Журнал "Здоровье" №7 (67) 1960

Жизнь вне организма

Кандидат медицинских наук С. М. Навашин

Миллионы людей сейчас знают о лечебной силе вакцины против полиомиелита. Розовая жидкость для инъекций в ампулах или драже для принятия внутрь надежно предохраняет наших детей от этого тяжелейшего недуга.

Кажется, все очень просто: ребенку ввели вакцину, и он приобретает невосприимчивость к полиомиелиту. Но если проследить путь, который предшествовал замечательному достижению, мы узнаем о долгих и упорных годах труда множества ученых.

Вакцина против полиомиелита — это коллективный труд вирусологов, биохимиков, микробиологов и многих других специалистов. И если выделить главное звено в цепи больших достижений, то прежде всего надо назвать метод культивирования тканей, без которого создание эффективной вакцины было бы немыслимо.

Когда-то культивирование тканей представляло интерес лишь для узкого круга ученых. Несколько лет назад наступило второе «рождение» метода, который стал основой для производства противовирусных вакцин.

Но прежде чем вести речь о том, что делается сегодня, давайте вспомним тех великих людей, которые шли на столетие впереди своего времени.

Более ста лет назад вышла в свет книга немецкого ученого Теодора Шванна «Микроскопические исследования…», в которой была обоснована клеточная теория строения живого организма. «Это открытие, — писал Энгельс, — не только убедило нас, что развитие и рост всех высших организмов совершаются по одному общему закону, но, показав способность клеток к изменению, оно обозначило также путь, ведущий к видовым изменениям организмов».

Познание законов развития клетки, этой «единицы жизни», шло во многих направлениях на протяжении последнего столетия. Появились новые научные дисциплины, которые начали изучать строение, функции, процессы обмена веществ различных организмов. Исследование нормальных и патологических, измененных под воздействием болезни, тканей и клеток открыло новые возможности для теоретической и практической медицины. Ученые совершенствовали тончайшие методы исследования клетки, ее окраски.

Как продлить жизнь клетки вне организма, ее породившего? Можно ли наблюдать за ее развитием и размножением в пробирке? Это позволило бы влиять на клетку, узнать, как она реагирует на различные внешние воздействия. Поначалу для таких опытов брали ткани холоднокровных животных, например лягушки. Подбирая определенные солевые растворы, исследователям удавалось продлить жизнь тканей, отделенных от организма. И когда в восьмидесятых годах прошлого века в опытах англичанина Сиднея Рингера сердце лягушки, изолированное от своего «хозяина», начало пульсировать, это произвело большое впечатление на современников. А через некоторое время русский физиолог А. А. Кулябко «оживил» изолированное сердце человека, пропуская через него солевой раствор. Этот эксперимент, проделанный с сердцем погибшего от болезни, взволновал умы не только ученых, но и авторов фантастических романов.

В любой науке, а не только в метеорологии, трудно делать прогнозы. В начале нашего века казалось, что близок день, когда «оживление» органов будет осуществляться в больницах.;Но шли годы, а замечательные факты, полученные учеными, оставались лишь в протоколах опытов и журнальных статьях. Метод поддержания жизни — культивирования изолированных органов и тканей — совершенствовался наряду с культивированием отдельных клеток живого организма.

Подлинное начало успешного культивирования тканей связано с работами американца Росса Гаррисона. В его опытах кусочки нервной ткани зародыша лягушки не только «жили» в течение нескольких недель, но и давали рост нервных волокон. Добавление зародышевого экстракта к сгустку плазмы, в которой находилась ткань, стимулировало ее развитие.

Серьезным препятствием на пути успешного культивирования живых тканей стали микробы. Попадая в среду, где выращивались клетки, они в короткий срок их разрушали. Французский исследователь А. Каррель предложил асептику, принятую в ту пору хирургами, использовать и для живых культур. Работа с изолированными тканями начала проводиться в обстановке абсолютной стерильности, и все же микробы нередко побеждали.

В живом организме все органы и ткани получают необходимые питательные вещества из жидкостей — крови, лимфы. Вот почему для культивирования клеток в лабораторных условиях начали применять лимфу, плазму и тканевой экстракт, чаще всего взятый из Ириных зародышей. Солевые растворы, (приготовляемые искусственным путем, должны были имитировать состав, кислотность и внутреннее давление жидкостей организма. Но оказалось, что простые солевые растворы не всегда могли обеспечить хорошие условия для культивирования клеток. Необходимы были питательные среды, несравненно более сложные по своему составу. В последнее время их начали успешно создавать. Так, например, полусинтетическая «среда Игла» содержит 12 аминокислот, 9 витаминов группы В, глюкозу, различные соли. Очень широко применяется в современных лабораториях так называемая «среда 199», состоящая более чем из 50 компонентов.

Электронный прибор целлоскоп за полминуты подсчитывает многие тысячи живых клеток, выросших вне организма

Открытие антибиотиков значительно упростило задачу борьбы с инфицированием культур. Если добавить немного пенициллина и стрептомицина в среду, где выращиваются живые клетки, то она надежно будет предохранена от проникновения губительных микробов. Но и сейчас культивирование тканей проводится в очень строгих условиях. Специальные помещения — боксы — облучаются мощными бактерицидными лампами, персонал работает в стерильных халатах и масках.

Жизнь потребовала бурного развития этих исследований. За несколько лет культивирование тканей приобрело массовый характер. И причина этого — распространение полиомиелита почти на всех континентах. Особенно много жертв этой болезни было в Соединенных Штатах Америки. Ежегодно вирус полиомиелита поражал около 40 000 человек. У многих детей в возрасте 5—10 лет оставались на всю жизнь тяжелые последствия — параличи. Распространение полиомиелита необходимо было остановить с помощью предохранительных прививок — вакцинации. И здесь метод культуры тканей оказал неоценимую услугу человечеству.

Наиболее характерным свойствам вирусов, в том числе вызывающих полиомиелит и другие тяжелые болезни, является то, что они размножаются лишь в живых клетках. Если в ткань, выращенную в лабораторных условиях, добавить вирус, он очень энергично размножается, в конце концов разрушая ткань. Культура клеток может служить как для диагностики вирусных заболеваний, так и для создания профилактических вакцин. Раньше считалось, что вирус полиомиелита может размножаться лишь в нервной ткани. Впоследствии ученые установили, что почти все вирусы, которые вызывают заболевания, можно культивировать в разнообразных тканях. В настоящее время для культивирования вируса полиомиелита стали использовать почки некоторых видов обезьян. Таким образом, в культуре ткани можно накапливать огромные количества вируса полиомиелита, который служит для изготовления профилактических вакцин.

В развитие основ экспериментальных методов культивирования тканей внесли много ценного наши отечественные ученые, такие, как действительный член Академии медицинских наук Н. Г. Хлопин, профессор А. А. Кронтевский и многие другие. В Советском Союзе в очень короткие сроки благодаря самоотверженному труду больших коллективов наших исследователей создана вакцина, не уступающая по своим качествам лучшим зарубежным образцам. К концу 1959 года были сделаны противополиомиелитные прививки многим миллионам человек. На примере борьбы с полиомиелитом мы видим замечательные плоды, которые дал практике метод культивирования тканей. В культуре ткани были получены и другие эффективные вакцины против вирусных заболеваний, например таких, как желтая лихорадка.

Все большее значение приобретает этот метод в изучении опухолей. Много лет занимается культивированием опухолевых тканей профессор А. Д. Тимофеевский. В настоящее время во многих лабораториях выращивают из поколения в поколение раковые клетки, удаленные у человека оперативным путем. Они продолжают «жить» в стеклянных флаконах с питательной средой. Наблюдения за раковыми клетками в культурах прибавляют много ценных фактов для понимания процессов, лежащих в основе злокачественного роста, и для борьбы с опухолями.

Клетки опухолей человека, выращенные в лаборатории, удается прививать животным. Например, крыса или хомяк становятся носителями опухоли человека. По мнению ряда исследователей, такие опыты открывают большие возможности. Очень часто лекарственные препараты, которые прекращают развитие опухолей у животных, не дают никакого эффекта в клинической практике.

Настанет день, и будет разгадана тайна роста опухолевой клетки. Овладение законами развития нормальных и злокачественных клеток — одно из главных направлений работ с живыми культурами. Культивирование тканей и клеток имеет интересную историю, широко применяется сегодня и, несомненно, даст много ценного в будущем.