В течение последних пяти лет в Португалии под руководством биолога-эволюциониста Риты Фиор из Фонда Шампалимо проводилось исследование: могут ли онкологи принимать более эффективные решения при лечении рака при использовании рыб? Как отмечает научное сообщество, это исследование является первым рандомизированным испытанием, в ходе которого пациенты будут получать препараты, которые были предварительно протестированы на эмбрионах рыбок данио-рерио, имплантированных раковыми клетками пациентов.
Указанные ретроспективные исследования показали, что так называемые аватары рыбок данио-рерио могли бы способствовать успешным методам лечения и теперь Фиор и ее коллеги хотят определить как эта способность наиболее эффективно может принести пользу пациентам.
“Все ищут что-то более предсказуемое в отношении того, как терапия повлияет на раковые опухоли пациентов”, - говорит биолог по стволовым клеткам Леонард Зон из Гарвардской медицинской школы. Уже используется целый ряд различных живых существ, включая мышей, плодовых мушек и клеточных культур, которые предназначены для использования в качестве персонализированных тестовых площадок для лечения рака. Но у всех есть ограничения. Если новое исследование покажет, что рыба обладает “высокой прогностической ценностью, люди будут в восторге от этого”, - говорит Зон.
Как отмечают медики, различия в опухолях пациентов — такие особенности, как их генетика, метаболизм и потенциал роста — могут затруднить онкологам выбор правильного лечения. Поскольку может быть доступно несколько примерно эквивалентных вариантов, пациентам, возможно, придется проходить одну вредную терапию за другой, чтобы выбрать наиболее эффективное лечение. Геномный анализ иногда может помочь определиться с выбором, но даже если рак пациента содержит мутации, которые указывают на необходимость определенного лечения, нет гарантии, что оно даст положительный результат.
В поисках лучшей альтернативы лаборатория Риты Фиор уже почти десять лет изучает способности рыбок данио-рерио. Исследователи выделяют раковые клетки у пациента, помечают их флуоресцентным методом в лаборатории и пересаживают в прозрачные эмбрионы рыбок данио-рерио, которые естественным образом растут. Фиор и ее коллеги добавляли в воду для рыб противораковые препараты, использовали дозы облучения, а затем наблюдали за флуоресцирующими опухолевыми клетками, чтобы определить, будет ли рак пациента чувствителен к тем же методам лечения. Не менее важно и то, что, выявляя варианты, которые, вероятно, не сработают, аватары могут избавить пациентов от потенциально токсичных, но бесполезных методов лечения.
Эти рыбки данио-рерио произвели фурор после того, как в 2017 году Фиор и ее коллеги сообщили, что аватары смогли предсказать результаты химиотерапии у четырех из пяти человек, получавших лечение от колоректального рака. В отчете, опубликованном в журнале Nature Communications за 2024 год, ученые описали создание аватаров для большей группы из 55 пациентов и проведение рыбам того же типа химиотерапии, что и людям. Для 50 пациентов рыбы “предсказали” исход лечения. Дополнительным преимуществом, по словам Фиор, является то, что аватары могут выявить ключевые характеристики опухолей, такие как вероятность их метастазирования. Другие лаборатории также сообщили о столь же многообещающих результатах, полученных с аватарами рыбок данио-рерио.
Как отмечает научное издание Science, исследователь рака Диана Аззам из Международного университета Флориды и ее коллеги сообщили в 2024 году в журнале Nature Medicine, что при таком подходе для вынесения вердикта о раке крови требуется всего 9 дней, а для солидных опухолей - 10 дней. Однако, в отличие от рыб, раковые клетки в простых культурах не обитают в естественной среде организма. “В них отсутствуют многие компоненты, которые, как мы знаем, регулируют биологию опухоли и реакцию на лекарства”, - говорит биолог-онколог Алана Уэлм из Университета Юты.
Плодовые мушки являются еще одним потенциальным оракулом в лечении рака, благодаря методике, разработанной специалистом по генетике мух Россом Кейганом, работающим в настоящее время в Университете Глазго, и его коллегами. Вопрос о том, развиваются ли опухоли у плодовых мушек естественным путем, остается спорным. Поэтому вместо того, чтобы переносить раковые клетки от пациента, исследователи генетически модифицируют личинку плодовой мушки, чтобы она переносила ключевые мутации из опухоли этого человека. Затем они смогли протестировать лекарства, чтобы определить, препятствуют ли они действию мутаций. Этот подход эффективен: из одной генетически измененной мухи Кейган и его коллеги смогли быстро создать 400 000 аватаров для каждого пациента, что позволило им протестировать широкий спектр методов лечения и обеспечить надежную статистическую поддержку результатов.
Мышиные аватары также прошли клинические испытания, но на то, чтобы вырастить опухоли и протестировать методы лечения на мышах, могут уйти месяцы. Уэлм говорит, что ни один из этих подходов не является окончательным. “Мы все еще ждем данных”.
Защитники рыбок данио-рерио утверждают, что они обладают уникальным сочетанием преимуществ. Как и в случае с клеточными культурами, они дают быстрые результаты — в течение 10 дней, что очень важно для принятия клинических решений. Выращивать этих рыбок гораздо дешевле, чем мышей. Маленькие прозрачные эмбрионы также легче поддаются анализу.