Биотехнология: что это такое?

Дорогу осилит идущий

Груша с полками

И все же СПИД не самая страшная беда, преследующая современное человечество. Есть болезни и посерьезней — рак, например. Недуг, прямо скажем, роковой, загадки и тайны которого прячутся от пытливой мысли исследователей на молекулярном, клеточном уровне.

Так уж и роковой, могут возразить мне, а как же утверждение, будто число людей, избежавших с таким диагнозом еще вчера неминуемой гибели, увеличивается из года в год?

Все так, действительно увеличивается. Однако не сомневаюсь, что нижеприведенные здесь факты наверняка избавят вас от излишнего оптимизма, А они таковы: в США, например, один из трех граждан рано или поздно, но обязательно заболевает раком, а каждый пятый человек от него погибает. Думаю, что и в нашей стране «раковая» статистика не менее устрашающа.

Причин возникновения рака много. Среди них — онкогены и механические травмы, ожоги и радиоизотопные воздействия, химические вещества и ультрафиолетовое облучение. И еще великое множество причин, подобных и не подобных названным. А посему и видов онкологических заболеваний предостаточно. Если учесть к тому же, что у каждого человека болезнь протекает по строго индивидуальной схеме соответственно биологическим, молекулярным, физиологическим и прочим особенностям его организма, то проблема создания противораковой вакцины, эффективной при любых видах и клинических формах проявления заболевания, представится даже не в виде айсберга, макушка которого едва поднимается над поверхностью океана, а неким подводным горным хребтом, обнаружить который удается лишь с помощью современных локационных устройств. Однако удается. И это, согласитесь, главное.

Но сколь ни отличен один вид рака от другого, как ни индивидуален он для каждого конкретного лица, а существует все же общая, свойственная всем онкологическим проявлениям черта, их характерная особенность, подмеченная медиками даже не в прошлом и не в позапрошлом веках. О ней мудрые эскулапы размышляли еще во времена оны.

Тело человека рушится от рака

Чем же отличается злокачественное новообразование от здоровых тканей? Тем, что клетки, его составляющие, обретают вдруг способность неудержимого деления. Размножение идет столь бурно, что потомство раковой; клетки прорастает в соседние ткани и органы. Но это еще полбеды. С потоком крови (или лимфы) кусочки раковых клеток и образующиеся в процессе их жизнедеятельности токсины разносятся по всему организму, становясь истоком новых опухолей — так называемых метастазов. Вот почему хирургические методы удаления злокачественных опухолей оказываются чаще всего неэффективными, помогая лишь половине прооперированных. А вторая половина? Она обречена на гибель, ибо организм больных, пользуясь не очень деликатным языком профессионалов, в буквальном смысле слова уже «заплеван» метастазами.

Разумеется, есть еще и химиотерапия, облучение и прочие современные способы пресечения процесса безудержного деления клеток, но, как правило, все они при запущенных формах рака нерезультативны, ибо попасть прицельно в раковую клетку чрезвычайно трудно, а «выстрел» в никуда разрушает главным образом здоровые клетки, подрывая тем самым последние резервы защитных сил организма. Недаром широкое применение химиотерапии (по данным Национального института рака США, подобным способом ежегодно лечат в этой стране 200 тысяч больных) вызывает протест многих американских медиков. Ибо, считают специалисты, для такого опасного и технически сложного вида лечения масштабы. его использования чрезвычайно велики и не могут не вызывать беспокойства. Тем более что результативность химиотерапии до сих пор весьма проблематична.

Вот так... Хотя справедливости ради нужно сказать, что существует и противоположное мнение по данному поводу. Основанием для него служат прежде всего многочисленные факты излечения рака молочной железы так называемыми цитотоксическими агентами, то есть лекарствами внутреннего происхождения, вырабатываемыми клетками в ответ на воздействие химических веществ.

Одним словом, проблема борьбы с раком многопланова, сложна и во многом противоречива, а во всем многообразии проявления этого опаснейшего заболевания прослеживается, как я уже говорил, лишь одно общее свойство, присущее всем его видам, — быстрое, не поддающееся контролю извне размножение клеток.

Всего одно... но, как известно, имея и одну-единетвенную точку опоры, можно перевернуть мир. Правда, в нашем случае никто ничего переворачивать не собирался, а вот характер работы, которую предстояло выполнить медикам, был действительно весьма необычен. Речь шла о том, чтобы ни мало ни много рассекретить тайну запуска механизма клеточного размножения, свойственного раку, а поняв его, заставить работать не во вред — на пользу организму.

Да разве такое возможно? — обычно недоумевают, услышав нечто подобное, люди, весьма и весьма далекие от медицины.

Вполне. Ибо над загадкой рака работали и думали во все времена. Найденное, выявленное, обнаруженное, как правило, под спуд не пряталось, а бережно сохранялось и передавалось в виде ценнейшего опыта от поколения к поколению. Среди подмеченного нередко встречалось и нечто весьма загадочное, но сулящее перспективу практической медицине.

Разумеется, эти «необычности» всегда и во все времена пытались объяснить. Однако в силу ограниченности знаний, свойственных конкретному историческому периоду, сделать это было довольно трудно. В том числе и тем, кто в числе первых обратил на них внимание. Примеров тому — великое множество.

Так, еще в. конце прошлого века американский врач Уильям Б. Коли стал очевидцем странного обстоятельства: если онкологического больного поражала какая-либо вполне безобидная инфекция бактериального происхождения, то основная, «главная» его болезнь — рак — начинала идти на убыль. А нередко и вовсе пропадала.

Но раз так, подумал У. Коли, не попробовать ли лечить моих подопечных препаратами убитых бактерий?

И вскоре о больнице, где он работал, заговорил весь Нью-Йорк: ведь у У. Коли выздоравливали даже люди, судьба которых казалась предрешенной.

Но под влиянием каких веществ разрушались опухоли, с помощью какого чудодейственного средства прекращалось вдруг их зловещее деление, У. Коли не мог объяснить. И хотя как истинный медик он вел дневник своих наблюдений, все они носили описательный характер. Механизм регрессии опухолевых тканей оставался неразгаданной тайной вплоть до наших дней. И только совсем недавно исследователи Центра по изучению рака имени Слоана-Кеттеринга объявили, что они выделили и охарактеризовали (идентифицировали) вещество, способное вызывать некроз (омертвение) раковой опухоли. А чтобы убедиться, что их поиск действительно завершился обнаружением именно того самого вещества, воздействие которого на раковую опухоль когда-то наблюдал У. Коли, они решили воссоздать условия аналогичные тем, в которых нью-йоркский врач лечил когда-то больных, вошедших с его легкой руки в историю медицины. Правда, современные медики не отважились сразу экспериментировать на людях, а решили сначала проверить действие выделенного ими вещества на лабораторных мышах.

Дартс в центре которого рак

Итак, эндотоксин — так назвали вещество, полученное из штаммов бактерий, ввели в виде инъекций мышам, пораженным онкологическими опухолями, — и через несколько дней все раковые клетки погибли от так называемого геморрагического некроза. Но вот что интересно: проводивший исследования Л. Олд и его сотрудники установили при этом нечто сенсационное. Эндотоксин, оказывается, действовал не непосредственно на опухолевую клетку, а через вещество, которое под его влиянием продуцировалось организмом.

Вещество получило «имя» ФНО, что означает — фактор некроза опухолей. Мышиная сыворотка, содержащая ФНО, приостанавливала размножение онкологических клеток, в результате чего они погибали. Но погибали только больные клетки, а здоровые, не пораженные раком, не подвергались под воздействием ФНО вообще никаким изменениям.

Значит, сыворотка действует избирательно, она безошибочно отыскивает и поражает лишь злокачественные образования — сделали вывод исследователи. А это очень важно для клинической практики.

И что же? ФНО появился в онкологических клиниках? — наверняка подумал читатель. — Это же здорово! Наконец-то создано эффективное противораковое средство!

К сожалению, это не так. И не будем торопить события. Потому что между выделением вещества, губительно воздействующего на раковую клетку, и его «наработкой» в нужных количествах — дистанция огромного размера. И чтобы ее благополучно пройти, исследователям в первую очередь предстояло установить, какие же именно клетки вырабатывают ФНО.

Сделали они это следующим образом: некоторых подопытных животных перед тем, как ввести им эндотоксин, заразили БЦЖ. А что такое БЦЖ, надеюсь, в наши дни известно если не всем, то большинству наверняка. Это — высокоэффективная противотуберкулезная вакцина. Противотуберкулезную прививку делают младенцам еще в родильном доме. И на протяжении многих лет ослабленные, но живые палочки Коха, введенные в организм новорожденного, стабильно поддерживают в нем иммунитет к туберкулезу.

Но зачем все-таки понадобилась ученым вакцинация мышей БЦЖ? Для того чтобы выявить, в каких именно клетках станет нарабатываться ФНО. Выявить и проследить за ними на фоне противоопухолевого эффекта, свойственного противотуберкулезной вакцине.

Ответ на поставленный экспериментом вопрос удивил самих исследователей: ФНО продуцировался... макрофагами, знаменитыми мечниковскими «пожирателями».

Пройдет некоторое время, и будет установлено, что и в человеческом организме ФНО продуцируется клетками иммунной системы, в том числе и макрофагами. И снова, в который уже раз подтвердится идея всемогущества защитных сил организма, его иммунной системы. Но как, каким образом воздействует ФНО на опухолевую ткань? С помощью чего среди великого множества клеток он безошибочно узнает в организме те, в которых уже начался патологический процесс?

Вопросы эти еще ждут своих ответов. Шесть лет назад Л. Олд с коллегами так и не смогли до конца рассекретить открытый ими ФНО. Кто знает, может окончательно решить эту проблему сможет один из тех что держит сейчас в руках эту книгу?

А пока ученые продолжают биться над загадкой регрессии опухолевой клетки. Они многое умеют и не менее знают о факторе ее некроза. Так, уже несколько лет назад была решена проблема выработки ФНО в нужных количествах, освоена технология его очистки, группой исследователей под руководством Д. Гелена клонирован ген, кодирующий продуцирование человеческого ФНО, эти же работы, и с не меньшей виртуозностью, повторены сразу несколькими лабораториями, занимающимися медицинской биотехнологией.

Сегодня сразу в нескольких лабораториях одновременно изучается механизм узнавания ФНО злокачественных клеток и молекулярная структура самого фактора, поставлено на повестку дня и изучение поведения ФН0 ц в доброкачественных клетках.

И последнее — решение проблемы клонирования гена фактора некроза опухолей сделало в конце концов реальным то, чем столь бесстрашно занимался в конце прошлого века нью-йоркский врач Уильям Б. Коли — клиническую проверку, а затем и лечение онкологических больных с помощью ФНО.

Как развернутся события в дальнейшем, оправдает ли фактор некроза возлагаемые на него надежды — покажет время и только оно. Сейчас же советую читателям обратить внимание на следующие факты; путь к ФНО начался с идентификации эндотоксина, полученного, кстати, методами генетической инженерии из бактериальных штаммов. Самый яркий эффект воздействия ФНО на опухолевые ткани проявился когда-то на фоне противотуберкулезной вакцины (а теперь — в присутствии интерферона), основу которой составляют живые микроорганизмы (палочки Коха); продуцируют ФНО макрофаги и т. д. и т. п.

Одним словом, за что ни возьмись — везде просматриваются проблемы биотехнологические. Вот почему, завершая свой небольшой рассказ о ФНО и связанных с ним исследовательских изысканиях, хочу выразить надежду, что «ключ», с помощью которого наука откроет когда-нибудь и эту заветную дверь, окажется биотехнологической природы.

Закат солнца и дорога в цветах

Что ж, как говорится, будем надеяться. Надеяться и работать, ибо дорогу, как известно, способен осилить только идущий. Но если кое-кому из моих читателей такая дорога представляется в виде некоего широкого столбового тракта, ведущего в бесконечную и непременно светлую даль, то должен сразу сказать, что вы, друзья, заблуждаетесь. Ухабы и пропасти, холмы и возвышенности, завалы и просветы — чего только нет на этом пути! И если человек, избравший для себя в жизни путь познания, не обладает должным мужеством и бескомпромиссной настойчивостью, ему рано или поздно, но придется с него свернуть.

По тому нелегкому пути всегда, во все времена шли первооткрыватели, иногда встречаясь друг с другом на каком-то из его отрезков, чаще оставаясь незамеченными даже теми, кто шел где-то рядом к той же самой заветной цели. Лишь изредка информация о трудностях, которые приходилось им преодолевать, становилась достоянием общественности. Гораздо чаще она так и оседала на полках архивов и в дневниковых исповедях.

События, извечно вершившиеся на постоянном пути поиска истины, по праву можно было б назвать подвигом. Но люди науки, как правило, скромны и не терпят громких слов, называя возвышенные поступки и не менее большие дела вполне будничными именами.

Вот, как говорится, совсем свежий пример. В одной из московских газет появляется весьма скромная по размерам информация, предваряющаяся не менее скромным сообщением, набранным мелким шрифтом. Сообщение гласит: «Сначала исследователи ввели препарат себе. На этот шаг отважились одиннадцать человек — почти все, кто участвовал в работе. Так начались испытания первой в стране вакцины, полученной методом генной инженерии, — оспенно-гепатитной».

Но зачем понадобилась такая вакцина? И разве два столетия назад «отец иммунологии» Эдвард Дженнер не осуществил первую в мире вакцинацию, втерев вирус коровьей оспы в ранку восьмилетнего мальчика? Отсюда, кстати, и ведет свое происхождение общеизвестный термин «вакцина», ведь «васса» по-латыни — корова.

Нет, все вышесказанное соответствует действительности. Исторический факт вакцинации, осуществленной Э. Дженнером, не вызывает ни у кого никакого сомнения. Но время нередко открывает в старом, казалось бы, давно и тщательно изученном, такие грани и такие возможности, что с ними связывают гораздо большие надежды и перспективы, чем с первопричинным явлением.

Так началась и новая жизнь «старой» оспенной вакцины. По крайней мере, еще три года назад американский журнал «Science» сообщил о том, что группе ученых под руководством Э. Паолетти удалось на основе вируса коровьей оспы, пользуясь методом генетической инженерии, создать поливалентную вакцину. Лабораторные исследования, проведенные со всей тщательностью и типично научной педантичностью, вполне убедительно доказали, что она успешно защищает подопытных кроликов от гепатита В, герпеса и гриппа одновременно. Но почему все-таки и на сей раз предпочтение было отдано вирусу коровьей оспы?

Да потому, что это большой, крупный вирус, в его ДНК можно ввести сразу несколько чужеродных генов, и она начнет успешно синтезировать кодируемые ими белки. В том числе и антигены, на которые иммунная система вакционированного животного образует антитела, способные нейтрализовывать сразу три вида вируса — герпеса, гепатита В и гриппа. Но как все-таки рождалась поливакцина?

Поэтапно, постепенно «складываясь» из вакцин, созданных методом рекомбинантной ДНК против каждого в отдельности из входящих в ее состав вирусов. Порядок «монтажных» работ был приблизительно следующим: заранее выделенный ген, кодирующий антиген вируса гриппа, исследователи встроили в фрагмент ДНК вируса осповакцины.

Приключения «гибридного фрагмента» отнюдь на этом не закончились. Ему еще предстояло вместе с вирусом осповакцины проникнуть в клетки иммунизированного животного, чтобы, как только вирус начнет размножаться, встроиться, вписаться в его ДНК. В результате этих трансформаций получилась вакцина, состоящая из двух компонентов — вакцин против оспы и гриппа.

Аналогичная процедура проделывалась учеными и с генами вируса герпеса, гепатита. Манипуляции и превращения длились до тех пор, пока долгожданная вакцина, очищенная путем клонирования, размноженная в культуре ткани, не оказалась готовой к применению. Но пока что на... животных. По крайней мере, Э. Паолетти, автор вышеназванных работ, заявивший о них в печати три года назад, на ближайшее время клинических испытаний на людях проводить не собирался. И вдруг... сообщение в московской прессе: «Вирус поможет врачам в борьбе с опасным заболеванием» и то самое интригующее вступление к информации, которое я чуть выше цитировал.

В чем же суть исследований, осуществленных советскими учеными? В том, чтобы, «обманув» бдительность иммунитета, ввести в организм не возбудитель гепатита В — грозного заболевания, нередко поражающего ребенка еще в утробе матери, а лишь его «портрет» — осколок, кусочек белковой оболочки вируса. Этого, как и предполагали исследователи, оказалось вполне достаточно, чтобы иммунная система организма, и прежде всего ее верные солдаты — лимфоциты запомнили, как именно выглядит «лицо врага».

Обрывок, «фотографию» белковой оболочки вируса гепатита представил ученым Институт органического синтеза АН Латвии, в лабораториях которого получили и, естественно, изучили ДНК вируса гепатита В. В результате кропотливых, ювелирных по механике исполнения работ исследователям удалось отыскать в «главной молекуле», как все чаще называют ДНК, тот единственный ген, который кодирует продуцирование вирусного белка.

Человек с портретом проходит через турникет

Тогда-то и родилась идея вшить его в вирус осповакцины, реализовать которую взялись ученые сразу трех институтов: Института общей генетики АН СССР, Московского НИИ вирусных препаратов, Института биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР. «Работать с вакциной удобно, — рассказывает доктор медицинских наук А. Альтштейн, — нужный ген можно вставить один раз, а потом разводить измененные вирусы в лаборатории».

Правда, существует и другой путь «внедрения» нужного фрагмента белковой оболочки гепатитного вируса в ДНК возбудителя оспы. По нему как раз и пошли ученые из Института молекулярной биологии АН СССР и Института вирусологии АМН СССР, «пересаживающие» ДНК вируса гепатита В в дрожжевые грибки, с их помощью нарабатывая вирусные белки-антигены. Теперь оставалось только ввести эти антигены в кровь иммунизируемого животного (а в дальнейшем и человека), и защита от гепатита В гарантирована.

Но, согласитесь, один путь вовсе не исключает другого, поскольку у каждого свои преимущества и достоинства. Так, препарат, полученный с помощью традиционных биотехнологических методов, может оказаться особенно хорош при необходимости нанесения возбудителю «массированного удара», столь необходимого, например, во время вспышки эпидемии. Зато живая вакцина незаменима при массовой профилактике. К тому же производство ее, по сравнению с «конкурирующей», намного дешевле. А это тоже немаловажное обстоятельство. И кто знает, может, создание вакцины оспенно-гепатитного назначения отнюдь не завершает поиска в данном направлении? Может, стоит всерьез подумать и над созданием поливалентных вакцин, состоящих из трех и более компонентов, как это делают американские исследователи? По крайней мере, такая идея уже не дает покоя нашим ученым.

Что ж, работы впереди — непочатый край. Медицина и здравоохранение всех стран ждут не дождутся вакцин против рака и СПИДа. И чем раньше эта проблема будет решена, тем больше человеческих жизней сохранит она на планете.

Но при чем здесь вакцина против рака и СПИДа, ведь разговор шел о вакцинах, в ДНК которых еще вроде бы никому не удавалось вписать ни возбудитель СПИДа, ни онкоген, предвижу я недоуменный вопрос читателя.

Да, пока не удавалось. Но разве такая возможность исключается? Отнюдь. Более того, если долгожданная антиспидовая или антираковая вакцина все же в конце концов станет реальностью, то, вне всяких сомнений, в основе ее будет лежать принцип повышения защитных сил организма. Тот самый принцип, который и сегодня является определяющим для всех используемых в медицине и животноводстве вакцин. Ибо иммунитет и есть тот самый мощный аккумулятор всех потенций и сил организма, концентрированная энергия которого в состоянии одолеть любую инфекцию. Помните профессора Юрия Ивановича Морозова, впервые в мире осуществившего пересадку комплекса тимус-грудина кубинским ребятишкам, родившимся с дефектным тимусом?

Точно таким способом ему удалось спасти от смерти и нескольких обреченных онкологических больных, пересадив им тимус погибших во время родов младенцев. Вновь обретшие защитные силы люди победили рак. Их организм, еще недавно почти разрушенный всевозможными химио- и радиотерапиями, сам, не получая извне никакой посторонней помощи, принудил регрессировать раковые клетки, как бы повернув болезнь в обратном направлении.

А раз так, сам собою напрашивается вывод, то для лечения СПИДа и рака может подойти любая вакцина, лишь бы ее действие сводилось к мобилизации защитных сил иммунитета.

Сегодня, по крайней мере теоретически, существует несколько путей создания вакцин, способных защитить человечество от СПИДа и от рака. Более того, такие вакцины созданы. Но, как нередко случается в жизни, на поверку они оказались не столь эффективными, как ожидалось. Но почему?

Потому что любая теория, как правило, хоть на немного, на самую малость; но все же расходится с практикой.

Как ведь рассуждали специалисты, принимаясь за дело? Чтоб на основе конкретного микроорганизма (вируса или бактерии) создать живую биологическую систему, вырабатывающую защитные антитела, необходимо прежде всего найти такой микроорганизм-носитель. И потом уже со всей строгостью подойти к оценке его деловых достоинств. Он не должен, во-первых, вызывать инфекционное заболевание, во-вторых, провоцировать рак и, наконец, в-третьих, обязан обладать талантом стимулирования иммунной системы (выработки антител и защитной клеточной реакции).

И здесь исследователям, как говорится, крупно повезло, потому что вирус, отвечающий всем вышеназванным требованиям, был науке давно известен. И не только ей — всему человечеству. Ведь речь идет все о том же вирусе осповакцины.

Значит, первую часть проблемы — выбор микроорганизма-носителя, можно было считать решенной. Далее события развивались по хорошо отработанной генетической инженерией схеме: в геном вируса вводится ген белка возбудителя СПИДа — и дело, казалось бы, можно было считать завершенным. Ведь теперь, размножаясь в месте прививки, вирус вакцины синтезировал не только собственные белки, но и белки вируса СПИДа, а значит и стимулировал наработку защитными силами организма антител.

Приблизительно так и создавал свой вариант вакцины американский ученый Б. Мосс. Экспериментальная проверка препарата на обезьяне подтвердила его эффективность: организм животного в больших количествах вырабатывал антитела к вирусу — возбудителю СПИДа.

И... опять загадка — антитела-то вырабатывались, а животное СПИДом заболевало. Значит, решили ученые, возможно существование антител, не нейтрализующих вирус-возбудитель! Вскоре догадка подтвердилась: такие антитела действительно есть в организме, и, более того, некоторые из них не только не «гасят» инфекцию, как им вроде бы полагалось в силу «должностной инструкции», но стимулируют ее. Вот так защита!

Однако известно: в науке и отрицательный результат — результат. А раз так, то почему бы не подойти с этих неизвестных прежде позиций к клиническому обследованию больных?

Сказано — сделано. И что же? В крови некоторых из них обнаружили антитела к вирусу-возбудителю. Антитела были, а защитной реакции не наблюдалось...

Так что же — тупик?

Отнюдь... Но чтобы понять, с какой именно проблемой столкнулись исследователи на сей раз, нам придется вернуться к событиям пятилетней давности — к году 1984-му.

Чем же знаменит в истории медицины этот год? Тем, что именно тогда Нобелевским лауреатом стал Нильс Ерне, «самый умный, — по словам другого нобелевского лауреата Ф. Бернета, — из ныне живущих иммунологов». Вместе с Н. Ерне этой чести были удостоены Цезарь Мильштейн и Георг Кёлер. Последние — за разработку? метода моноклональных антител — одного «из самых? важных методических достижений в медицинской биологии в 70-е годы», как охарактеризовал его Комитет пем Нобелевским премиям.

Итак, чем же знаменит Н. Ерне? Своими теоретическими концепциями. Их три, и каждая из них представь ляет собой краеугольный камень современной иммунологии.

Первая низвергла господствовавшее в первой половине нашего века представление о механизме защитных сил, в соответствии с которым считалось, что чужеродный антиген, вторгаясь в организм, сам (подчеркнуто мною,—Авт.) выдает об этом информацию его иммунной системе, запуская таким образом ответную реакцию защитных сил.

Н. Ерне четко и убедительно доказал, что подобное представление неверно. Оттолкнувшись от того, что уже было известно науке, ученый все «расставил» по своим местам. Теперь механизм иммунного ответа представился исследователям в совершенно ином свете, а картина вторжения и ответа на него прорисовалась удивительно четко: антитела образуются в организме не потому, что в его пределы вторгся антиген. Последний способен только избирательно взаимодействовать с комплементарным ему антителом. С ним одним из всего огромного запаса их в организме.

Очень скоро работы Ф. Бернета полностью подтвердят эту теорию. Да, антиген действительно действует избирательно. Его «интересует» только определенный клон иммунокомпетентных клеток, только В-лимфоциты, которые уже запрограммированы на выработку антител нужного вида.

Вторая теория Ерне рассекретила не менее сложную задачу механизма «созревания» Т-лимфоцитов в вилочковой железе и обучение, «натаскивание» их признанным дирижером иммунной системы на предмет различения своего и чужого.

И, наконец, третья концепция излагала взгляд исследователя на иммунную систему как на саморегулирующуюся функциональную сеть взаимодействующих антител и лимфоцитов. Что же привело ученого к такому выводу?

Во-первых, знание тончайшего механизма иммунного ответа, и, во-вторых, его собственное предположение о том, что организм вырабатывает антитела не только против антигенных детерминант (специальные компоненты, находящиеся на поверхности любого внедряющегося в организм агрессора) чужеродных молекул, но и против собственных антител. И даже против рецепторов своих же Т-клеток. И только взаимодействие всех этих «приводных ремней» вкупе способно гарантировать стимуляцию или торможение ответа иммунной системы на чужеродный антиген.

По сути дела, эти три системы Ерне заключали в себе все основополагающие положения современной иммунологии, с которыми, хотелось бы полагать, я сумел познакомить вас всем предыдущим рассказом.

Однако любая теория, сколь ни доказательной представляется она своему творцу и наблюдателям со стороны, рано или поздно потребует экспериментального подтверждения. Применительно к теоретическим заключениям Н. Ерне, таким экспериментальным доказательством могло стать только выделение из сыворотки животного, которому ввели чужеродное вещество, отдельной клетки, продуцирующей антитело одного-единственного типа.

Казалось бы, задача из так называемых нерешабельных. Как это — одну клетку одного-единственного типа? Ведь в сыворотке великое множество антител. И каждое связано не с одной, а со множеством антигенных детерминант!

Проблема усугублялась еще тем, что клетка, продуцирующая антитела (знакомые нам лимфоциты), «не хотела» развиваться in vitro. Ее, как вам известно, научат этому гораздо позднее в лаборатории Р. Галло. А пока лимфоцит все еще «не хочет» развиваться в культуре ткани.

Вот тут-то будущие нобелевские лауреаты Ц. Мильштейн и Г. Кёлер и вспоминает об уникальной способности раковых клеток размножаться бесконтрольно и безудержно. И принимают решение попытаться обернуть зло во благо, заставив раковую клетку нарабатывать, производить только те клетки, которые нужны исследователям.

Они «соединяют» с миеломными (миелома — рак иммунной системы) клетками нормальные лимфоциты, взятые у мыши. И... получают гибридому. Ту самую знаменитую теперь гибридому, без которой оказалось бы невозможным современное производство великого множества веществ и препаратов. Гибридома бессмертна, ведь «узда» ограничения воспроизводства в ее генетическом аппарате отсутствует. К тому же гибридому можно выделить и поместить в культуру ткани, и она продолжит свою бесконечную работу в искусственно созданных условиях, столь же бесконечно воспроизводя невообразимо огромное количество клеток, производство которых ей в данном случае поручено. А так как первая в мире гибридома представляла собой гибрид миеломных клеток и лимфоцита, то в своем бесчисленном потомстве она восопроизводила достоинства, полученные и от той, и от другой. От лимфоцита — способность нарабатывать антитела определенного типа, от миеломы — талант неограниченного размножения в культуре.

Гибридома, подобно хорошо отлаженному, никогда не ломающемуся конвейеру, бесконечно продуцирует-клон антител одного определенного вида, способного распознавать единственную антигенную детерминанту. Другими словами, гибридома производила в эксперименте Ц. Мильштейна и Г. Кёлера (и производит всегда!) только моноклональные антитела.

А теперь представьте себе такую ситуацию: в какой-то стране, в какой-то удивительно удачливой лаборатории какими-то вполне конкретными и чрезвычайно талантливыми специалистами получен наконец некий противораковый агент. Его соединяют с моноклональными антителами — и гибридома начинает свой бесконечный выпуск иммунотоксина, прицельно уничтожающего раковые клетки.

И все! Вечного спутника человека, его рока и проклятия больше не существует!

Не верится? А я не сомневаюсь: когда-нибудь так и случится...

А победят рак объединенные усилия биотехнологии, иммунологии, медицины, союз которых крепнет день ото дня.

Теперь же вновь вернемся к прерванному рассказу о создании вакцины против СПИДа, от которого мы несколько отвлеклись, обратившись к событиям 1984 года.

Помните, работа Б. Мосса над созданием противоспидной вакцины зашла в тупик, оказавшись менее эффективной, нежели ожидалось. Именно поэтому, дабы ответить на сам собою возникающий риторический вопрос «почему именно сложилось такое положение», нам и понадобился экскурс в первую половину 80-х годов. Но зато теперь мы знаем, что за «низкое» качество иммунного ответа «подсудны» антигенные детерминанты.

И что ж? Разве наши обогатившиеся дополнительными сведениями знания могут помочь кому-то в поисках выхода из тупика, в котором оказались создатели вакцины против СПИДа?

Наши знания останутся, разумеется, при нас. Потому что для людей, несведующих в иммунной биотехнологии, они всего лишь — информация к размышлению. А вот тем, кто работает над этой проблемой, без подобной информации не обойтись. Потому что, как пишет Е. В. Кожина (Институт иммунологии Минздрава СССР) в своей статье «Существуют ли вакцины против СПИДа», опубликованной в одном из номеров журнала «Химия и жизнь» за прошлый год, «есть сведения о том, что антитела к разным антигенным детерминантам НIV-1 (напомню — один из вирусов возбудителей СПИДа. — Авт.) далеко не одинаково влияют на течение болезни — лишь некоторые из них играют роковую роль. Если так, то усиление ответа к вирусу целиком, ко всем его составляющим сразу не способствует исцелению. А вот резкое повышение иммунного ответа к отдельным ключевым детерминантам может оказаться решающим элементом успеха». И далее «...во Франции Д. Загури ввел себе и еще десяти добровольцам из Заира полученный от Мосса препарат. На тридцатый или шестидесятый день после инъекции в крови были обнаружены нейтрализующие антитела. Однако они воздействовали только на ту линию вирусов, которая использовалась при создании вакцины: против сильно отличающихся штаммов она была бессильна.

Позже была проведена вторичная стимуляция вирусом осповакцины. К сожалению, результатов повторного вакцинирования еще нет.

Аналогичная вакцинация сделана еще одной группой ученых под руководством С.-Л. Ху и С. Косовски. Она вызвала рост числа Т-лимфоцитов и образование нейтрализующих антител у макак-резусов и шимпанзе. Однако, когда вакцинированных обезьян заражали большой дозой НIV-1, защиты от инфекции, несмотря на наличие нейтрализующих антител, так и не появилось. Возможно, это произошло из-за слишком большой дозы вируса при умышленном заражении (для человека, при реальных, условиях передачи инфекции, такая доза невозможна). Поэтому после коррекции дозы фирма «Оncogen» начала цикл клинических испытаний этой вакцины».

Ученые разных стран пытаются создать генно-инженерную вакцину против СПИДа. Определенные успехи достигнуты и на пути производства искусственных вакцин, в которых защитный антиген присоединяется к молекуле синтетического полимера. Так что последний выступает здесь сразу в двух ролях — носителя и стимулятора иммунного ответа.

Такие вакцины уже существуют, успешно прошли проверку не только на экспериментальных животных, но и в широкой ветеринарии и всюду оказались весьма результативными.

Многое сделано и для диагностики СПИДа, в том числе и советскими учеными, создавшими под руководством академика Р. В. Петрова диагностическую систему «Пептоскрин».

Но... СПИД настолько грозная опасность для человечества, так многолико ее проявление, что работы по ее изучению хватит и для исследователей грядущих поколений.

Но прежде чем завершить эту часть своего рассказа, нам придется вновь вернуться в год 1984-й. Уж очень он был «урожайным» на Нобелевские премии за достижения успехов, имевших непосредственное отношение к обсуждаемой проблеме. Речь на сей раз пойдет о Р. Брюсе Меррифилде, удостоившемся чести стать нобелевским лауреатом за «простую и гениальную» идею автоматического синтеза белков. Идею, открывшую невиданные ранее возможности в химии белков, пептидов и нуклеиновых кислот.

Но вы сказали, что работы ученого имеют самое непосредственное отношение к теме этой книги, так и слышу я недоуменный вопрос читателя.

И безоговорочно это подтверждаю. Дело в том, что любая биотехнологическая проблема, в том числе и из разряда иммунобиотехнологических, как правило, сводится к проблеме белков. Их синтеза, воспроизводства, обнаружения, расщепления, узнавания и т. д. и т. п. Удивительно ли, что Р. Меррифилд еще в 50-е годы увлекся проблемой «сборки» аминокислот в пептиды, представляющие собой как бы упрощенный вариант белков. Почему упрощенный? Да потому, что длина аминокислотных цепочек, из которых складываются пептиды, короче белковых. Целью Р. Меррифилда стало создание метода, позволившего бы осуществить автоматический синтез молекул белка. Он искал и нашел самый рациональный способ «сборки» длинных цепей аминокислот, ковалентно связав первую аминокислоту с гранулой полистирола.

Вопрос о последовательности и способе присоединения остальных кислот решался ученым предельно просто. Они в определенной последовательности присоединялись исследователем к предыдущему звену цепи. Присоединение происходило с помощью обычной, широко распространенной в таких операциях химической реакции, которую, к тому же, оказалось совсем не трудно поставить и «на поток». А как только синтез полипептидной цепи завершится, ее легко отделить от носителя.

Осуществление этой простой, но поистине гениальной идеи необыкновенно много дало практике. И прежде всего медицине и фармакологии. Так, первым белком, созданным по методу Меррифилда, стал инсулин, затем сразу в нескольких лабораториях мира тем же способом получили синтетические вакцины. В том числе против гриппа, гепатита В, бешенства.

И что интересно, при производстве таких вакцин обошлись без синтеза всего белка. Достаточным оказалось и оболочки вирусной частицы, обладающей антигенными свойствами, а значит и стимулирующей в организме продуцирование антител. (Вспомните о «фотографии», дающей представление иммунной системе об облике врага.)

Синтетические вакцины лишены тех недостатков, которые свойственны обычно вакцинам естественным. Ведь они представляют собой препараты убитых или ослабленных микроорганизмов, а значит, и не исключают возможности заражения. Метод Меррифилда или, как его сейчас принято называть, метод твердофазного химического синтеза имеет и другие многочисленные применения. Например, с его помощью получают гормон роста (гипофизарный гормон АКТГ), тиреоидный гормон кальцитонин, глюкагон — белок, вырабатываемый поджелудочной железой.

Последний, кстати, был синтезирован непосредственно в лаборатории Р. Меррифилда. А насколько огромна потребность в этом гормоне практического здравоохранения всех стран мира, медикам прекрасно известно. Ведь это тот самый гормон, который повышает в крови содержание сахара и убыстряет расщепление в печени гликогена.

Казалось бы, Р. Меррифилд сделал для науки столь много, что вполне заслужил право на более спокойную: жизнь. Но, достигнув таких поистине заоблачных высоту он отнюдь не намерен замедлить поиск. И очень скоро Е в его лаборатории вновь закипит работа. На сей раз, здесь синтезируют аналоги глюкагона. Они необходимы для создания ингибиторов этого гормона — веществ, дублирующих деятельность глюкагона, но составляющих ему конкуренцию, «претендующих» на прямой контакт с активными центрами в печеночных клетках. Но при этом ингибиторы глюкагона не стимулируют образование сахара, а это значит, что лечение диабета значительно облегчается.

Казалось бы, столь длинный перечень достоинств метода Меррифилда уже достаточно авторитетно засвидетельствовал заслуги ученого перед медициной и человечеством. Но бесконечна дорога познания и бесконечен поиск, ведущийся на его этапах и передающийся эстафете от поколения к поколению. И Р. Меррифилд с соратниками уже бьются над загадкой анафилатоксина С3а — полипептида, состоящего из 77 (!) аминокислот.

В чем секрет этого пептида, как и с помощью чего провоцирует он в организме воспалительный процесс, являющийся естественным ответом иммунной системы на проникновение в организм инфекции?

Ученый ищет и находит ответ на поставленный им же самим вопрос. Активной частью молекулы анафилатоксина оказываются пять последних в пептидной цепи аминокислот. Задача теперь ясна и конкретна — нужно создать препарат, способный нейтрализовать СЗа, а затем на его основе создать эффективное средство, помогающее при астме, ревматоидном артрите и прочих заболеваниях, называемых общим «именем» аутоиммунных, то есть вызванных пороками, сбоями в иммунной системе.

Что дал и что еще даст науке и человечеству метод лауреата Нобелевской премии Р. Брюса Меррифилда, оценить по достоинству очень трудно. Сегодня с его помощью, например, весьма успешно исследуют зависимости биологических функций белка от их структуры. А ведь в числе этих белков гормоны, ферменты, антитела...

Какие тайны скрывают они еще от человечества, какие перспективы связаны с их познанием? Способ синтеза белковых соединений по Меррифилду — подмога, опора в становлении и метода моноклинальных антител. Потому что клоны гибридных клеток продуцируют антитела к антигенам, которые синтезируются на твердых носителях. И несть числа возможностям метода, созданного по воле и под руководством всего одного человека. И нет ему ни громкой славы, ни аплодисментов почитателей таланта. Да и не надо всего этого людям подобного склада. Они зачастую и не замечают «околовсяческой» шумихи на своем извечном пути к Истине, по которому идет человечество долгие, долгие века...