Imunologijos srityje žmonija atsidūrusi ties revoliucingu slenksčiu

„Nuostabusis vaistas: įgimti kūno apsaugos mechanizmai“ (iš anglų k. vertė Austėja Banytė, išleido Lietuvos rašytojų sąjungos leidykla) – Mančesterio universiteto imunologijos profesoriaus, Jungtinės Karalystės Medicinos mokslų akademijos nario Danielio M. Daviso knyga, kurioje kalbama apie žmogaus imuninės sistemos veiklą, apie tai, kaip ji reguliuojama ir valdoma, aptariamos sudedamosios jos dalys, paaiškinama, kokį poveikį imunitetui daro stresas, miegas, amžius ar psichologinė būsena.

Šioje knygoje pasakojama ir apie mokslinių idėjų vystymąsi. Siekis suvokti imunitetą yra vienas didžiausių mokslinių žmonijos nuotykių, o šiais laikais sukauptos objektyvios žinios apie jį – pasiektos įveikus daugybę sunkumų ir pareikalavusios didelio pasiaukojimo.

2018 m. knyga „Nuostabusis vaistas“ pateko į prestižinio Jungtinės Karalystės Karališkosios draugijos skelbiamo apdovanojimo trumpąjį mokslo populiarinimo knygų (Science Book Prize) sąrašą.

Didelio pripažinimo pasaulyje sulaukusi knyga atskleidžia, ties kokiu revoliucingu nauju slenksčiu imunologijos srityje yra atsidūrusi žmonija.

Jūsų dėmesiui - ištrauka iš šios knygos.

Ateities vaistai

„Kas kartą susitikęs ligonį, Jimas apsiverkia“, – 2016 metais „The New York Times“ sakė Padmanee. „Na, ne visada“, – patikslino Jimas. Jimas Allisonas ir Padmanee Sharma kartu dirba M. D. Andersono onkologijos centre Hjustone, Teksase. Jie susitiko 2005-aisiais, susituokė 2014-aisiais. Prieš dešimt metų iki jiems susitinkant, Allisonas ir jo tyrėjų komanda atrado kertinį dalyką, sukėlusį revoliuciją vaistų nuo vėžio srityje. Šlovė pelnyta – onkologai sutaria, kad Allisono idėja pakeitė vėžio gydymą visiems laikams; dabar kartu su chirurgija, radioterapija ir chemoterapija jo sukurtas metodas yra tarp pagrindinių kai kurių rūšių vėžio gydymo būdų.

Paimkime vieną pavyzdį. 2004-aisiais dvidešimt dvejų metų amžiaus Sharon Belvin buvo diagnozuota ketvirtos stadijos melanoma – odos vėžys, jau spėjęs apimti ir plaučius. Tikimybė, kad moteris neišgyvens nė šešių mėnesių, buvo viena iš dviejų. Chemoterapija jai nepadėjo, perspektyvos darėsi niūrios. „Niekada nebuvau jutusi tokio pobūdžio skausmo, – vėliau prisiminė ji. – Būni visiškai sutrikęs, turiu omeny, visiškai neturi ko griebtis, esi pasimetęs.“ Visoms kitoms priemonėms nepadėjus, ji sutiko dalyvauti medicininiame eksperimente ir išmėginti naujus vaistus, sukurtus remiantis Allisono idėja. Vos po keturių injekcijų per tris mėnesius auglys kairiajame plautyje sumažėjo daugiau kaip 60 procentų. Augliai ir toliau mažėjo, kol galiausiai, po dvejų su puse metų gyvenimo, lydimo nuolatinės mirties baimės, jai buvo pasakyta, kad jos liga pasiekė remisiją – vėžio nebeaptikta. Gydymas sėkmingas ne visiems, bet, pasak Allisono: „Tam tikros rūšies vėžį išgydysime. Dabar jau turime tokią galimybę.“

Sharon Belvin buvo pirmoji pasveikusi ligonė, su kuria susitiko Allisonas. Susitikime dalyvavo ir jos tėvai bei vyras. Verkė visi. Belvin stipriai apkabino Allisoną. „Nerandu žodžių apsakyti, ką jaučiu, – tarė ji. – Ir kaip gali jaustis, kai kažkas tau grąžina gyvenimą.“ Ir Talmudas, ir Koranas teigia, kad tas, kas išgelbsti vieną gyvybę, išgelbsti visą pasaulį. Maždaug po poros metų nuo šio jų susitikimo, Belvin atsiuntė Allisonui savo pirmagimio, o dar po poros – ir antro vaiko nuotrauką.

Šis atvejis nebuvo vienintelis – naujieji vaistai išgelbėjo ar pailgino gyvenimą tūkstančiams žmonių. Vis dėlto jie buvo išrasti ne bandant išgydyti konkrečios rūšies vėžį ar kokią kitą ligą. Iš tikrųjų tyrimus, kurie padėjo jiems atsirasti, lėmė veikiau smalsumas, knibinėjimasis prie ląstelių ir molekulių, siekiant išsiaiškinti, kaip veikia imuninė sistema. Ir šio tyrimo potencialią naudą mes dar tik pradedame suprasti.

Kadaise manyta, kad kūno gynybiniai mechanizmai vėžio tiesiog negeba aptikti. Kadangi vėžį retai sukelia mikrobai, ir jis yra nenormalaus organizmo ląstelių augimo padarinys, nėra jokios akivaizdžios molekulės – tokios, kokią turi virusas, bakterija ar grybelis – pagal kurią būtų galima atpažinti, kad ląstelė yra vėžinė; todėl ilgą laiką laikytasi nuomonės, kad vėžys neturi nieko, kas padėtų imuninei sistemai jį atpažinti kaip įsibrovėlį. Pirmieji įrodymai, kad imuninė sistema vėžį (nesukeltą viruso) gali atpažinti, mokslo žurnaluose pasirodė gana seniai, dar 1943 metais, bet ši idėja buvo laikoma kontroversiška dar ilgiau nei tris dešimtmečius. Taip atsitiko dėl to, kad egzistavo galimybė, jog imunines reakcijas, pastebėtas atliekant šiuos kvestionuojamus eksperimentus, galėjo sukelti ne jiems pasitelktų gyvūnų organizmuose vystęsi augliai, o cheminės medžiagos, naudotos tiems augliams išauginti. Laikui bėgant, atsirado ir daugiau įrodymų, kad imuninė sistema gali kovoti su vėžiu ir aktyviai tai daro: buvo užfiksuota, kad imuninės ląstelės geba įsiskverti į navikus ir sunaikinti jų ląsteles, bent jau laboratorinėmis sąlygomis, pastarąsias izoliavus. Be to, buvo pastebėta, kad pelės, specialiai išaugintos be normalios imuninės sistemos, itin dažnai serga vėžiu.

Belgų mokslininko Thierry Boono, o ir kitų tyrėjų darbai, galutinai patvirtino – genetiniai ir epigenetiniai pokyčiai, ląstelę paverčiantys vėžine, yra pakankamai ryškūs, kad juos aptiktų imuninė sistema. Boonas nustatė, kuriuos baltymų fragmentus, pakitusius vėžinėse ląstelėse, T ląstelės gali identifikuoti kaip prieš tai organizme nebuvusius. Šis atradimas reiškia, jog imuninė sistema ne tik ieško mikroorganizmų įsibrovėlių, bet ir prižiūri, kad, ląstelėms dalijantis, neatsirastų žalingų genetinių mutacijų, ir padeda išlaikyti ląstelių darną organizme.

Visos imuninės reakcijos yra daugiasluoksnės – kūno savigyna nuo vėžio taip pat. Kaip jau minėjome, ne tik T ląstelės, bet ir baltieji kraujo kūneliai, žinomi kaip natūraliosios žudikės, gali kovoti su vėžiu. Kaip ir T ląstelės, vėžines ląsteles jie puola į šias siųsdami rinkinį toksiškų baltymų, tačiau skiriasi jų strategijos, pasitelkiamos nustatyti, kada ląstelė virto vėžine; viena jų – atpažinti baltymų molekules, paprastai nerandamas sveikų, bet kartais aptinkamas vėžinių ląstelių paviršiuje – vadinamuosius šiluminio šoko baltymus [angl. stress-inducible proteins], apie kuriuos rašyta penktame skyriuje. (Vis dėlto labai gali būti, kad vėžį imuninė sistema atpažįsta sunkiau, nei, pavyzdžiui, gripo virusą, nors tai įrodyti yra nelengva.)

Atradus, kad imuninė sistema gali kovoti su vėžiu, atsirado ir galimybė, panaudojant ar sustiprinant imuninį atsaką, su liga kovoti geriau. Šio pobūdžio terapija, dažnai vadinama imunoterapija, turi ilgą istoriją. Imunoterapijos ištakomis laikoma dešimtame XIX amžiaus dešimtmetyje, dar gerokai prieš T ar ląstelių-natūraliųjų žudikių atradimą, Williamo Coley atlikta ir išsamiai aprašyta eksperimentų serija. Coley, tuo metu dirbęs chirurgu Niujorko memorialinėje ligoninėje, pastebėjo, kad vienos ligonės kaklo vėžys ėmė trauktis po to, kai ji susirgo sunkiu odos uždegimu. Medicininėje literatūroje radęs dar keturiasdešimt septynis panašius atvejus jis ryžosi sistemingai tirti, ar inokuliavus vėžininkus tam tikru karščiu nužudytų bakterijų rinkiniu – vadinamaisiais „Coley toksinais“ – būtų gautas teigiamas poveikis. Anuomet, kai supratimas apie tyrimų etiką buvo kur kas laisvesnis ir nesaistomas vėliau atsiradusių specialiai tam įkurtų komitetų, dvidešimt devynerių chirurgas galėjo atlikti bandymus su žmonėmis iš esmės be jokių kliūčių. Tačiau, kaip netrukus pamatysime, po šimto metų atlikti bandymus su žmonėmis Allisonas jau turės visiškai kitas sąlygas.

Nors Coleyʼo toksinai padėjo kai kuriems ligoniams, bendras metodo veiksmingumas įvairavo, ypač kai kiti gydytojai jį bandydavo taikyti pasitelkdami kiek kitokius mišinius intoksiklacijai. Medikų bendruomenė taip ir nepriėmė Coley metodo, o pradinę jo sėkmę aiškino klaidingomis pirminėmis diagnozėmis. Dabar jau nebeaišku, kokį būtent preparatą naudojo Coley; labdaros organizacijos „Cancer Research UK“ tyrėjau priėjo prie išvados, kad nėra mokslinių duomenų, kurie rodytų, jog Coleyʼo toksinai galėtų gydyti ar užkirsti kelią vėžiui. Vis dėlto šis bei tas iš Coleyʼo bandymų turi vertę ir šiais laikais. Kaip minėta trečiame skyriuje, Stevenas Rosenbergas atrado, kad citokinai, stiprinantys imuninius atsakus, kartais gali padėti nugalėti vėžį, bet citokinai „paleidžia“ gausybę įvairaus plauko procesų, dėl kurių užslenkanti imuninė „audra“ gali būti toksiška, kartais ir mirtina. Taigi, jei reikėtų vienu žodžiu nusakyti bendrą idėją, kas yra visų svarbiausia, pasitelkiant imuninę sistemą kovoti su vėžiu, tas žodis būtų tikslumas – jo reikia ir pasirenkant tik tuos asmenis, kurių tikėtina reakcija į gydymą bus teigiama (prie šito dar grįšime), ir, – o tai svarbiausia, norint suprasti Allisono metodo sėkmę, – suaktyvinant tik tą imuninių ląstelių rinkinį, kuris atakuos vėžį.

Nors mokslininkai ir sutaria, kad svarbu suaktyvinti reikiamą imuninių ląstelių grupę, sunkesnis klausimas – kaip tai padaryti. Vienas būdas – tiksliai manipuliuoti imuniniu atsaku padeda antikūnai – tiksliausi žinomi biologiniai agentai. Antikūnai yra natūrali imuninės sistemos dalis; cirkuliuodami po kūną su krauju, jie aptinka mikrobus bei užkrėstas ląsteles ir prisikabina prie jų – tada arba tiesiogiai jas nukenksmina, arba pažymi kaip naikintinas. Įmanoma sukurti antikūnus, kurie prisikabintų prie beveik bet ko; ketvirtame skyriuje sužinojome, kad tam tikrą citokiną blokuojantys antikūnai gali padėti kai kuriems ligoniams, sergantiems reumatoidiniu artritu. Ledus pralaužusi Allisono idėja – irgi panaudoti antikūnus, tik visiškai kitaip, nei iki tol.