Læknavísindi, tækni og endalok krabbameins

Fyrir nokkrum áratugum þegar við vorum nýgræðingar í sporum lækna á krabbameinsdeild þýsks háskólasjúkrahúss þurftum við oft að flytja sjúklingum okkar sorglegar fréttir: „Það eru engir meðferðarkostir eftir, sem við getum boðið þér.“ Á þeim tíma voru helstu vopnin gegn langt gengnu krabbameini lyfjameðferð og geislun. Stundum voru þau áhrifarík, en oft veittu þau ekki þá lækningu sem margir vonuðust eftir.

Landslag krabbameinsmeðferða er nú gerbreytt. Við höfum upplifað að fram eru komin ný lyf sem ráðast á æxlisvöxt af mikilli nákvæmni. Nú er hægt að ná stjórn á krabbameinum sem áður voru ómeðferðartæk, jafnvel þótt þau séu langt gengin. Þó er það svo að vonir meirihluta sjúklinga með bráðakrabbamein um öfluga meðferð hafa reynst rétt utan seilingar.

Hvers vegna er það svo þótt milljörðum dollara sé varið í krabbameinsrannsóknir á hverju ári að lækning fyrir sjúklinga með langt gengið krabbamein er frekar undantekningin en reglan?

Svarið liggur í eðli krabbameinsins sjálfs. Krabbamein sprettur af tilviljanakenndum genabreytingum, sem nefnast stökkbreytingar, á löngum tíma í heilbrigðum frumum. Stökkbreytingarnar geta orðið vegna lífsstíls, fjölskylduveikleika, langvarandi heilbrigðisaðstæðna eða jafnvel snertingar við hættuleg efni. Eftir því sem þeim fjölgar breytast stökkbreyttar frumur í krabbamein.

Tvennt má ráða af þessu handahófskennda ferli. Í fyrsta lagi er hvert krabbamein jafn einstakt og einstaklingurinn sem fær það. Það þýðir að jafnvel þeir sem greinast með sams konar krabbamein eru aðeins með örfáar sameiginlegar stökkbreytingar. Í öðru lagi er hvert æxli flókið samspil milljarða, sérstakra frumna, sem stöðugt læra að aðlagast, að koma sér undan ónæmiskerfinu og verjast þeirri meðferð sem við notum til að sækja að því.

En hvað ef við gætum séð við þessum erfiðu andstæðingum með því að virkja afl annars krafts, sem er mjög einstaklingsbundinn og námfús: okkar eigin ónæmiskerfis?

Varnarkerfi líkamans er samsett úr milljörðum frumna með ótrúlega hæfileika. Meðal þeirra eru T-frumurnar, sem eru hinir árvökulu varðmenn náttúrunnar og vakta líkama okkar án afláts. Þróun ónæmiskerfisins hefur hins vegar forritað það til að bregðast við utanaðkomandi ógnum á borð við veirur og bakteríur, fremur en stökkbreytingar að innan. Fyrir vikið vekur aðeins brotabrot stökkbreytinga athygli ónæmisvarna okkar.

Nú skulum við ímynda okkur framtíð þar sem einstaklingsmiðuð bóluefni við krabbameini eru á boðstólum eftir þörfum. Það væri hægt að hanna þau þannig að þau komi til skila af nákvæmni einstökum krabbameinsstökkbreytingum í sjúklingnum. Það væri líkt og að láta ónæmisfrumurnar fá dreifibréf með lýsingu á hinum eftirlýsta með leiðbeiningum um að gera fjölþrepa árás á æxlið.

Fyrir þremur áratugum þegar við stóðum við rúmstokkinn hjá sjúklingum okkar var þetta aðeins draumsýn, en nú snúast umfangsmiklar klínískar tilraunir okkar og fleiri um þessa tækni.

Samspil framfara í tækni og vísindum á ýmsum sviðum hefur gefið byr í seglin.

Það er orðið gerlegt að lesa erfðafræðilega byggingu krabbameins úr hverjum sjúklingi með því að nota lítið lífsýni í hárri upplausn og það er hægt að gera það á nokkrum klukkustundum með því að lesa kjarnsýrurnar með næstu kynslóð raðgreiningartækni. Nýtilkominn kraftur í tölvuvinnslu gerir okkur kleift að fara í gegnum það gríðarlega magn upplýsinga sem raðgreiningin veitir. Við notum þróaða tölvuvinnslutækni og reiknirita gervigreindarinnar til að hjálpa okkur að greina þær stökkbreytingar sem við teljum að skipti mestu. Þær verða síðan grundvöllurinn að eftirlýsingunni á æxlinu, sem er send frumunum með mótandi ríbósakjarnsýrunni (m-RNA) í bóluefninu. RNA er sá kostur sem við teljum ákjósanlegastan til að bólusetja. Ríbósakjarnsýra er fornasti sendiboði náttúrunnar. Það er hægt að hanna hana með hraði, klæðskeramóta hana og framleiða á nokkrum vikum. Tíminn skiptir öllu máli fyrir krabbameinssjúklinga.

Um þessar mundir fara fram rækilegar prófanir á kostum til að nota til einstaklingsmiðaðra bólusetninga og aðgangur að þeim er bundinn við klínískar tilraunir undir eftirliti. Þessar tilraunir hafa sýnt að hægt er að beita einstaklingsmiðuðum aðferðum þegar um fáa sjúklinga er að ræða með því að virkja og fjölga T-frumum, sem eru færar um að bera kennsl á æxli út frá völdum stökkbreytingum. Það er mikilvæg forsenda fyrir ónæmiskerfið til að berjast við krabbamein. Nýlegar klínískar rannsóknir á melanómu og briskrabbameini sýna gagnið sem getur hlotist af notkun einstaklingsmiðaðra mRNA-bóluefna í því skyni að draga úr hættunni á að krabbamein taki sig upp aftur eftir skurðaðgerð. Vísindamenn eru einnig að gera stærri klínískar rannsóknir á nokkrum tegundum krabbameins til að bera þessi einstaklingsmiðuðu bóluefni saman við þá meðferð, sem nú telst hefðbundin. Upplýsingarnar, sem þessar tilraunir munu veita okkur, muni gefa til kynna hvað einstaklingsmiðuð krabbameinsbóluefni sem eru í þróun eru örugg og skilvirk.

Framfarir í tækni og vísindum eiga sér oft stað í samsíða sílóum, en þegar leiðir liggja saman getur útkoman brotið blað. Þannig samspil verður til með því að blanda saman mRNA og gervigreind. Með því má leggja grunninn að byltingarkenndum lausnum í einstaklingsmiðuðum lækningum og greiða götu nýrra tíma í læknavísindum.

Við trúum því að gervigreind muni halda áfram að leika vaxandi lykilhlutverk í þróun einstaklingsmiðaðra bóluefna og lyfja við krabbameini. Með reikniritum gervigreindarinnar er hægt að greina gríðarlegar upplýsingar um erfðaefnið með hraði og hjálpa til við að greina mynstur og tengingar sem kunna að yfirsjást með hefðbundnum aðferðum. Þessi hraða, nákvæma greining er sérstaklega nytsamleg þegar finna þarf þær krabbameinsstökkbreytingar sem máli skipta innan um hinar fjölmörgu erfðabreytur í æxli sjúklingsins. Eftir því sem gagnagrunnar heimsins um krabbamein stækka má búast við að forspárgeta um stökkbreytingar og hönnun bóluefnis fyrir hvern sjúkling haldi áfram að taka framförum.

Mjög fjölhæft mRNA getur í krafti sameindalegra eiginleika sinna gert mögulega hraða framleiðslu í því magni sem þörf krefur á litlum, sjálfvirkum framleiðslustöðum þar sem hægt er að búa til margar útgáfur samtímis. Með samhliða framleiðslu er hægt að brjóta upp hið hefðbundna færiband og búa til ólíka vöru samtímis. Fyrir okkur eru þessir eiginleikar framleiðslu, sem byggð er á mRNA, grundvöllurinn að því að einstaklingsbundin lyf verði einn góðan veðurdag almennt á boðstólum og að gera kleift að vísindaleg þekking, sem þróuð er með hjálp gervigreindar verði nýtt í tímans rás. Með því að sameina þessa tækni opnast möguleikar á að laga sig hratt og örugglega að einstaklingsmiðuðum mRNA-bóluefnum eftir því sem getan til að greina einstaklingsbundnar stökkbreytingar í æxlum sjúklinga eykst.

Við teljum að á sviði rannsókna í læknisfræði sé hjónaband tækni á borð við gervigreind og mRNA boðberi tíma umbyltinga sem líkja má við lögmál Moores um örflögur. Rétt eins og lögmál Moores spáði fyrir um veldisvöxt á getunni til tölvuvinnslu á sér nú stað sambærileg hröðun sem gæti hjálpað til að mæta þörf í lækningum, sem er brýn, en óuppfyllt. Hér er þó eitt ósamræmi. Við bætum við nýrri þekkingu og yfirstígum tæknilegar hindranir á meiri hraða en við ráðum við að þróa og samþykkja nýjar meðferðir innan hins hefðbundna regluverks, sem við notum í hefðbundnu regluverki og ferlum í lyfjaþróun, klínískri meðferð og umönnun.

Fyrir vikið er verið að brýna vísindamenn, stjórnvöld, heilbrigðisyfirvöld og þjóðfélög að koma í veg fyrir þetta vaxandi bil á milli þess sem er gerlegt byggt á þekkingu okkar nú og tæknilegum framförum og þeirra meðferðarkosta sem í raun er verið að bjóða sjúklingum.

Með þetta í huga er rétt að spyrja hversu langt í framtíðinni einstaklingsmiðuð bóluefni við krabbameinum séu?

Enn erum við ekki komin svo langt. Eins og með allar nýjar meðferðir þurfa vænleg einstaklingsmiðuð bóluefni að fara í gegnum fyrirfram ákveðin stig klínískrar þróunar og til að sanna yfirburði í skilvirkni gagnvart meðferðum, sem þegar er stuðst við. Við gerum ráð fyrir að fyrsta samþykki og innleiðing slíkra meðferða muni hafa átt sér stað fyrir ákveðnar tegundir krabbameina árið 2030. Á áragtugnum þar á eftir munum við sjá tæknidrifna umbreytingu sem mun gera það að verkum að einstaklingsmiðaðar meðferðir verða kostur, sem víða verður í boði á viðráðanlegu verði.

Krabbamein er sérlega persónulegur sjúkdómur og það er kominn tími til að meðferðin verði líka persónumiðuð.

© 2023 The New York Times Company og Ugur Sahin og Özlem Türeci.