Хотя детский рак встречается не так часто, некоторые его виды остаются смертельно опасными, и для них почти нет эффективного персонализированного лечения. Одна из таких страшных болезней — рабдоидная опухоль. Она может возникнуть в разных тканях и органах. В Испании, например, каждый год такой диагноз ставят примерно двенадцати малышам, и обычно это происходит до двух лет. История, о которой пойдет речь, — это история девочки, у которой в пять месяцев обнаружили злокачественную рабдоидную опухоль почки.

Врачи из барселонской больницы Сант Жоан-де Деу провели операцию по удалению опухоли и начали лечение: химиотерапия, облучение, а затем и иммунотерапия. Именно в этот момент к работе подключились ученые из Центра геномного регулирования (CNAG) и Института биомедицинских исследований (IRB Barcelona). Они начали скрупулезное исследование иммунного ответа маленькой пациентки, буквально клетка за клеткой. Их цель была понять, почему лечение, в конечном счете, оказалось успешным.

Результаты этой работы теперь опубликованы в журнале Annals of Oncology.

Ученые провели полный анализ иммунного ответа. Они изучали иммунные клетки, которые взяли из самой опухолевой массы и из образцов крови в разные моменты лечения на протяжении двенадцати месяцев. С помощью передовых геномных технологий в CNAG расшифровали последовательность около 37 000 T-клеток — это особый тип иммунных клеток, которые умеют распознавать и атаковать раковые клетки. Так они нашли те субпопуляции клеток, которые проявили самую высокую противораковую активность. Параллельно с помощью других технологий (OS-T, Omniscope) провели крупномасштабное секвенирование T-клеточных рецепторов (TCR). Эти рецепторы находятся на поверхности клеток и именно они распознают врага — антигены опухоли. В итоге ученые выделили конкретный набор клеток и рецепторов, которые затем проверили в лаборатории, чтобы оценить, насколько хорошо они справляются с раковыми клетками именно этой девочки.

Результаты обнадежили. У самой пациентки были все признаки выздоровления: ее T-клетки размножались, долго оставались активными, безошибочно узнавали опухоль и держали ее под контролем. То же самое ученые увидели и в пробирке. Это двойное подтверждение — и в живом организме, и в лаборатории — не только доказало, что иммунотерапия сработала, но и дало бесценную информацию для разработки будущих персонализированных клеточных терапий.

Наше исследование показывает огромный потенциал технологий секвенирования, чтобы отслеживать, как меняется профиль иммунных клеток во время лечения, — говорит доктор Инес Сентис, первый автор работы. — Сравнивая образцы крови до и после терапии, мы смогли выделить именно те T-клетки и рецепторы, которые усилила иммунотерапия. Это и есть потенциальные кандидаты с наибольшей противораковой активностью.

Авторы также подчеркивают, как важно уметь находить эти клетки в крови, ведь жидкая биопсия — это гораздо более щадящий метод для пациента, чем традиционная биопсия опухоли.

Наши результаты доказывают, что глубокое изучение каждого отдельного случая может дать ценнейшие insights, которые напрямую влияют на исход лечения. Это особенно важно для таких редких и агрессивных видов рака, как рабдоидные опухоли. Мы хотели понять, что определяет ответ на иммунотерапию у детей. Теперь у нас есть реальная основа для разработки персонализированной иммунотерапии для маленьких пациентов, у которых сегодня практически нет вариантов, — говорит доктор Александра Августинова, руководитель группы в IRB Barcelona и соавтор исследования.

Девочке иммунотерапию применили по сочувственному применению — это когда лечение еще официально не одобрено для конкретной болезни, но его пробуют использовать, если других шансов просто нет. У взрослых такая иммунотерапия уже более распространена, например, при раке кишечника или меланоме, и часто работает лучше, отчасти потому, что опухоли взрослых содержат больше мутаций, и иммунной системе их проще заметить.

Этот вид лечения, который называют ингибированием иммунных checkpoints (ICI), помогает собственным защитным силам организма, особенно T-клеткам, эффективнее распознавать и атаковать опухолевые клетки. Он блокирует белок PD-L1, который многие опухоли используют как щит, чтобы скрыться от иммунитета. Лишившись этой защиты, раковые клетки становятся видимыми и уязвимыми для T-клеток.

Основываясь на своем детальном анализе, авторы считают, что именно эта стратегия внесла вклад в выздоровление ребенка и дала уникальный шанс разработать «ингредиенты» для потенциальной терапии будущего — клеточной иммунотерапии. Такие терапии тоже усиливают иммунную систему пациента, но делают это с помощью клеточной инженерии: улучшают способность иммунных клеток бороться с раком. Конкретно исследователи из CNAG и IRB Barcelona разработали стратегию под названием TCR-T. Ее суть в том, что у пациента забирают T-клетки, генетически модифицируют их так, чтобы они производили T-клеточные рецепторы (TCR), которые максимально точно узнают уникальные белки именно его опухоли.

Это исследование подчеркивает мощь профайлинга T-клеток для мониторинга и предсказания ответа на иммунотерапию. Более того, оно открывает путь к персонализированным клеточным терапиям, когда мы можем «научить» собственные T-клетки пациента бороться с опухолью с помощью нужных TCR-последовательностей. Сегодня это можно сделать in vitro с помощью mRNA-технологий. Однако мы предполагаем, что в будущем такое станет возможным делать прямо в организме пациента (in vivo), что сделает подобные лечения более масштабируемыми и доступными, — поясняет доктор Хольгер Хейн, один из авторов исследования.

Сейчас, через два года после диагноза, девочка полностью здорова. Ее случай — это шаг к настоящей персонализированной медицине, которая может подбирать лечение под уникальные особенности каждого больного. И он наглядно показывает, как новые геномные техники позволяют разрабатывать терапевтические стратегии — в данном случае, в области клеточной терапии, — которые в будущем могут помочь другим детям.

Реальная польза этого исследования многогранна и выходит далеко за рамки одного спасенного ребенка.

• Персонализированный подход к редким опухолям: Оно создает прецедент и дорожную карту для лечения ультраредких заболеваний, где проводить масштабные клинические испытания невозможно из-за малого числа пациентов. Углубленное изучение единичного успешного случая становится источником бесценных данных.
• Мощный диагностический и прогностический инструмент: Разработанный метод отслеживания специфичных к опухоли T-клеток в крови (через жидкую биопсию) может стать неинвазивным способом мониторинга ответа на иммунотерапию у других пациентов, позволяя вовремя корректировать лечение.
• Фундамент для готовых клеточных продуктов: Самое главное — ученые не просто подтвердили эффективность существующего лечения, а выделили конкретные «боевые единицы» иммунитета (T-клетки и их рецепторы). Это готовый „чертеж“ для создания персонализированной клеточной терапии (TCR-T) для этого конкретного типа опухоли. Этих наработок можно будет в будущем косвенно касаться и других детских опухолей.

Главное критическое замечание очевидно и отчасти признается самими авторами: это исследование единичного случая (n-of-1). Хотя его глубина и детализация впечатляют, невозможно экстраполировать полученные выводы на всех пациентов с рабдоидными опухолями. Уникальный успех мог быть обусловлен не только иммунотерапией, но и совокупностью других факторов: особенностью иммунной системы именно этой девочки, специфическим набором мутаций в ее опухоли, эффектом от предыдущих этапов лечения (химио- и радиотерапии). Чтобы подтвердить универсальность подхода, необходимо успешно повторить этот протокол на других пациентах, что крайне сложно из-за редкости заболевания.

Ранее ученые выяснили, что детские опухоли содержат миллионы скрытых мутаций.