Метаболомика против рака
Алексей Левин, «Голос Америки»
Рак предстательной железы – очень коварная болезнь. В принципе его диагностика не представляет особых проблем. Врач может заподозрить возникновение опухоли на основе измерения концентрации одного из белков плазмы крови, простат-специфического антигена. Выработка этого фермента, который секретируют клетки эпителия простаты, возрастает при увеличении размеров железы. Такое увеличение может быть вполне доброкачественным, но может объясняться и появлением раковой опухоли. Получив тревожный сигнал из лаборатории, врач может прощупать простату через прямую кишку, взглянуть на нее через оптоволоконный зонд, который вводится в мочевой пузырь, или направить пациента на ультразвуковое обследование. Эти методы в совокупности позволяют вполне надежно обнаружить уплотнения ткани простаты, которые могут оказаться раковыми очагами.
Однако само выявление таких уплотнений – это еще полдела. Дело в том, что опухоли простаты могут развиваться очень медленно, не давать никаких симптомов и фактически не требовать медицинского вмешательства – особенно в пожилом возрасте. Однако некоторые опухоли, включая и бессимптомные, быстро рождают метастазы в почки и в кости, которые сильно затрудняют лечение и часто приводят к летальному исходу. Для определения агрессивности опухоли приходится брать образцы ткани из нескольких участков железы и направлять их на гистологический анализ. Только таким способом врач может поставить окончательный диагноз болезни.
Биопсия простаты – техника надежная, но отнюдь не дешевая. К тому же она явно не годится для первичного массового обследования мужчин на рак простаты. Куда лучше было бы выявлять агрессивный рак предстательной железы на основе биохимических анализов крови или мочи. К сожалению, эта голубая мечта урологов пока что далека от осуществления. Однако в последние годы были обнародованы результаты нескольких исследований, которые позволяют надеяться, что эта проблема вполне разрешима.
Отчет о еще одной такой работе 12 февраля появился в журнале Nature. Ее выполнили сотрудники Мичиганского университета в Энн-Арборе, который сейчас стал одним из ведущих американских центров по части поиска новых методов онкологической диагностики. Исследование было проведено под руководством профессора патологии и урологии Арула Чиннайана [Arul Chinnaiyan], который также возглавляет университетский Центр онкологической биоинформатики.
Мичиганские ученые работали в рамках новой исследовательской стратегии, которая называется метаболомикой. Этот термин пока не так известен, как геномика, изучение генов, или протеомика, изучение внутриклеточных белков. Звучит он довольно странно, но только из-за новизны. Со школьных времен мы знаем (или, по крайней мере, должны бы знать) что такое метаболизм. В широком смысле это просто обмен веществ, в более специальном – совокупность всех биохимических реакций, протекающих в живых клетках. Промежуточные вещества, которые образуются в ходе таких реакций, называются метаболитами. Их исследованием и занимается метаболомика.
Профессор Чиннайан и его коллеги поставили перед собой весьма смелую задачу. Они решили выявить по возможности все метаболиты, возникающие в ходе работы предстательной железы, а затем отобрать те из них, которые можно было бы убедительно связать с ее злокачественными опухолями. В качестве исходного материала они использовали как срезы тканей простаты, так и пробы мочи и крови, взятые у пациентов с диагностированным раком простаты. Применив новейшие газовые и жидкостные хроматографы и масс-спектрометры, экспериментаторы выделили из этих образцов 1126 различных метаболитов.
Свыше 90% этих веществ производились в процессе жизнедеятельности нормальных клеток, однако 87 метаболитов возникали в опухолевых тканях. Правда, чаще всего они присутствовали в таких количествах, которые не позволяли использовать их в качестве раковых маркеров. Однако после тщательного просеивания ученые отобрали шесть метаболитов, которые для этого вполне годились. В клетках локализованных опухолей их было заметно больше, чем в клетках здоровых тканей, и еще больше в клетках метастазов.
Ученых особенно заинтересовало одно из этих веществ – саркозин, он же N-метилглицин. Это довольно простое соединение, его молекула состоит всего лишь из трех атомов углерода, одного атома азота, двух атомов кислорода и семи атомов водорода. В нормальных клетках он практически отсутствовал, однако содержался в 42% клеток локализованных опухолевых очагов и в 79% клеток метастазов. Лабораторные опыты показали, что это вещество способствует превращению нормальных клеток простаты в раковые клетки метастазного типа. Исследователи также подозревают, что саркозин увеличивает подвижность клеток и тем самым опять-таки способствует появлению вторичных опухолей. Поэтому они считают его своим главным кандидатом на использование в качестве метки агрессивного рака простаты. Мичиганские ученые рассчитывают разработать простой анализ мочи, который позволит недорого и надежно измерять уровень саркозина.
Правда, говорить о скором клиническом применении этой методики пока не приходится. Чтобы убедиться в диагностической эффективности саркозиновой пробы, предстоит еще долго исследовать метаболизм больных раком простаты, причем не десятков человек, за которыми следили исследователи из Мичигана, а сотен и тысяч. Вполне возможно, что на этом пути удастся выявить другие маркеры агрессивного рака, которые будут иметь все преимущества перед саркозином. Так что метаболомике еще предстоит показать, на что она способна.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
13.02.2009