Nauja vėžio imunologinės kontrolės teoroja

Bendrai pripažinta, kad vėžio profilaktika ir ankstyvoji diagnostika išlieka svarbiausiomis onkologijos problemomis. Su šiomis problemomis glaudžiai siejasi prof. Elenos Moncevičiūtės- Eringienės teorija, paskelbta tarptautiniame žurnale „Medical Hypotheses“ 2015 m., straipsnyje „Natūralus imunitetas evoliuciniam atavistiniam endotoksinui žmogaus vėžio atveju“ (The natural immunity to evolutionary atavistic endotoxin for human cancer) (bendraautorės: Kristina Rotkevič, Rūta Grikienytė-Grikienis). Teorija per trumpą laiką sulaukė daug teigiamų komentarų.

Kalbamės su naujos vėžio imunologinės kontrolės teorijos, kurios pagrindinis tikslas – pasiūlyti galimybę sustabdyti besiformuojančių navikinių ląstelių endogeninį parazitizmą, autore prof. Elena Moncevičiūte-Eringiene.

 

Naujoji vėžio imunologinės kontrolės teorija glaudžiais priežastiniais ryšiais siejasi su vėžio kilmės rezistentiškumo (atsparumo) teorija. Tai skelbia ir žurnalas „Medical Hypotheses“. Prašytume trumpai apibūdinti rezistentiškumo teorijos esmę.

 

Vėžio kilmės rezistentiškumo teorijos esmė grindžiama 2 biologiniais dėsniais: ląstelių bendrabiologiniu evoliuciniu rezistentiškumu jas žalojantiems veiksniams ir kancerogenais pažeistų ląstelių atavistinės raidos mechanizmais. Po vėžio imunologinės kontrolės teorijos sukūrimo (2015 m.) rezistentiškumo teoriją praturtino atavistinio endotoksino veiklos „pažadinimo“ mechanizmas. Šie mechanizmai bakterijose atsirado laipsniškai prieš 4,5 mlrd. metų ir evoliucijos raidoje buvo perduoti pirmuonių, bestuburių, žinduolių, tarp jų ir žmogaus, ląstelėms. Čia svarbiausi yra rezistentiškumo genai, kurie navikiniame procese sąveikauja su onkogenais. Įvairiose evoliucijos pakopose būdami teigiamais mechanizmais ir padėję gyvybei išgyventi nepalankiomis sąlygomis, pažeistose ląstelėse, esant homeostazės sutrikimams, suaktyvinti atsparumo genai tampa kancerogenezės proceso pirmąja varomąja jėga. Tad piktybėjančiose ląstelėse vykstantys mutageniniai, morfologiniai ir funkciniai pokyčiai yra antriniai, atspindintys paprastėjimo procesus. Kad išgyventų, pažeistos ląstelės tarsi grįžta evoliucijos laiptais atgal – į atavistinės raidos būklę ir todėl tampa parazitinės. Tokios primityvios ląstelės nebeklauso organizmo reguliuojančių mechanizmų, įgyja polinkį greičiau daugintis bei metastazuoti į kitus organus. Malignizacija yra bendrojo biologinio rezistentiškumo evoliucinė atmaina. Vėžinės ląstelės – tai tik prisitaikiusios išgyventi jas žalojančioje kancerogeninėje aplinkoje normalių ląstelių evoliucinės varžovės, įgijusios parazitizmo savybių. Taigi navikas yra nauja savarankiška ir parazitinė ląstelių populiacija.

Kaip kilo navikinių ląstelių formavimosi rezistentiškumo teorijos idėja?

Idėja kilo dar ruošiant daktaro disertaciją iš mikrobiologijos 1956–1957 metais. Visos ląstelės – tiek bakterinės, tiek somatinės, tiek vėžinės – turi vienodą struktūrą – membraną, citoplazmą, branduolį ir kt. elementus, bakterinės ląstelės įgyja atsparumą antibiotikams, vėžinės ląstelės – vaistams nuo vėžio. Juk tai abiem atvejais ląstelių žalojimas. Tai kodėl negali somatinės ląstelės taip pat įgyti atsparumą žalojantiems kancerogenams? Juolab kad mokslininkai šias 3 rezistentiškumo problemas sprendė, bet atskirai savo siaurame darbe, neapjungė mechanizmų ir esmės nepagrindė. Perėjau dirbti į Onkologijos institutą, siekdama spręsti naujos vėžio kilmės rezistentiškumo teorijos esmės, besiremdama mikrobiologijos žiniomis ir tų žinių sukelto nerimo paskatomis, kad nė viena ankstesnė vėžio kilmės teorija nesustabdė navikinių ligų plitimo, juolab negalėjo padėti šių ligų gydymui, nes negalėjo įminti vėžinių ląstelių formavimosi mechanizmo – jų parazitizmo kilmės.

Kokios buvo paskatos ieškoti vėžio kilmės rezistentiškumo teorijos pritaikymo dar iki vėžio imunologinės kontrolės teorijos sukūrimo?

Čia ilgas kelias. Dar praėjusio šimtmečio pabaigoje, kai teorija buvo dar tik hipotezė, mąsčiau, kaip ją galima pritaikyti onkologijos praktikoje. Juk evoliucijos dėsniai, nors ir paprasti, negali būti klaidingi. Imuninė sistema turi turėti mechanizmus, apsaugančius organizmą nuo žalingo parazitinių vėžinių ląstelių poveikio. Tačiau tie apsaugos mechanizmai irgi yra kancerogenų žalojami, slopinamos imunokompetentinių ląstelių funkcijos. Be to, mane paskatino vėliau teorijos aptarimų seminaruose keliamas klausimas: kodėl teorija neturi taikymo praktikai pasiūlymų, kodėl ji yra įdomi tik teoriškai. Visada gyvenau ieškodama jos pritaikymo. „Medical Hypotheses“ paskelbė mano pateiktus 25 argumentus už rezistentiškumo teoriją. Žurnalas prašė pateikti argumentų prieš teoriją – neradau nė vieno. Patikėjo! O tas 25-asis argumentas ir buvo naujoji vėžio imunologinės kontrolės teorija, susijusi su hipoteze, kad specifinis natūralus imunitetas atavistiniam endotoksinui turi galimą reikšmę žmogaus vėžio prevencijoje.

Kaip buvo suformuluota idėja, kad atavistinis endotoksinas yra vienas vėžio kilmės endogeninių veiksnių, padedantis kancerogenų pažeistoms ląstelėms išgyventi, įgydamas parazitizmo savybių? Kokia buvo tyrimų pradžia?

Natūralaus imuniteto endotoksinui tyrimų kryptis, t. y. IgM klasės natūralių antikūnų prieš enterobakterinį endotoksiną (IgMNAE) paieška eksperimentinių gyvūnų ir žmonių kraujo serume, susiformavo atsitiktinai. Žiurkių kepenų ekstrakte po kelių mėnesių išlaikymo (esant +8° C) priaugo žarninės grupės mikroorganizmų; tada buvo atlikta šio ekstrakto precipitacijos reakcija agare su natūraliu žiurkių ir žmonių serumu. Matyt, ekstraktas prieš tai eksperimente pakartotinai naudojant buvo atsitiktinai užterštas nežinomomis žarninės grupės bakterijomis, turėjusiomis enterobakterinį bendrąjį antigeną (EBA) (kaip žinoma, gramneigiamos žarninės grupės bakterijos turi identišką EBA, kuris yra ląstelės išorinėje membranoje: tai lipopolisacharido molekulės, vadinamos endotoksinu. Ekstraktas buvo pamirštas ir paliktas šaldytuve.

Darbas buvo atliekamas siekiant ištirti vėžinių ląstelių antigeninių ir virulentinių savybių pokyčius veikiant alkilinančiais preparatais dar tuometėje Patofiziologijos laboratorijoje. Žiurkių kepenų ekstraktai buvo naudojami kaip kontrolinis variantas. Atliekant dvigubąją imunodifuzijos reakciją agaro gelyje pagal O. Ouchterlony (1948 m.) atsitiktinai (po 6–7 parų) buvo pastebėta papildoma melsvai balsva juosta. Ši juosta ir davė pagrindą formuluoti mintį apie natūralių specifinių IgM klasės antikūnų prieš gramneigiamų žarninės grupės mikroorganizmų enterobakterinį bendrąjį antigeną (EBA) (endotoksiną) buvimą sveikų žmonių ir žiurkių kraujo serume, t. y. endogeninių ar spontaninių antikūnų endotoksinui (IgMNAE) buvimą. Žinoma, prie šio pastebėjimo labiausiai prisidėjo ir naujų vėžio profilaktikos endogeninių žymenų paieškos mintys. Dėsningumas buvo patvirtintas tyrimuose su žarninės grupės Alcaligenes 415 bakterijų kamieno, gauto 1961 m. iš Maskvos Tarasevičiaus valstybinio standartizacijos ir biologinių preparatų kontrolės mokslinių tyrimų instituto, bendruoju enterobakteriniu antigenu (endotoksinu) be precipitacijos reakcijos gelyje pagal O. Ouchterlony dar naudojant imunoautoradiografijos reakciją pagal D. A. Elgort ir G. I. Abelevą (1971 m.).

Papasakokite apie Jūsų eksperimentinių darbų pagrindu sukurtą parazitizmo hipotezę apie galimą atavistinio endotoksino vaidmenį kancerogenezėje?

Mūsų darbuose buvo iškelta hipotezė, kad besiformuojančios navikinės ląstelės, atsparios žalojimui ir supaprastėjusios savo morfologinėmis ir funkcinėmis savybėmis, kad išgyventų,gali „pažadinti“ ir pradėti išskirti atavistinį endotoksiną, „paslėptą“ ląstelės gelmėse evoliucijos procese. Atavistinis endotoksinas galėtų būti onkologinių ligonių lėtinės kacheksijos ir sepsinių būklių priežastis. Jis yra svetimas organizmui ir identiškas gramneigiamų bakterijų endotoksinui. Šis evoliucinis atavistinis agentas – lipopolisacharido molekulės navikuose atlieka sprendžiamą vaidmenį navikinėms ląstelėms tampant parazitėmis. Jos ilgo latentinio periodo metu, kažkuriame transformacijos etape įgyja naują supaprastėjimo savybę – parazitizmą, padedantį išgyventi, metastazuoti ir tapti nauja svetima organizmui atavistine populiacija.

Aišku, kad normalios ląstelės tokių parazitinių savybių neturi. Hipotezė buvo paskelbta taip pat „Medical Hypotheses“ žurnale 2011 m. Ji gali būti paaiškinta pritaikant vėžio kilmės evoliucinio rezistentiškumo teoriją, pasiūlytą mūsų pagal biologinius dėsnius adaptuojantis ląstelėms išgyventi. Vėžinių ląstelių atavistinės savybės atsiranda per ilgą latencijos ir degeneracijos periodą. Taip navikinės ląstelės, suprimityvėdamos savo savybėmis ir įgydamos parazitinių savybių, kaip ir bakterijos, tampa nauja parazitine savarankiška populiacija organizmo viduje, todėl ir išgyvena. Ląstelių bendras evoliucinis rezistentiškumas, kaip adaptacijos fenomenas, esant žeidžiantiems veiksniams, būdingas visoms gyvybės formoms.

Kancerogeninių veiksnių supresuotos natūralaus imuniteto endotoksinui ir kitos reakcijos nepajėgia pažeistų ląstelių sunaikinti. Savo esme tai yra įgimta specifinio evoliucinio rezistentiškumo paveldo programa, skirta pažeistoms ląstelėms išgyventi. Dėl to atsparios ląstelės adaptacijos procese tampa parazitinės ir taip gyvybingesnės.

Kyla klausimas: kaip vėžėjančiose ląstelėse per ilgą kancerogenezės latentinį periodą gali atsirasti svetimų organizmui bakterinės kilmės ląstelių lipopolisacharido molekulių (endotoksino)?

Prieš paskelbiant straipsnį žurnale, kaip anksčiau minėta, jau buvo sukurta nauja vėžio kilmės rezistentiškumo teorija, pagrįsta bendrais biologiniais dėsniais. IgMNAE sintezės skatinimo mechanizmas, susiformavęs kancerogenezėje po imuninės sistemos funkcijų supresinių pažeidimų, buvo aiškinamas naujai šios teorijos dėsniais: evoliucijos procese paslėptų („snaudžiančių“) lipopolisacharido molekulių (atavistinis endotoksinas) funkcijų galimu suaktyvėjimu kartu su jau žinomu fenomenu evoliucinio rezistentiškumo genų ir onkogenų veiklos suaktyvėjimu atitinkamai paveldo programai.

Šių genų veiklos aktyvacija gali būti atavistinės regresijos pasireiškimas, nes tai padeda atsparioms ląstelėms įgyti parazitinių savybių su jų nelimituotu dalijimosi, invaziniu ir metastaziniu augimu po ilgo jų latentinio periodo.Aktyvuotos „snaudžiančios“ lipopolisacharido molekulės taip pat dauginasi kartu su proliferuojančiomis vėžinėmis ląstelėmis, kas joms padeda adaptuotis ir išgyventi nepalankiomis sąlygomis.

Atsparios ląstelės adaptacijos procese žalojimui tampa labiau primityvios ir labiau gyvybingos. Navikas yra nauja, savarankiška ir parazitinė ląstelių populiacija. Mūsų nustatyta, kad po 15–30 metų sveikų žmonių ir turėjusių kraujo serume 1979 ir 1982 m. IgMNAE onkologinėmis ligomis susirgo atitinkamai pagal procentinę išraišką 1/3 mažiau (5 proc.) nei neturėjusių šių antikūnų (p <0,05). Todėl tikėtina, kad IgMNAE sintezės stimuliacija galėtų padėti apsaugoti pažeistų ląstelių mechanizmus nuo rezistentiškumo, invaziškumo, metastazinių ir kitų parazitizmo savybių formavimosi.

Kas vėžinėms ląstelėms padeda tapti parazitinėmis?

Ogi atavistinis bakterinės kilmės endotoksinas, tapatus žarninės grupės gramneigiamų mikroorganizmų endotoksinui. Jis evoliucijos raidoje, kaip jau minėta, buvo perduotas iš bakterijų somatinėms ląstelėms ir paslėptas jų gelmėse. O esant žalojančioms išgyvenimo sąlygoms „pažadintas“ atbunda aktyviai veiklai kaip ir evoliucinio rezistentiškumo genai ir onkogenai. Kartu tokios ląstelės netenka kai kurių normalių ląstelių savybių (antigeninių, morfologinių, biocheminių). Jos grįžta evoliucijos laiptais atgal – suprimityvėja ir tampa parazitinės sveikoms ląstelėms. W. El-Deiry (1998 m.) teigia, kad onkogenų veiklos aktyvinimas yra susijęs su ląstelių išgyvenimo mechanizmais ir sąveikauja su pirminiu evoliuciniu piktybiniu rezistentiškumo mechanizmu navikinių ląstelių formavimosi procese. Nustatyta, kad tiek bakterijose, tiek gyvūnų ląstelėse genetiniai procesai vyksta pagal tuos pačius dėsningumus. Rezistentiškumo mechanizmų yra daug. Pagrindiniai tapatūs mechanizmai, bendri visoms ląstelių rūšims, yra rezistentiškumas daugeliui ksenobiotikų ir vaistų (multixenobiotic resistence – MXR ir multidrug resistance – MDR). Jie yra vertinami kaip apsaugos prieš ląstelių žalojimą evoliucijos procese susiformavę mechanizmai. Organizmo imuninė sistema, gindamasi nuo pažadinto svetimo antigeno, pradeda gaminti antikūnus mažesniais ar didesniais kiekiais. Kadangi IgMNAE kraujo serume būna ir natūraliai, matyt, jie yra sveikų ląstelių sargais. Šiuos teiginius visiškai patvirtina literatūra apie rezistentiškumo genus ir jų baltymus, kurie buvo išsaugoti tūkstančius milijonų metų ir iš bakterijų perduoti žinduolių ir žmogaus ląstelėms (M. Gottesman, 2002).

Visi šie mechanizmai galimai turi didelius pajėgumus veikti ir kontroliuoti kancerogenezės procesą. Šių genų ir jų baltymų funkcijų aktyvacija ir padeda naujai besiformuojančioms vėžinėms ląstelėms įgyti parazitinių savybių, lemiančių jų neribotą dalijimąsi, invaziškumą ir metastazinį plitimą. Metastazės yra aiškiai matoma navikų atavistinio vystymosi biologinė apraiška, kuri savo esme yra specifinis evoliucinis atsakas, padedantis pažeistoms ląstelėms išgyventi. Todėl turėtų būti formuojama nauja onkologinės strategijos problema – galėtų būti pradėta bakterinio ar atavistinio endotoksino pagrindu vakcinų prieš vėžį gamyba ir jų panaudojimas vėžio profilaktikoje. IgMNAE neabejotinai gali būti naudingi tobulinant vėžio diagnostikos ir imunoterapijos metodus.

Kaip natūralaus specifinio imuniteto endotoksinui eksperimentiniai tyrimai atvedė į šią naują žmogaus vėžio imunologinės kontrolės teoriją?

Tuo metu natūralių specifinių antikūnų endotoksinui tyrimai buvo nauji ne tik vėžio profilaktikos ir klinikinės onkologijos srityse, bet ir bendrai medicinoje. Tyrimai buvo pradėti nuo 1970 metų Todėl po IgMNAE kriterijaus, kaip vėžio rizikos svarbaus ir nepriklausomo rodiklio įvertinimo eksperimentiškai, buvo parengtas ir TSRS Valstybiniam mokslo ir technikos komitetui Maskvoje pateiktas naujų vėžio rizikos imunodiagnostikos metodų, pasitelkiant specifinius natūralius IgM klasės antikūnus (IgMNAE), paieškos projektas tema: „Sukurti ir įdiegti į klinikinę praktiką ankstyvos vėžio imunodiagnostikos metodą, esant natūralių antikūnų bendram enterobakteriniam antigenui (endotoksinui) titro pakitimams“.

Projektas patvirtintas 1978 m. Darbo rezultatai buvo paskelbti 1985 m. monografijoje, kurios duomenys, praėjus 15–30 m., buvo pagrindu šios vėžio imunologinės kontrolės teorijos po žmonių, turėjusių ir neturėjusių IgMNAE kraujo serume 1979–1982 m. ir kai kurių iš jų susirgusių onkologinėmis ligomis, diagnozių patikros. Tirtų 2223 sveikų žmonių (kraujo donorų ir ne donorų) kraujo serume IgMNAE duomenys buvo įvertinti sergamumo vėžiu atžvilgiu. Gauti duomenys duoda pagrindą apibendrinti, kad natūralaus imuniteto endotoksinui mechanizme galima įžvelgti organizmo homeostazės apsauginę reakciją. Didelė IgMNAE koncentracija pagal paveldo programą turėtų slopinti kancerogenų pažeistų ląstelių evoliucijos eigoje „paslėpto“ ląstelės gelmėse ir kancerogenezės procese „atgyjančio“ parazitizmo nešiklio atavistinio endotoksino veiklos suaktyvėjimą, būtiną vėžinėms ląstelėms išgyventi ir metastazuoti, bet antagonistišką sveikoms kūno ląstelėms. Todėl natūralaus imuniteto endotoksinui stimuliacija pagamintomis vakcinomis prieš atavistinį endotoksiną gali būti naudinga vėžio prevencijai žmonėms, turintiems silpną natūralų imunitetą, taip pat kuriant imunoterapinius metodus, siekiant sustabdyti navikinių ląstelių endogeninį parazitizmą. Tai skelbia ir žurnalas „Medical Hypotheses“ (2015 m.).

Ar natūralaus imuniteto atavistiniam endotoksinui mechanizme galima įžvelgti formavimąsi atitinkamų evoliucinių apsauginių reakcijų? Kaip organizmo imuninė sistema ginasi nuo parazitinio endotoksino? Kaip kilo idėja, kad specifinis natūralus imunitetas evoliuciniam atavistiniam endotoksinui turi galimą reikšmę vėžio prevencijai?

Neabejotinai natūralaus imuniteto endotoksinui mechanizme galima įžvelgti formavimąsi atitinkamų evoliucinių apsauginių reakcijų, kurios saugo pažeistas ląsteles nuo rezistentiškumo žalojantiems veiksniams įgijimo arba pagal paveldo programą jas pašalina iš organizmo terpės. Tyrimai leido galutinai įtvirtinti mūsų vėžio kilmės teoriją, kad navikinių ląstelių formavimasis yra susijęs su bendru biologiniu piktybiniu rezistentiškumu, padedančiu pažeistai ląstelei išgyventi. Šioje paveldėtoje programoje atavistinis endotoksinas dalyvauja vėžio patogenezėje ir yra vienas kancerogenezės veiksnių, atspindintis ląstelės primityvėjimo išraišką. Jis padeda kancerogenų pažeistoms ląstelėms tapti parazitinėmis.

Tačiau imuninės sistemos apsauginė kompensacinė reakcija prieš endotoksiną (IgMNAE) kancerogenezės ilgo latentinio periodo metu yra supresuojama, tuo tarpu didelė IgMNAE koncentracija kraujo serume galėtų sustabdyti ląstelės vėžėjimo procesą dar pirmose kancerogenezės stadijose. Gal padidėjusi IgMNAE koncentracija kraujo serume galėtų apsaugoti sveikas kūno ląsteles nuo tapimo parazitėmis, toliau išsaugant evoliucijos procese ląstelės gelmėse paslėptą parazitinę informaciją ar tiesiog ją, pradėjusią veikti, sunaikinti ir eliminuoti iš organizmo terpės.

Reikia manyti, kad pagaminta endotoksino vakcina imunizuotų asmenų organizme pasigaminę didesniais kiekiais specifiniai IgMNAE suspėtų prisijungti prie „pažadinamų“ lipopolisacharido molekulių ir taip sustabdytų vėžinių ligų vystymąsi pačioje pradžioje. Taigi gal šios prielaidos galėtų nukreipti onkologų epidemiologų ir imunologų mintis apie būtinumą pirmiausia tikrinti didelės vėžio rizikos grupių, o vėliau ir bendros populiacijos žmonių natūralų imunitetą atavistiniam endotoksinui, o žmones, turinčius jo mažą koncentraciją, imunizuoti sukurta endotoksino vakcina.

Kokie buvo pirmieji atgarsiai onkologijos ir imunologijos tyrėjų bendruomenėje, paskelbus vėžio imunologinės kontrolės teoriją?

Medicinos mokslo bendruomenė iš karto mūsų darbui skyrė dėmesį. Per metus nuo straipsnio paskelbimo atsiųsti mokslinių straipsnių paprašė 37 tarptautiniai moksliniai žurnalai: International Journal Cancer Research, Immunology Advances, International Journal of Vaccines and Immunisation, Global Journals Inc. USA ir kt. Viena Vokietijos leidykla paprašė pateikti medžiagą knygai. 4 žurnalų redakcijos kvietė tapti redkolegijų nare. Taip pat buvau pakviesta dalyvauti 10 mokslinių konferencijų (Olandijoje, Vokietijoje, Kinijoje, JAV) ir 4 tarptautiniuose vėžio imunoterapijos ir vakcinų kongresuose bei simpoziumuose. Nesant galimybių dalyvauti Kinijos tarptautiniame imunoterapijos simpoziume, organizatoriai paprašė pateikti teorijos pranešimo santrauką ir patys paruošė simpoziumui stendą. Kiti autoriai mūsų darbus šia tematika internete skaitė 1906 kartus, citavo 47 kartus.

Šaltinis: "Lietuvos gydytojo žurnalas", Nr.10, 2016m.