О чём говорит покрытие из сахара на поверхности ваших клеток

Ваши клетки покрыты сахарами, которые хранят информацию и говорят на тайном языке. Что же они пытаются сказать нам? Например, они сообщают о вашей группе крови, а, возможно, указывают на рак. Химик-биолог Каролин Бертоцци изучает, как сахара на раковых клетках взаимодействуют с иммунной системой (и иногда обманывают её). Узнайте больше о том, как ваш организм обнаруживает рак и как новейшие противоопухолевые препараты могут помочь вашей иммунной системе победить эту болезнь.

Это выступление о сахаре и раке.

Я заинтересовалась сахаром,
когда училась в колледже.

Но не этим сахаром.

А тем, о котором рассказывали
нам профессора биологии

в контексте покрытия наших клеток.

Возможно, вы не знаете,
что ваши клетки покрыты сахаром.

Я тоже об этом не знала,

пока не прошла эти предметы в колледже.

Но тогда —

а это было где-то в восьмидесятые годы —

люди мало что знали о том,
почему наши клетки покрыты сахаром.

Пересматривая свои конспекты,
я обратила внимание на одну запись,

что сахарное покрытие наших клеток похоже

на оболочку арахиса М&М.

Считалось, что сахар,
покрывающий наши клетки,

выполняет роль защитной оболочки,

которая каким-то образом делает
наши клетки сильнее или выносливее.

Но сейчас, спустя десятилетия, мы знаем,

что всё далеко не так просто

и что сахарá на наших клетках
на самом деле очень сложны.

Если бы вы смогли уменьшиться
до размеров миниатюрного самолётика

и пролететь вдоль
поверхности ваших клеток,

то сахар выглядел бы примерно так —

как географический ландшафт.

Сложные сахарá — это деревья и кусты:

плакучие ивы, которые
покачиваются на ветру

и движутся волнами в порыве ветра.

Когда я начала думать
обо всех этих сложных сахарах,

покрывающих наши клетки, словно листва,

это стало одной из интереснейших
задач, с которыми я сталкивалась

как биолог и как химик.

Как правило, сегодня
мы думаем об этих сахарах,

которые населяют поверхность наших клеток,

как о языке.

В их сложной структуре
содержится множество информации.

Но что же они хотят нам рассказать?

Могу сказать вам, что мы знаем
некоторую информацию,

которая идёт от этих сахаров,

и уже это оказалось невероятно важным

для мира медицины.

Например, сахара сообщают нам

о группе крови человека.

Ваши красные кровяные тельца —
эритроциты — покрыты сахарами,

и химическая структура этих сахаров
определяет группу крови.

Например, у меня первая группа крови.

У кого из присутствующих в зале
тоже первая группа крови?

Поднимите руки.

Она распространённая,

поэтому раз поднятых рук так мало,
то вы либо меня не слушаете,

либо не знаете свою группу крови,
что в обоих случаях плохо.

(Смех)

Но если у вас тоже первая группа,

это означает, что химическая структура

на поверхности наших клеток крови

состоит из трёх простых сахаров,
которые образуют более сложный сахар.

Это по определению
и есть первая группа крови.

А у кого вторая группа крови?

Хорошо.

Это означает, что в ваших клетках
присутствует фермент,

который добавляет ещё один
строительный материал —

вот этот красный сахар —

для построения более сложной структуры.

Как много людей с третьей группой крови?

Довольно много.

У вас тоже есть фермент,
но немного другой,

и ваша структура выстраивается по-другому.

А люди с четвёртой группой крови

имеют один фермент от матери,
а другой фермент от отца,

и обе эти структуры присутствуют
в относительно равных пропорциях.

И когда было сделано это открытие,

ещё в прошлом веке,

оно позволило изобрести одну из самых
важных медицинских процедур в мире —

конечно же, это переливание крови.

Зная вашу группу крови,

если вам нужно переливание,
мы можем предоставить вам донора

с точно такой же группой,

чтобы в ваш организм
не попали чужеродные сахара,

которые ему не понравятся
и будут им отторгнуты.

Что ещё сахара на поверхности клеток
пытаются рассказать нам?

Возможно, они хотят
сообщить нам о наличии рака.

Так, несколько десятилетий назад

при анализах раковой ткани
стали обнаруживаться корреляции.

Вот типичный сценарий:
у пациента обнаруживают опухоль,

и поражённую ткань удаляют
во время процедуры биопсии,

а затем отправляют в лабораторию
патологической анатомии,

где ткань будет проанализирована
на предмет химических изменений,

результат которых поможет онкологу
определить курс лечения для пациента.

В подобных исследованиях было обнаружено,

что сахара менялись,

когда здоровая клетка
трансформировалась в поражённую.

И эти корреляции наблюдались
снова и снова.

Но в этой области
возник большой вопрос: почему?

Почему у раковых клеток другие сахара?
В чём важность этого?

Почему это происходит
и что мы можем сделать, если окажется,

что это связанно с развитием болезни?

И одно из изменений,
которое мы исследуем, —

повышение плотности сахара,

называемого сиаловой кислотой.

Я думаю, что этот сахар станет
одним из самых важных сахаров

нашего времени,

поэтому я призываю всех вас
познакомиться с этим словом.

Сиаловая кислота — это не тот сахар,
который мы едим.

Это разные сахара.

Сиаловая кислота была обнаружена

на определённых уровнях
во всех клетках организма.

На самом деле на клетках
его достаточно много.

Но по какой-то причине

раковые клетки, по крайней мере в
постоянно прогрессирующем заболевании,

обычно имеют больше сиаловой кислоты,

чем нормальная, здоровая клетка.

Почему же?

Что это значит?

Мы обнаружили

связь этого явления с иммунной системой.

Позвольте рассказать вам
о важности иммунной системы

при раке.

Об этом, как мне кажется,
сегодня часто говорят в новостях.

Люди начинают знакомиться с термином

«раковая иммунотерапия».

Возможно, некоторые из вас знают тех,

кому помогли эти новейшие
способы лечения рака.

Теперь мы знаем, что иммунные клетки —

лейкоциты, циркулирующие по кровотоку, —

каждый день защищают вас
от неблагоприятных вещей,

в том числе от рака.

На этой картинке

маленькие зелёные шарики —
это иммунные клетки,

а большая розовая клетка —
это раковая клетка.

Иммунные клетки циркулируют по организму
и пробуют на вкус все другие клетки.

Это их работа.

Чаще всего клетки имеют хороший вкус.

Но бывает, что какая-то клетка
оказывается невкусной.

Если повезёт, то это раковая клетка,

и когда иммунные клетки
чувствуют неприятный вкус,

они наносят мощный удар
и убивают вредоносные клетки.

И мы знаем об этом.

Мы также знаем, что
если усилить функцию иммунных клеток,

если стимулировать их откусывать больше

от раковой клетки,

вы получите более эффективную
защиту от рака

и, возможно, даже вылечите рак.

Сегодня на рынке доступны лекарства,

используемые для лечения больных раком,

которые работают
именно по этому принципу.

Они активируют иммунную систему,

делая её более энергичной

при защите нас от рака.

На самом деле одно из таких лекарств,

возможно, спасло жизнь
президенту Джимми Картеру.

Если вы помните, у президента Картера
была злокачественная меланома

с метастазами в мозге,

и такой диагноз обычно
сопровождается цифрами

вроде «осталось жить месяцы».

Но его лечили одним из новых
иммуностимулирующих лекарств,

и сейчас его меланома, похоже,
в состоянии ремиссии,

что поразительно,

учитывая положение дел
всего несколько лет назад.

Более того, это настолько поразительно,

что некоторые делают
провокационные заявления вроде:

«Против рака найден свой пенициллин»

благодаря этим новым
иммунотерапевтическим препаратам.

Я думаю, что невероятно смело
говорить такое о болезни,

с которой мы боремся уже очень давно

и в основном проигрываем битву.

Так что это очень воодушевляет.

Как же всё это связано с сахарами?

Сейчас я расскажу вам, что мы узнали.

Когда иммунная клетка прижимается
к раковой клетке, чтобы попробовать её,

она ищет признаки болезни,

и если она их находит,

клетка активируется и запускает
ракетный удар, убивающий раковую клетку.

Но если раковая клетка покрыта плотным
лесом из того сахара, сиаловой кислоты,

на вкус она становится довольно приятной.

На иммунных клетках есть белок,
который захватывает сиаловую кислоту,

и если этот белок застревает в синапсе

между иммунной и раковой клетками,

он усыпляет иммунную клетку.

Сиаловые кислоты говорят иммунной клетке:

«Эй, эта клетка в порядке. Здесь
всё хорошо, двигайся дальше.

Поищи где-нибудь ещё».

Другими словами,

пока клетки носят толстое пальто
из сиаловой кислоты,

они выглядят потрясающе, не правда ли?

Это удивительно.

А что, если мы сможем снять это пальто

и убрать этот сахар?

Тогда ваша иммунная система

сможет увидеть истинную
сущность раковой клетки:

это враг, которого нужно уничтожить.

Вот чем мы занимаемся в моей лаборатории.

Мы разрабатываем новые лекарства,

которые работают как газонокосилки
на поверхности клеток —

молекулы, которые опускаются
к поверхности раковых клеток

и отсекают сиаловые кислоты,

чтобы иммунная система смогла
достичь своего полного потенциала

в устранении раковых клеток из организма.

В заключение

позвольте мне ещё раз напомнить вам:

ваши клетки покрыты сахарами.

Сахара сообщают соседним клеткам,

хорошая это клетка или плохая.

И это важно,

ведь иммунная система должна
оставлять хорошие клетки в покое.

Иначе у нас были бы
аутоиммунные заболевания.

Но время от времени
рак получает способность

производить новые сахара.

И сейчас, когда мы понимаем,

как эти сахара гипнотизируют
иммунную систему,

мы можем разработать новые лекарства
для пробуждения иммунных клеток,

чтобы сказать им: «Игнорируйте
сахара, ешьте клетку,

угощайтесь раком».

Спасибо.

(Аплодисменты)