получать новый метод лечения. Время от поступления в клинику до завершения индивидуального лечения Т-клетками, составляет 22 дня. Предварительные данные показывают, что терапия, использующая данные индивидуальных Т-клеток, обеспечивают более стабильные показатели, даже в случаях, которые ранее казались безнадежными.
Эмили — является частью радостной статистики. К июлю 2019 года её болезнь продолжает оставаться в стадии ремиссии. Лучезарная, больная девочка теперь подросток. Она играет на укулеле, участвует в беговых марафонах. Но, в первую очередь, она снова обычный ребенок.
ЭТО БОЛЬШАЯ ОПАСНОСТЬ, конечно, всё ещё существует большая опасность при вмешательстве в тонкие триггеры, обратные связи и системы балансировки иммунной системы, сложившейся за тысячелетия эволюции человечества, и всё ещё присутствует огромный страх при использовании экспериментальной терапий на любом пациенте, в особенности на ребенке. В то же время наихудший из возможных побочным эффектом этой терапий является — смерть. Неизлечимая лейкемия приводит к тому же исходу.
Первые экспериментальные методы лечения и новый подход к лечению цитокинового шторма быстро показали, что для пациентов польза от препарата в большей степени перевешивают риски. Для таких пациентов CAR-T изменила цифры, как будто за одну ночь.
До появления CAR, у детей, находящиеся в той же стадии, в которой была Эмили, имели нулевые шансы на то, что бы выжить. Сейчас, статистика выживаемости пациентов составляет 83 процента, а комбинированная терапия — сочетание CAR с другим препаратом иммунотерапии, блокирующим уловки, которые рак использует для подавления иммунного ответа — поднимают этот показатель еще выше. Конечная цель — полное излечение.
Разработка технологии “убийц” раковых клеток — это одно, но получить доступ к ней — совершенно другое. Для больных раком, временные задержки и бюрократия могут стать смертельными. Понятно, что по-прежнему соблюдается особая осторожность при рассмотрении этических аспектов касаемо экспериментальной терапий на детях остается актуальной, и к ней применяется повышенная осторожность.
Джун понимает это, ведь он лично видел цену, которую пациентам приходилось платить, в особенности, когда врачам отказывали в применении потенциально спасительных препаратах. Можно сказать что с Эмили произошло нечто подобное. Эмили не могла приступить к лечению CAR, пока шло длительное этическое рассмотрение. Когда комиссия дала своё согласие, девочка находилась на критической стадии, и находилась на грани, когда инновационный препарат не смог бы дать результатов.
Однако, комиссия подчёркивает, что существуют проблемы быстрого открытия новых технологий - как должным образом возможно регулировать технологии, обеспечивая быструю доступность для пациентов? В век технологических открытий, клинические испытания гораздо важнее, чем необдуманное применение, которое может привести к ещё большему количеству жертв. Тысячи новых препаратов для иммунотерапии рака сейчас находятся в разработке. Но многие пациенты до конца не осознают этого, и как бы не было удивительно, некоторые врачи тоже.
ИССЛЕДОВАТЕЛИ ЛУЧШЕ ПОНИМАЮТ цитокиновый шторм и способы его контролировать, что делает терапию CAR-T гораздо доступнее и безопаснее. Дополнительная защита теперь включена в стандартную CARs, в виде встроенных "выключателей" для клеток, если что-то пойдет не так, исследователи могут просто отключить систему.
Прошло всего два года с момента, когда CAR была одобрена FDA как лекарство, но технология уже имеет новые вариации на исходном дизайне. Некоторые основывают свои новые CAR на донорских Т-клетках (вместо собственных клеток пациента), надеясь создать готовые решения, которые будут дешевле и доступнее, чем текущие индивидуальные модели CAR. Другие лаборатории дополняют свои CAR, дополнительными настройками и объединяют их с другими формами иммунотерапии рака, увеличивая их эффективность.
Исследователи из Массачусетского общего госпиталя, опубликовавшие результаты в Nature Biotechnology (научный журнал посвящённый научным и прикладным исследованиям в области биотехнологии), недавно объявили о результатах творческого комбинированного подхода к наводимой CAR на глиобластому, самую распространенную и смертельную форму рака мозга.
Дальнейший прогресс становится всё затрудлительней. Среднее время выживания после диагноза глиобластомы всего 15 месяцев. Глиобластомы трудно лечить, потому что не все раковые клетки выражают одинаковый антиген.
В новом подходе их компактный CAR перевозится через гематоэнцефалический барьер (это умная структура, которая разделяет кровеносную систему и центральную нервную систему. Главная задача ГЭБ — обеспечить автономность и саморегуляцию головного мозга, выстроив барьер между кровью и спинномозговой жидкостью), затем разворачивает привязанную вторичную систему направления антител, подобно тому, как драгстер (специально созданное транспортное средство для участия на скоростных соревнованиях по преодолению прямой дистанции за несколько секунд) раскрывает парашют. Теперь CAR имеет две разные системы направления и два разных способа "видеть" цель рака. В предклинических моделях человеческой глиобластомы эта дополнительная "би-специфическая T-клеточная связывающая молекула" (или BiTE) помогла CAR устранить 80% опухолей.
В теории, возможно и присоединение других систем наведения, от других средств уничтожения раковых клеток или продолжение усовершенствования текущих, вариации могут доходить до бесконечности – создание развивающегося дизайна технологии, зависят как и от воображения учёных, так и самой биологией. CAR-T является “вратами-технологий”, и нет причин предполагать, что будущие версии будут иметь много общего с первоначальными конструкциями, как Tesla Model X с Ford Model T.
Настроенные вариации, сотрудничество, и творческие комбинации – логичный ответ на эту сложную болезнь. Мутирующий ответ на мутирующую проблему. Очевидно, что по мере того, как мы продвигаемся в понимании сложности и индивидуальности наших раков и иммунных систем, со временем то, что мы ранее называли "персонализированной" медициной, однажды будет называться просто медициной.
До сих пор CAR-T доказал эффективность в некоторых "жидких" раках, таких как лимфомы и лейкемии. Следующим вызовом, является расширение успеха на лечение солидных опухолей таких как – опухоли печени, рака легких, мозговых опухолей и многих других.
Встречайте Веселого Техасца, который только что выиграл Нобелевскую премию.
Джим Эллисон - иконокластический ученый, который многие годы трудился в тени. Он помог разгадать тайну, которая может спасти миллионы жизней - почему иммунная система не нападает на рак?
Для того, что бы выяснить это, исследователям нужно было выявить антигены уникальные для таких видов рака, и создать CAR способные их распознавать.
Один из антигенов, показывающий результаты - это белок, названный мезотелин, который недавно было обнаружено, что он широко и уникально экспрессируется раковыми клетками примерно у 2 миллионов онкологически больных, статистика была взята только у пациентов находящихся в США.
Результаты исследования фазы I, нацеленного на этот антиген с использованием CAR-T, предоставленные в конце апреля, дали надежду. Мишель Садельен был ведущим автором исследования в институте иммунотерапии рака. Технология была лицензирована Atara Biotherapeutics, для разработки и, надеемся, создания нового прорывного препарата, который расширит круг лиц, отвечающих на иммунотерапию рака.
Сейчас существуют новые цели, включающие другие антигены (не CD19) , выражаемые различными лейкемиями и лимфомами, а также твердые опухоли, такие как метастатическая меланома, нейробластома и саркома синовиальной клетки, рецидивирующая глиобластома, передний рак яичника, рак толстой кишки и мезотелиома.
Идут клинические исследования рака легких, шейки матки, пищевода, печени, груди, желудка, предстательной железы, поджелудочной железы — на данный момент проводится почти 500 таких исследований, и данный список будет всегда неактуальным, ибо он постоянно увеличивается. Список заболеваний, только за последние 2 года увеличился на 84 процента.
Мы все еще далеки от идеала, и чтобы кто-то мог назвать это полноценным "лекарством" от рака, но экспертное мнение заключается в том, что ещё не всё потеряно, особенно в отношении рака (например, рак поджелудочной железы и тройной отрицательный рак груди),прогресса в котором мы не видели в течении поколений.
Последние 100 лет большинство ученых были абсолютно уверены, что иммунная система не может нападать на рак. И они тотально ошиблись. Прорыв в иммунотерапии против рака, нечто больше, нежели чем просто CAR-T или любая другая терапия или лекарство от рака. Настоящим прорывом является наше научное понимание болезни и нас самих, а так же подтверждение иммунотерапии рака как наиболее вероятного пути к прогрессу — и к возможному лечению.
Открытие того, что рак использует уловки, чтобы выключить или скрыться от иммунной системы, объяснило многие неудачные попытки сделать иммунотерапию работающей. И теперь, когда мы можем блокировать эти уловки, некоторые из этих клеточных терапий получают второй взгляд.
Например, в прошлом августе лаборатория Национального института здоровья Стива Розенберга объявила результаты своего исследования терапии TIL для группы женщин с поздней стадией метастатического рака груди, у которых не было других вариантов лечения.
Большинству женщин терапия не помогла, но одной удалось полностью выздороветь. Это только начало, CAR-T и другие терапии с использованием адоптивных клеток — это всего лишь малая часть прорыва в иммунотерапии, который исследователи называют нашим "пенициллиновым моментом" в борьбе с раком.
Как бы то ни было, есть основания предполагать, что всё больше пациентов, подобных Эмили Уайтхед, будут с нами, чтобы увидеть этот грандиозный момент, когда - РАК, добавится в список тех неизлечимых болезней, которое смогло победить человечество.
#Наука #Биология #История создания #Лекарство от рака