事实证明,癌症包含极其难以捉摸的靶点,肿瘤会产生抗药性,从而躲避治疗它们的药物。然而,一组科学家现在设计出了一种巧妙的新策略,它能让癌细胞自杀,迫使它们自相残杀。
创新的关键在于引入了两个新的"开关"。第一个开关能使改造细胞在接触某种药物时,超越并主宰癌细胞群的其他部分。第二个开关会释放一种毒素,杀死现在占主导地位的改造细胞及其未改造的邻近细胞。
发表在《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)上的一项研究强调,这种"双开关选择基因驱动"方法解决了现有癌症治疗方法的核心难题。一些癌细胞不可避免地会进化出抗药性机制,从而在治疗中存活下来。细胞可能会使药物失活,关闭药物靶向的通路,或做出其他分子改变以维持生命。
为了应对这种情况,医生通常会使用多种药物组合,以不同的方式攻击肿瘤。然而,这些选择是有限的,尤其是对于缺乏有效治疗靶点的难治癌症。新技术采用了一种截然不同的方法。它不是寻找新的药物或靶点,而是利用肿瘤快速进化的能力来对付它。
在概念验证实验中,研究人员使用了肺癌细胞和药物厄洛替尼。通常,厄洛替尼是通过阻断表皮生长因子受体蛋白的活化来发挥作用的,而表皮生长因子受体蛋白是细胞不受控制生长的驱动力。然而,科学家们改造了肺癌细胞,通过第一个"自杀基因"来逆转厄洛替尼的作用,使细胞产生抗药性,并在接触药物后迅速增殖。
将厄洛替尼应用于混合修饰和未修饰的癌细胞,可使经过编辑的细胞迅速成为肿瘤样本中的主要群体。一旦达到这种效果,研究人员就停止给药。
然后,他们用一种名为 5-FC 的无害化合物激活了第二个"自杀基因"。这种基因能表达一种酶,将 5-FC 转化为剧毒抗癌药物 5-FU。由于被编辑的细胞现在占了肿瘤的大部分,释放的毒素有效地杀死了整个癌细胞群。
研究人员在患有非小细胞肺癌(最常见的肺癌类型)的小鼠身上测试了这种方法,发现经过改造的细胞在20天内就超越了原来的肿瘤。到第80天,肿瘤完全消退。
研究小组目前正努力在其他癌症类型和药物组合上测试这种方法。如果试验成功,它将为战胜癌症提供一种新方法。