Исследователи из Калифорнийского университета в Медицинской школе Сан-Диего говорят, что антитела к молекуле нечеловеческого сахара, обычно обнаруживаемой у людей, могут быть полезны в качестве будущего биомаркера для прогнозирования риска рака, для ранней диагностики случаев рака и, в достаточной концентрации, могут использоваться в качестве лечение для подавления роста опухоли.
Работой руководили Ричард Шваб, доктор медицины, доцент клинической медицины, и Аджит Варки, доктор медицины, профессор медицины, клеточной и молекулярной медицины, вместе с другими преподавателями онкологического центра Мурса Университета штата Калифорния и Центра исследований и обучения гликобиологии Университета штата Калифорния. В число сотрудников входят исследователи из групп Си Чена из Калифорнийского университета в Дэвисе, Индер Верма из Института Солка и ученые из Sialix, Inc., биотехнологическая компания, базирующаяся в Виста, Калифорния.
Он опубликован в онлайн-выпуске журнала Cancer Research от 19 апреля и в печатном выпуске от 1 мая.
Каждая животная клетка покрыта сложными молекулами, называемыми сиаловой кислотой, которые служат жизненно важными точками контакта для взаимодействия с другими клетками и окружающей средой. Люди производят особый вид сиаловой кислоты, называемой N-ацетилнейраминовой кислотой (Neu5Ac), но также могут нести другой тип, не относящийся к человеческому роду, под названием N-гликолилнейраминовая кислота или Neu5Gc, который получают с пищей, в частности, при употреблении красного мяса. Молекулярные структуры этих сиаловых кислот различаются всего лишь одним атомом кислорода, но этого различия достаточно, чтобы заставить иммунную систему человека вызвать сложный ответ против Neu5Gc.
В предыдущем исследовании Варки и его коллеги описали, как низкие дозы антител против Neu5Gc могут приводить к хроническому воспалению, иммунологическому ответу, связанному с развитием и ростом рака. В новой работе с использованием нового сиалогликанового микроматрицы команда обнаружила, что пациенты с карциномами имеют повышенные уровни антител к одной конкретной цепи сахара, содержащей Neu5Gc. Этот необычный антиген возникает в результате включения пищевого Neu5Gc в онкологический маркер Sialyl-Tn. Это первый пример биомаркера в виде человеческого "ксено-аутоантитела" к диетической молекуле.
После этого открытия ученые также обнаружили, что очищенные человеческие антитела против Neu5Gc обладают иммунотерапевтическим потенциалом: они специфически убивают опухоли мышей или человека, экспрессирующие Neu5Gc, при применении в более высоких концентрациях. Эти результаты указывают на двойной ответ антител против Neu5Gc, которые могут либо стимулировать рост опухоли при низкой дозе (служащей биомаркером заболевания), либо подавлять рост опухоли при высокой дозе.
"Остается неясным, как именно терапевтические антитела действуют у пациентов, даже при лечении, уже одобренном Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов," сказал Шваб. "Вероятно, это комбинация сигнальных иммунных клеток, убивающих раковые клетки, и антител, непосредственно убивающих клетки, рекрутируя другие белки в организме. Понимание того, как более низкие уровни антител стимулируют рост рака, а сильные реакции могут убивать раковые клетки, будет иметь решающее значение для безопасного внедрения этого подхода в лечение рака."
Шваб отметил, что предстоит еще много вопросов и исследований. Требуются долгосрочные исследования, чтобы узнать, являются ли уровни антител против Neu5Gc надежным индикатором будущего риска рака, можно ли снизить этот риск и можно ли их использовать для раннего выявления рака. Разработка этих антител для лечения рака потребует дальнейшего изучения того, как именно антитела действуют против опухолей, экспрессирующих Neu5Gc.
Тем не менее, Шваб выразил оптимизм по поводу значимости и будущего работы.
"Это первое доказательство того, что антитела против Neu5Gc могут быть полезны для раннего выявления рака, определения риска рака или для лечения," он сказал. "Самая большая проблема с продвижением этой работы заключается в том, что сахара по своей природе трудно изучать, но все больше людей начинают обращать на это внимание ?? включая Национальный институт рака, который организовал специальную программу гликомики для нескольких институтов, которая профинансировала наш проект. Анализ крови, который может выявить рак на ранней стадии или выявить изменяемый риск рака, станет огромным прорывом в лечении рака."