Su užklupusiu vėžiu besigrumiantys ligoniai kartais imasi įmantriausių priemonių kovoje su šia liga, tačiau mažai kas susimąsto, koks mūšis už išlikimą vyksta ligos pakirstuose organizmuose, kai  ląstelių lygmeniu sprendžiasi žmogaus likimas.

Žmogaus organizmui, kuriame pradeda augti navikas, būdingas imuniteto slopinimas – tai naviko progresijos sudedamoji dalis. Limfocitai yra viena svarbiausių žmogaus imuninės sistemos dalių, apsaugančių organizmą nuo navikų ir virusais užkrėstų ląstelių.

Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto profesorius Dainius Characiejus, 40 metų glaudžiai susijęs su onkologinių tyrimų tematika ir už juos įvertintas Tarptautinės vėžio kontrolės sąjungos (UICC) Yamagiwa-Yoshida memorialiniu tarptautiniu vėžio tyrimų grantu, pasakoja būtent apie šiuos slaptuosius žmogaus organizmo kovotojus – limfocitus, jų suvaldymą ir jau laimėtas kovas su navikais.

2 trilijonai superherojų kovoje su vėžiu

Limfocitus galima laikyti ląstelėmis klajoklėmis, kurios nuolat migruoja po visus organizmo audinius. Limfocitų yra blužnyje, limfiniuose mazguose, žarnyno gleivinėje, kaulų čiulpuose, čiobrialiaukėje, kepenyse, plaučiuose ir kituose organuose. Nors limfocitų kiekis paprastai nustatomas iš kraujo, jame yra tik 2 proc. visų žmogaus organizmo limfocitų. Iš viso žmogaus organizme yra apie 10¹² (arba du trilijonai) limfocitų. Sudėjus visus žmogaus turimus limfocitus kartu, susidarytų apie 1,5 kg, t. y. masė, panaši į kepenų ar smegenų masę. Pasak prof. D. Characiejaus, limfocitai skirstomi į 3 pagrindines rūšis: T limfocitus, B limfocitus ir NK (angl. natural killers) limfocitus. NK limfocitai sunaikina virusais infekuotas ląsteles, B limfocitai gamina antikūnus, o kovoje su vėžinėmis ląstelėmis daugiausia dalyvauja T limfocitai.

T limfocitai yra pasiruošę priimti daugybę signalų iš kitų ląstelių ir iš išorinės aplinkos. Išorės signalus priimančios ląstelių struktūros vadinamos receptoriais. Turbūt vienu iš svarbiausių būtų galima laikyti T ląstelių receptorių (angl. T-cell receptor, TCR), kuris atpažįsta svetimas organizmui molekules, vadinamas antigenais. Antigenai aktyvina T limfocitą, t. y. paspartina jo medžiagų apykaitą ir paskatina dauginimąsi. Vykdant mokslinius tyrimus buvo išsiaiškinta – T limfocitai gali priimti ne tik aktyvinančius, bet ir slopinančius signalus. Už T limfocitų veiklą stabdančių receptorių CTLA-4 ir PD-1 atradimą Jamesui P. Allisonui ir Tasuku Honjo skirta 2018 m. Nobelio fiziologijos ir medicinos premija.

Per pastaruosius 15 metų sukurta gal 10 vaistų – monokloninių antikūnų, kurie užblokuoja  CTLA-4 arba PD-1 receptorius ir atpalaiduoja T limfocitų stabdžius. Šiais vaistais pavyksta pagydyti kai kuriuos melanoma, plaučių, inkstų, šlapimo pūslės vėžiu sergančius ligonius. Pasak prof. D. Characiejaus, tai neabejotinai didelis proveržis, dar kartą įrodantis, kad imuninė sistema gali kontroliuoti piktybinių navikų augimą. Deja, CTLA-4 arba PD-1 receptorius blokuojantys vaistai būna efektyvūs tik 10–40 proc. vėžiu sergančių ligonių.

„Atpalaidavus stabdžius, T limfocitai pradeda atakuoti sveikus organizmo audinius ir sukelia sunkius šalutinius reiškinius. Taigi akivaizdu, kad T limfocitų stabdžių atpalaidavimas visko neišsprendžia“, – aiškina onkologas.

„Senstantys“ limfocitai prasčiau saugo?

Į atskiras rūšis limfocitai skirstomi pagal ląstelių paviršiaus vadinamąsias CD molekules, kurių daugumą, kaip jau minėta, galima laikyti receptoriais, galinčiais priimti išorės signalus. Pagrindinės dvi T limfocitų rūšys yra pagalbiniai T limfocitai (T-helper), kurie savo paviršiuje turi CD4 molekulę, ir citotoksiniai T limfocitai (T-killer), kurie savo paviršiuje turi CD8 molekulę. Pagalbiniai T limfocitai padeda subręsti ir pasidauginti citotoksiniams T limfocitams, kurių užduotis – sustabdyti vėžinių ląstelių dauginimąsi arba jas sunaikinti.

1 pav. CD8+ limfocitų populiacija žmogaus organizme. Dainiaus Characiejaus schema

Pasirodo, kad CD8+ limfocitų populiacija taip pat nėra vienalytė. CD8+ limfocitus galima suskirstyti į dvi dalis pagal CD28 ir CD57 molekulių raišką. Pasak mediko, reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad žmogaus organizme nėra CD8+ limfocitų, turinčių tuo pačiu metu abi minėtas molekules (1 pav.): „Pavyzdžiui, naujagimio organizme beveik visi CD8+ limfocitai turi CD28 molekulę, bet neturi CD57 molekulės. Vidutinio amžiaus žmogaus organizme turinčių CD57 molekulę CD8+ limfocitų padaugėja iki 30 proc., o sulaukus daugiau kaip 80 metų – iki 60 proc.“ Taigi su amžiumi didėja CD8+CD57+ limfocitų procentas visų CD8+ limfocitų atžvilgiu. Todėl kartais, anot prof. D. Characiejaus, CD8+CD57+ limfocitai vadinami „senstančiais“ limfocitais. Su amžiumi daugėja ir susirgimų vėžiu. Ar yra ryšys tarp vėžio ir „senstančių“ limfocitų?

Pusė gydymo negavusių ligonių miršta per 6 mėnesius

Dar XX a. pabaigoje buvo labai nedaug galimybių gydyti metastazavusį inkstų vėžį. Vieninteliai vaistai, kurie gelbėdavo šia liga sergančius ligonius, buvo genų inžinerijos būdu pagaminti citokinai – interferonas-α ir interleukinas-2. Nemaža dalis metastazavusiu inkstų vėžiu sergančių žmonių Lietuvoje tuo metu negaudavo jokio priešvėžinio gydymo. XX a. paskutiniame dešimtmetyje Lietuvoje susikūrusi biotechnologijos firma „Biotechna“ genų inžinerijos būdu pradėjo gaminti interferoną-α pavadinimu „Realdiron“. Sergantiems metastazavusiu inkstų vėžiu ligoniams atsirado galimybė gauti vieną iš tuo metu pažangiausių ir brangiausių gydymo būdų. Parėmus Italijos ambasadai, Nacionalinis vėžio institutas (tuometinis Lietuvos onkologijos centras) 1994 m. įsigijo pirmąjį Lietuvoje „Becton Dickinson“ firmos tėkmės citometrą, t. y. aparatą, kuriuo galima tiksliai nustatyti įvairių limfocitų rūšių procentinę sudėtį žmogaus kraujyje. Taigi atsirado galimybė nustatyti „senstančių“ (CD8+CD57+) limfocitų kiekį metastazavusiu inkstų vėžiu sergantiems ligoniams.

2 pav. Tyrimų rezultatai parodė, kad pusė priešvėžinio gydymo negavusių ligonių, kurių kraujyje yra ne mažiau kaip 30 proc. „senstančių“ limfocitų tarp visų CD8+ limfocitų, miršta per 6 mėnesius. Paveikslas publikuojamas iš D. Characiejus, J. Hodzic, J. J. Jacobs, EPMA J, 2010, Nr. 1, p. 369–375, su „EPMA J“ redakcijos leidimu

Šio tūkstantmečio pradžioje žurnale „Anticancer Research“ paskelbti tyrimų rezultatai parodė, kad pusė priešvėžinio gydymo negavusių ligonių, kurių kraujyje yra ne mažiau kaip 30 proc. „senstančių“ (CD8+CD57+) limfocitų tarp visų CD8+ limfocitų, miršta per pusę metų. Jeigu ligonių kraujyje yra mažiau negu 30 proc. „senstančių“ (CD8+CD57+) limfocitų, tai pusė tokių ligonių net ir be gydymo išgyvena ilgiau negu 23,5 mėnesio. Šis skirtumas, pasak prof. D. Characiejaus, akivaizdžiai parodo, kad „senstantys“ (CD8+CD57+) limfocitai turi neigiamą įtaką metastazavusiu inkstų vėžiu sergantiems ligoniams.

„Gydymas interferonu-α padėjo tik ligoniams su dideliu CD8+CD57+ limfocitų kiekiu. Ligoniams su mažu šių limfocitų kiekiu gydymas interferonu-α galėjo net sutrumpinti išgyvenimą“, – sako medikas.

Gydymo sėkmė priklauso ir nuo amžiaus

Vėliau mokslininkai nustatė neigiamą kraujyje cirkuliuojančių CD8+CD57+ limfocitų įtaką ir ligonių, sergančių skrandžio bei krūties vėžiu, išgyvenamumui.

„Įdomius rezultatus gavome tirdami chemoterapija gydomų ūmia limfoblastine leukemija sergančių vaikų imuninės sistemos pokyčius. Apie 80–90 proc. vaikų, sergančių šia liga, yra išgydomi taikant šiuolaikinę chemoterapiją. Tuo tarpu suaugusiems ligoniams, sergantiems ūmia limfoblastine leukemija, tais pačiais chemoterapiniais vaistais pavyksta pasiekti efektą tik 30–40 proc. atvejų“, – tyrimo rezultatus atskleidžia mokslininkas.

Pasak Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto profesoriaus, vienas iš galimų paaiškinimų – vaikai beveik neturi „senstančių“ limfocitų, tuo tarpu suaugusiųjų organizme jų padaugėja iki 30 ar net 60 proc.

„Netikėtai nustatėme, kad chemoterapija ūmia limfoblastine leukemija sergančių vaikų organizme sunaikina „senstančius“ limfocitus beveik nepakenkdama „jauniems“ limfocitams. Taigi ir šiaip „jauna“ T limfocitų populiacija vaikų organizme dėl chemoterapijos dar labiau „atjauninama“. Nėra duomenų, kad suaugusių ligonių leukeminės ląstelės būtų mažiau jautrios chemoterapijai negu vaikų leukeminės ląstelės. Taigi galima daryti išvadą, kad geri vaikų gydymo rezultatai priklauso nuo „jaunų“ CD8+CD57- limfocitų, kurių procentinį kiekį dar labiau padidina chemoterapija“, – apibendrina prof. D. Characiejus.

Moksle pasitaiko prieštaravimų

Atrodytų, kad atliktų tyrimų rezultatai vienareikšmiškai pagrindžia teigiamą „jaunų“ CD8+CD57- limfocitų reikšmę onkologijoje. Bet, kaip dažnai būna moksle, atsiranda prieštaravimų. Mes pavadinome CD8+CD57+ limfocitus „senstančiais“, tarsi laikydami savaime suprantamu jų nepajėgumą kontroliuoti vėžines ląsteles. Tačiau teoriškai manoma, kad būtent šie CD8+CD57+ limfocitai geriau sugeba nužudyti vėžines ląsteles negu „jauni“ CD8+CD57- limfocitai, bent jau in vitro, t. y. ląstelių kultūroje. Tai gal CD8+CD57+ limfocitus būtų teisingiau vadinti „apmokytais“ ar „patyrusiais“?

Situaciją dar labiau komplikuoja faktas, kad sergančiųjų melanoma (pigmentą melaniną turinčių ląstelių kilmės vėžiu) organizme CD8+CD57+ limfocitai pasižymi teigiama reikšme. CD8+CD57+ limfocitų kiekio didėjimas sergančiųjų melanoma kraujyje yra teigiamas prognostinis ženklas ir numato ilgesnę gyvenimo trukmę. Kaip „jauni“ CD8+CD57- limfocitai, dar nepasižymintys sugebėjimu nužudyti vėžinę ląstelę, gali stabdyti naviko augimą ir pailginti ligonių gyvenimą? Eksperimentinių tyrimų rezultatai, pasak mokslininko, patvirtina šį paradoksą: T limfocitai, nesugebantys nužudyti vėžinių ląstelių in vitro, stabdo navikų augimą pelių organizme.

3 pav. Šiuolaikiniai vaizdinimo aparatai aptinka švytinčius limfocitus pelių organizme. Dainiaus Characiejaus nuotr.

Išspręsti šį paradoksą, pasak prof. D. Characiejaus, galėtų padėti tolimesni eksperimentiniai tyrimai.

„Jeigu T limfocitai gali kontroliuoti naviko augimą tik žudydami vėžines ląsteles, tai jie turi atkeliauti į naviką ir tiesiogiai kontaktuoti su vėžinėmis ląstelėmis. Jeigu limfocitai stabdytų naviko augimą nesikaupdami jame, vadinasi, suveiktų kiti, vadinamieji necitotoksiniai, mechanizmai“, – hipotezes kelia mokslininkas.

Neseniai smarkiai patobulėjusi bioliuminescencinio vaizdinimo in vivo technologija galėtų padėti tai nustatyti.

„Ši technologija naudoja jonvabalio švytėjimo principą, kai fermentas liuciferazė katalizuoja liuciferino oksidinimą, o šios reakcijos metu išsiskiria šviesa“, – paaiškina medikas.

Švytinčius limfocitus labai dideliu jautrumu gali aptikti šiuolaikiniai vaizdinimo aparatai, tiesa, kol kas tik pelių organizme. Galima tikėtis, kad netolimoje ateityje limfocitų vaizdinimo ar kitos technologijos padės išaiškinti, kaip limfocitai gali kontroliuoti piktybinių navikų augimą ir žmogaus organizme.