Cancer immunotherapy through the prism of the adaptation concept: will Achill catch up with the turtle?

Abstract

Иммунотерапия обеспечивает значительный прогресс в лечении рака, однако, не у всех, и не всегда. В обзоре мы кратко проанализировали основные методы иммунотерапии рака и обозначили новый подход для повышения их эффективности. Проблему иммунотерапии рака мы рассмотрели через призму концепции адаптации к факторам среды. В контексте этой концепции высокая выживаемость опухолевой клетки может быть обусловлена адаптацией к лекарствам и агрессивным факторам иммунитета, таким как свободные радикалы и воспалительные цитокины. В онкологической клинике врач с помощью иммунотерапии пытается усилить иммунитет больного. Эта тактика оправдана, если удается увеличить силу иммунной атаки до уровня, который убивает опухоль. Но если стимулирование иммунитета недостаточно сильное, чтобы убить опухолевую клетку, это приводит к дополнительной адаптации опухоли и повышению ее устойчивости. Отсюда следует важная для клиники гипотеза: снизить выживаемость опухолевых клеток можно с помощью нарушения ее механизмов адаптации. Концепция адаптации предлагает два способа решения: 1) блокировать активацию генов и синтез белков, необходимых для формирования адаптивного системного структурного следа (ССС); и 2) прекратить действие адаптирующих факторов, и благодаря этому вызвать исчезновение ССС, дезадаптацию и утрату опухолью приобретенной устойчивости. Применительно к иммунотерапии рака второй способ порождает, на первый взгляд абсурдную идею, «отключить» иммунную систему на период до стадии дезадаптации опухоли, и только затем применить иммунотерапию к утратившим устойчивость опухолевых клеток. Эта гипотеза нуждается в проверке, но уже сейчас с ней согласуются косвенные данные. Снижение адаптивной устойчивости опухолевых клеток могло бы существенно увеличить антиопухолевый потенциал иммунотерапии рака. Immunotherapy provides significant progress in treatment of cancer although not for all and not always. In this review, we briefly analyzed major immunotherapies for cancer and outlined a new approach to improve their effectiveness. We examined the issue of cancer immunotherapy through the prism of the concept of adaptation to environmental factors. In the context of this concept, the high survival rate of tumor cells may be due to cell adaptation to drugs and aggressive immunity factors, such as free radicals and inflammatory cytokines. In the oncological clinic, physicians try to enhance the patient’s immunity with immunotherapy. This tactic is warranted if the physician would manage to increase the potency of immune attack to a level that kills the tumor. However, if the enhanced power of immunity attack is insufficient to kill a tumor cell, the tumor may additionally adjust and stabilize. Therefore, a clinically important hypothesis ensues: the tumor cell survival may be impaired by disrupting its adaptive mechanisms. The concept of adaptation offers two options: 1) to block activated synthesis of the genes and proteins that are required for formation of an adaptive systemic structural trace (SST) and 2) to stop the action of adapting factors, and, thereby, to erase the SST and induce maladaptation with loss of the acquired resistance of the tumor. With regard to cancer immunotherapy, the second option creates, at the first glance, an absurd idea, to “turn off” the immune system for a period preceding the stage of tumor maladaptation, and only then to apply immunotherapy to the tumor cells that have become less resistant. This hypothesis needs to be verified but some indirect data are already consistent with it. Reducing the adaptive resistance of tumor cells could significantly increase the antitumor potential of cancer immunotherapy.