Сфинксы XX века

Взаимосвязь наук

Рождаются все новые и новые науки. Этот процесс совершается постоянно со все увеличивающейся скоростью. Таково время. На наших глазах родились кибернетика, бионика, биофизика, молекулярная биология, радиобиология и так далее. Новые отрасли знаний тотчас начинают ветвиться. Из радиобиологии, например, выросли радиационная биохимия, радиационная генетика, радиационная иммунология. Все эти новые отрасли возникли в тех местах, если так можно выразиться, где радиобиология соприкоснулась с биохимией, генетикой, иммунологией. Это то, что так часто называют «на стыках наук». В наши дни именно на этих-то «стыках» рождается много интересных и продуктивных направлений, открытий, теорий.

В тесное соприкосновение входят не только новые предметы исследований, но и старые науки. Из астрономии и биологии в наши дни родилась астробиология, или, как ее иногда называют, экзобиология, то есть наука о жизни вне (экзо) планеты Земля. Освоение космоса и медицина (это уже стык не двух, трех, а целой академии наук) породили космическую медицину. Медицина и космическая медицина принципиально отличаются друг от друга. Медицина занимается больными людьми. Космическая если и занимается людьми, то только здоровыми. Мне хочется думать, что космическая медицина — прообраз будущей профилактической медицины.

Иллюстрировать деление и связанность наук можно бесконечно. Это закон современности. Древо науки непрерывно ветвится. Старые ветви и молодые побеги устанавливают все новые связи между собой, передавая друг другу свои идеи, методы, достижения, открывая совместными усилиями новые возможности.

Посмотрите на историю иммунологии. Она родилась благодаря работам Пастера, Мечникова, Эрлиха и многих других как ветвь микробиологии. Соприкоснувшись с хирургией, иммунология родила учение о несовместимости тканей при пересадках. Благодаря генетическим идеям возникла иммуногенетика, которая изучает закономерности передачи по наследству иммунологических признаков, изучает наследование групп крови. На стыке с эмбриологией родилось необычайно продуктивное учение об иммунологической толерантности, были созданы сфинксы.

Некоторые утверждают, что в наши дни интересные и важные открытия возникают только на стыках наук. Может быть, это и так. Но даже если это не совсем верно, представителям любой науки следует искать и устанавливать связи с другими специалистами как внутри своей отрасли, так и за ее пределами. А для этого необходим достаточный запас знаний, чтобы иметь возможность понимать и воспринимать идеи смежных отраслей.

Нетрудно вспомнить крупнейшие теоретические обобщения и практические результаты из любой области наук, ставшие возможными благодаря идеям, пришедшим из смежных дисциплин. Я, как всегда, вспомню иммунологические примеры. Примеры, иллюстрирующие плодотворность взаимосвязи наук для теории и практики иммунологии.

Синтез идей, пришедших в иммунологию из генетики, биохимии и учения об эволюции, позволил Фрэнку Макферлену Бернету построить самую совершенную для наших дней теорию иммунитета.

Приходилось ли вам размышлять о мужестве ученого, о судьбе научных теорий, о горечи научного разочарования автора, когда становится очевидным, что его теория базировалась на опровергнутых наукой предпосылках?

О мужестве…

Кажется, уже все привыкли, что мужество ученого питается его верой в свою идею. Мужество ученого — это беззаветное отстаивание своей идеи, это костер, на который он готов взойти за нее. Но есть и другое мужество — признать, что ты не прав, что твоя теория не верна, что она устарела, что ее нельзя отстаивать. Мужество поражения. Впрочем, это не совсем то слово. Мужество объективности. Объективности в оценке собственных идей. Объективности в экспериментах, поставленных «за» и «против» себя, в мнениях других ученых. Мужество сказать: «Я был не прав».

Мы уже встречались на страницах этой книги с примерами мужества, неминуемо идущего в ногу с объективностью. На заре иммунитета, когда создавались первые его теории, во времена великой иммунологической дискуссии, ученые-соперники опровергали друг друга и самих себя и открыто признавали свои ошибки, свои неточности. Они проявляли мужество, они шли вперед. Собственно, в лагере ученых это не выдающееся явление — это норма. Совсем недавно академик Я. Б. Зельдович выступил против своей же теории вселенной и выдвинул весьма отличную точку зрения. Ученые не имеют права быть последователями кронинского героя Броуди, который говорил, что он не меняет свои мнения, ибо не считает себя в данный момент умнее, чем был раньше.

Ученый, если он убеждается, что был не прав, говорит: «Я был не прав». Говорит своими делами.

…Фрэнк Макферлен Бернет — профессор и директор Института медицинских исследований в Мельбурне и доктор философии Лондонского университета, автор самой популярной и наиболее правдоподобной теории иммунитета — готовил доклад.

Его теория, которая наилучшим образом объясняла многие неизвестные стороны иммунитета, на основании которой было предсказано существование ранее неизвестного феномена и предсказание сбылось, его теория, просуществовавшая с 1949 года около восьми лет, больше не выдерживала натиска экспериментальных данных. Многие факты оставались необъяснимыми, некоторые стороны теории базировались на предпосылках, опровергнутых современной генетикой.

Фрэнк Макферлен Бернет — в будущем лауреат Нобелевской премии — готовил доклад, опровергающий его собственную теорию. Теорию, поддерживаемую многими исследователями в мире, приводящими новые и новые доказательства ее правоты. И вот он, ее создатель, намерен выступить против, показать ее самые слабые стороны, ибо кто же знает их лучше, чем он сам!

Ему вспомнилось первое знакомство с иммунологией. В то время он был студентом Мельбурнского университета, и с тех пор прошло более 30 лет. Он, Фрэнк Макферлен Бернет, стал одним из крупнейших иммунологов мира, а его теория, объясняющая иммунитет, — одной из самых признанных. И эта теория его больше не устраивает.

Что не удовлетворяло ученого в его собственной теории? В теории, которая предусматривала как будто бы все. И тем не менее не все. Она не объясняла самого основного — как организм узнает чужеродного пришельца, как он отличает чужое от своего. Не объясняла, что происходит при развитии толерантности, когда организм перестает узнавать чужие антигены. Проблема распознавания «своего» и «чужого» — вот центральная проблема иммунологии, и она-то как раз осталась в тени.

Ни одна теория не пыталась объяснить, каким образом иммунологическая армия распознает чужеродные клетки, ткани или белки. Его теория также не отвечала на этот вопрос. Решение выступить против собственной теории возникло давно. Но нельзя выступить просто против. Надо работать, надо найти и выдвинуть что-то новое, более совершенное. Теперь это уже можно сделать. Гипотеза механизма распознавания «своего» и «чужого» построена. Все прочие стороны иммунитета объясняются при этом еще лучше, чем прежде.

Через две недели Бернет вылетит в Лондон. На суд мировой науки будет предложена принципиально новая теория иммунитета. История мировой науки получит еще один образец мужества объективности. Фрэнк Макферлен Бернет не только опровергнет свою старую теорию, но и покажет наиболее уязвимые места своей новой теории и пути ее экспериментальной проверки или опровержения. И даже если теория окажется неправильной, она заставит ученых проводить новые исследования. Единственное, что обязательно нужно требовать от теории, — это чтобы она заставила ученых поставить такие эксперименты, которые могут опровергнуть ее, если она не права.

Какие кардинальные достижения биологии сделали уязвимой предыдущую теорию? Чего нельзя не учитывать при создании новой? Прежде всего того, что поток информации в любой клетке идет от гена к белку. Иначе говоря, материальным носителем информации, то есть «планов», по которым клетка живет и строит свои белки, являются гены в ядре клетки. Химическая структура гена — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК служит матрицей, по которой с великой точностью строится специфическая для данного гена рибонуклеиновая кислота (РНК). По рибонуклеиновым матрицам строятся специфические белки. Вот весь путь: ДНК → РНК → белок.

Современная генетика и биохимия доказали, что строение белка определяется строением РНК, а строение РНК определяется специфической структурой соответствующего участка ДНК. Чтобы клетка начала синтезировать новый белок, есть только один путь — изменить структуру ДНК. И это действительно случается. Именно случается, так как изменения ДНК случайны и, как правило, не соответствуют воздействующим в этот момент влияниям внешней среды. Это не значит, что изменения в ДНК нельзя вызвать внешними влияниями. Можно, но не адекватно им. Под влиянием одного и того же воздействия могут возникать самые разнообразные изменения в ДНК — мутации, и, наоборот, под влиянием различных воздействий могут возникнуть одинаковые мутации.

А между тем чужеродный антиген заставляет клетки вырабатывать белки-антитела соответственно своему влиянию. Антитело — молекула специализированного белка гамма-глобулина, адекватного антигену. Раньше считали, что антиген, проникая в клетку, сам становится матрицей для синтеза гамма-глобулина и они, штампуясь об него, приобретают специфическую адекватность. Генетика и биохимия доказали, что этого не может быть. Белок подчиняется только одной матрице — своей РНК. Возникла мысль, что антиген изменяет РНК. Тоже нет, она подчиняется только одной матрице — своей ДНК. А на ДНК чужеродный белок-антиген направленно повлиять не может. Это закон.

Новая теория не должна противоречить истинам современной генетики. Новая теория Бернета заимствует основную идею из учения об эволюции, учения о развитии и совершенствовании жизни на Земле.

Эволюционное учение объясняет совершенствование форм живых организмов постоянно идущим естественным отбором, селекцией (selectio — выбор). Внешние условия жизни из десятков и сотен тысяч различных особей отбирают наиболее приспособленных, наиболее пригнанных к данным условиям. Наиболее пригнанные организмы, естественно, обладают преимуществами, большими шансами выжить, оставить потомство.

Но откуда берутся эти тысячи различающихся особей, из которых идет отбор? Кто или что является поставщиком форм для селекции? Таким поставщиком являются мутации. Те случайные разнонаправленные изменения генов, о которых уже говорилось. Изменение любого гена приводит к изменению какого-то внешнего или внутреннего признака данного организма. Мутации происходят как будто бы не часто, в среднем одна мутация на миллион особей. Но генов очень много. В каждом организме содержится по меньшей мере несколько миллионов генов, контролирующих несколько миллионов соответствующих им признаков. В итоге получается, что в любом достаточно большом сообществе организмов одного вида, или, как говорят, в любой популяции, всегда имеются различные варианты организмов, различающихся по тем или иным признакам. Раз возникнув, мутации передаются из поколения в поколение, так что в итоге в каждой популяции накапливается огромное количество различных вариантов мутировавших генов и, соответственно, различные варианты контролируемых данными генами признаков. Так, в каждой популяции любых организмов накапливаются тысячи так или иначе различающихся между собой особей, форм для селекции.

Представьте себе некий луг. На нем растут сотни тысяч цветов. Мутации привели к тому, что форма чашечек у разных цветов различна. Обозначим условно главенствующие формы, как формы А, Б, В, Г.

Над лугом постоянно обитают насекомые — некие очень мелкие мушки, которые могут залезть в любую чашечку и на своих крыльях перенести пыльцу в любой другой цветок. Опыление происходит у всех, и каждый цветок имеет равные шансы оставить семена, оставить потомство. Так происходит из года в год. На лугу цветут все цветы — А, Б, В, Г.

Теперь представьте себе, что наш луг заселили и заняли преимущественное положение другие насекомые, гораздо более крупные. Настолько крупные, что они могут забраться за нектаром только в чашечку формы Б. Цветок с такой чашечкой сразу получает преимущества перед другими. Теперь опыляются главным образом цветки Б, они чаще, чем все другие, оставляют потомство. Работает селекция. Через пару-тройку поколений большинство цветов на нашем гипотетическом лугу будет иметь чашечки формы Б.

То, что я рассказал, конечно, весьма упрощенная схема. Но без этого было трудно объяснить теорию Бернета.

Гамма-глобулины вырабатываются клетками лимфоидной ткани. Их очень много. Популяция (то есть все количество, весь народ, Populus — народ) лимфоидных клеток в человеческом организме измеряется числом 10¹². Это не миллионы и даже не миллиарды. Это сотни миллиардов! Представляете, какое количество мутантных, различающихся между собой вариантов клеток среди такой большой популяции. Различаются и формулы молекул гамма-глобулинов, синтезируемых разными клетками. И даже если мутировавший ген встречается только один на миллион, то и тогда в популяции из 10¹² лимфоидных клеток должно быть 10⁶, то есть миллион клеток, отличающихся друг от друга формой вырабатываемых молекул гамма-глобулина. Среди миллиона вариантов молекул гамма-глобулинов есть самые разнообразные. И какой бы антиген мы ни взяли, для него найдется подходящая, как ключ к замку, молекула. Каждая форма клеток вместе с потомками составляет семью, и называется она клоном. Таким образом, вся лимфоидная ткань состоит из клеточных клонов. Она исходна от рождения, так сказать, неоднородна. Клонирована с самого начала.

Давайте снова вспомним наш луг. Только на нем теперь не цветы. Луг — это популяция лимфоидных клеток. Вместо цветов — клетки, вырабатывающие гамма-глобулины. Различаются они не по форме чашечек, а по форме вырабатываемых глобулинов. Обозначим их теми же буквами: А, Б, В, Г.

Предположим, в организм проник антиген б. Ему нет необходимости вмешиваться в неприкосновенный для клетки поток генетической информации ДНК → РНК → белок. Молекулы антигена б циркулируют по организму и встречаются с клетками, которые по своей генетической природе вырабатывают адекватные данному антигену гамма-глобулины. Антиген б соединяется с такой клеткой и становится для нее раздражителем. В свою очередь, она начинает ускоренно размножаться — делиться, чтобы выработать много соответствующих этому антигену глобулинов-антител, которые в дальнейшем соединятся и нейтрализуют его.

При каждом делении из исходной клетки возникают две, из этих двух — еще по две и т. д. Клеток клона Б становится много. И если этот же антиген попадает повторно, антитела вырабатываются быстрее и в большем количестве, чем первый раз.

Таким образом, антиген явился фактором отбора, фактором селекции данного клона клеток. Вот почему теория Бернета получила название клонально-селекционной теории иммунитета, или теории селекции клонов.

Но иммунитет — это лишь одна сторона проблемы. Селекция клонов объясняет и развитие иммунологической толерантности.

В эмбриональный период, когда лимфоидная ткань еще только формируется, попадающий извне антиген б также встречается с соответствующими ему клетками. Но они, эти клетки, еще не зрелые и не могут среагировать размножением на присоединившийся к ним антиген. Более того, они не выдерживают контакта с ним и погибают. Клон исчезает, или — новый термин — элимируется, то есть убирается. Рождается организм, в котором нет клона клеток, способного вырабатывать антитела против антигена б. Но есть все остальные клоны, способные реагировать против антигенов а, в, г и т. д. Рождается толерантный к антигену б организм.

Точно таким же образом объясняется неспособность лимфоидных клеток вырабатывать антитела против антигенов организма, в котором они живут, то есть против «своего». Лимфоидная ткань и все ее клетки в эмбриональном периоде всегда встречаются со всеми антигенами зародыша. Поэтому в ней не может накопиться клон клеток, реагирующий против «своего». Как только появляется вследствие мутации клетка, способная в будущем реагировать против нормальных антигенов «своего» тела, она, так сказать, идет на сближение и пытается начать бой. Но… мала еще, не созрела, не может ответить размножением и гибнет: клон не накапливается. Родившийся организм, таким образом, лишен клонов клеток против собственных антигенов. Он толерантен к ним. Следовательно, дело не в том, что лимфоидная ткань каким-то образом умеет распознавать «свое», а в ней просто нет клеток, которые могли бы вырабатывать антитела против собственных антигенов тела.

Вот в самых общих чертах теория Фрэнка Макферлена Бернета, наилучшим образом объясняющая основные механизмы иммунитета — распознавание «своего» и «чужого», выработку антител и толерантности. Эта теория родила тысячи экспериментов и идей по проверке, подтверждению и опровержению. Эти тысячи работ вскрыли новые важные факты и закономерности в иммунологии. Теория совершенствовалась и совершенствуется. Идея клонированности подтвердилась полностью, механизм толерантности уточняется. Наука сделала еще один шаг, приближаясь к истине.

Но впереди еще столько вершин, которые нам пока не видны.

Сэр Фрэнк Макферлен Бернет, критически анализируя слабые стороны новой теории, всегда подчеркивает, что положительный эффект теории еще и в том, чтобы вызвать поток исследований, подтверждающих или опровергающих ее. Рассуждениям Бернета созвучны слова известного биолога Джона Лилли:

«Если же окажется, что я кругом не прав, я буду утешаться сознанием, что в истинно научных исследованиях ни один опыт нельзя считать напрасным: даже при экспериментальном опровержении какой-либо теории выявляются новые и ценные данные».

А теперь — сугубая связь с практикой. Лучевая болезнь.

Ее узнали давно, эту болезнь. Вскоре после открытия радиоактивности. Но ворвалась в жизнь человечества она после 1945 года, после взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки. На тысячи людей подействовали ионизирующие излучения и самого взрыва и радиоактивных изотопов, которые он породил. Тысячи людей заболели лучевой болезнью, многие погибли. Многие страдают от ее последствий до сего дня. И до сих пор умирают от взрывов, произведенных в августе 1945 года.

В последующем оказалось — лучевая болезнь не только военная проблема. В мирных условиях возможны несчастные случаи на атомных предприятиях. Ионизирующими излучениями — гамма-лучами, лучами Рентгена — широко пользуются для лечения злокачественных опухолей. Приходится применять очень высокие дозы облучения — иначе не будет эффекта.

Опухоль гибнет. Но, вылечившись от рака, человек заболевает другой болезнью. Ее надо лечить. Очень часто отказываются от полноценной рентгенотерапии из-за отсутствия полноценного лечения лучевой болезни. Научившись лечить ее, мы сможем спасти многих сегодня неизлечимо больных раком.

Возможное лучевое поражение космонавтов за счет космической радиации сегодня приобрело уже первоочередное значение. Длительные полеты не за горами. Активация солнечной деятельности может привести к переоблучению космонавтов ионизирующими излучениями Солнца.

Иммунологические исследования при лучевой болезни оказались чрезвычайно важными. Возникла новая отрасль знаний — радиационная иммунология. Успехи ее имеют самое непосредственное отношение и к пониманию лучевой болезни, и к ее лечению.

В результате облучения наиболее сильно поражаются четыре системы организма, нарушения которых и определяют картину острой лучевой болезни.

Кроветворная система. Поражения в костном мозге, селезенке и лимфатических узлах приводят к уменьшению клеток крови. Сначала лейкоцитов, а потом и эритроцитов. Развивается анемия. Гибель от поражения кроветворения называют костномозговой смертью.

Желудочно-кишечный тракт. В результате тошнота, рвоты, поносы, нарушение пищеварения и всасывания питательных веществ из кишечника.

Повреждение биологических барьеров. В результате повышается проницаемость тканей, в том числе и кровеносных сосудов. Как следствие этого развиваются кровоизлияния под кожей, в кишечнике, в легких и любых других тканях.

Чрезвычайно страдает иммунитет. Организм оказывается беззащитным перед микробами. Развиваются инфекционные осложнения, которые часто являются непосредственной причиной смерти облученного организма.

Иммунологи справились с одной из задач: проблема предупреждения и лечения инфекционных осложнений лучевой болезни в основном решена. Предложены эффективные методы предупреждения инфекций, создания иммунитета у облученных с помощью вакцинаций и введения иммунных сывороток. Разработаны принципы лечения инфекционных осложнений антибиотиками. Иммунологи могли бы считать свою миссию в области радиационной медицины выполненной, если бы проблема восстановления кроветворения при лучевой болезни не столкнулась с иммунологией.

Опять приходится вернуться несколько назад. Более перспективный способ лечения острого лучевого поражения даже при сверхсмертельных дозах — это восстановление кроветворения за счет пересадки костного мозга необлученного донора. Лечебный эффект стопроцентный. Но костный мозг приходится брать от другого — чуждого в антигенном отношении — организма.

И вырастают все проблемы иммунологической несовместимости тканей.

Возникает сфинкс. Возникает в результате спасения от лучевой смерти. Но, если вы помните болезнь рант, сфинкс почти на 100 процентов обречен на смерть от иммунной агрессии пересаженных клеток. А как бороться с реакцией трансплантата против хозяина, еще неизвестно. Союз иммунологии и радиационной медицины продолжается. И кто знает, может быть, на стыке этих двух дисциплин будет решена проблема преодоления барьера несовместимости тканей при пересадках.

Может быть, именно здесь будет решено сразу несколько задач: лечение лучевой болезни, преодоление барьера несовместимости тканей, частично разрешится вопрос лечения рака, злокачественного белокровия.

Союз радиологии и иммунологии очень перспективен. Трудно предусмотреть, что он даст. Но мы надеемся. А может быть, как это часто бывает, может быть, пройдут годы, будет затрачено множество усилий — и вдруг появятся какие-то две новые молодые науки. И, занимаясь совершенно другой проблемой, решат они проблемы, над которыми мы ломаем свои головы.

Этот раздел еще об одном новом понятии — о тканевых и клеточных культурах.

Некоторые клетки можно поместить в пробирку со специальной питательной средой, и эти клетки будут жить и размножаться, причем размножаться бесконечно. Их нужно только пересаживать из пробирки в пробирку. Чтобы получить много клеток, их «засевают» из пробирки в особый плоский флакон, называемый матрасом. С таких матрасов можно получить «урожай» в миллиарды клеток.

Становится возможным изучать закономерности жизни изолированных человеческих клеток и клеток животных, действие на них различных лекарств, изучать особенности обмена веществ и прочие не менее важные вещи.

Если клеточные культуры заразить вирусами, то они размножаются в этих клетках, как в живом организме. Можно изучать закономерности их размножения. Можно получать вирусную массу для вакцин. Можно искать химические агенты для лечения вирусных болезней (грипп, корь, полиомиелит и др.).

Именно так вирусологи и поступают. Все это они делают в пробирках и матрасах — иначе говоря, в стеклянных условиях, в стеклянном мире. Эта жизнь, этот эксперимент переводятся на латынь и получают самостоятельный смысл и имя in vitro, то есть в стекле.

In vitro размножается культура человеческих или животных клеток. Размножается бесконечно. Как бы автономный кусочек человеческого тела или тела животного.

Многие клетки могут автономно жить и размножаться. Например, клетки соединительной ткани — фибробласты, некоторые эпителиальные клетки, покрывающие слизистые оболочки, и раковые.

К сожалению, далеко не все клетки могут долго жить и размножаться в пробирках (in vitro). Многие ткани очень быстро отмирают. К ним относятся и интересующие нас клетки кроветворных тканей — костного мозга, селезенки. Эти клетки создают кровь и, что особенно важно нам, иммунологам, антитела.

Возможность изучения этих тканей важна, но мала. Жизнь кроветворных тканей, в том числе «антителотворных» клеток, in vitro оказалась неполноценной. Иммунологам давно нужны какие-то другие методы.

Их надо было искать. Необходимо было создать более совершенные, более деликатные «биологические ясли» для столь деликатных, столь совершенных клеток. К сожалению, нельзя изучать эти клетки во всех аспектах в самом организме непосредственно, там, где они живут обычно. Нельзя, например, решить вопрос о возможности превращения клеток одного типа в другой. Это можно исследовать только на изолированных в чистом виде клетках. К тому же нужны условия, в которых за ними можно следить.

Нельзя окончательно выяснить характер действия на клетки химических или физических агентов. Для этого нужно направить интересующие нас воздействия непосредственно на эти клетки. Воздействия в целостном организме всегда сложно зависят и от многих других его систем (нервная, гормональная и т. п.). Нужны изолированные клетки, изолированные воздействия на них.

В отношении кроветворной ткани получается своеобразная ситуация. Ее легко взять у исследуемого организма. Легко получить клеточную взвесь. Можно подвергать эту взвесь всевозможным воздействиям. И невозможно потом культивировать. В пробирках она не культивируется. Вот почему уже в конце прошлого столетия пытались культивировать клетки, изъятые из одного организма, в организме другого животного, не в пробирке, a in vivo, что значит «в живом».

Эти попытки длительное время не приносили желаемого результата, несмотря на то, что клетки помещались не в искусственную среду, а как бы в естественные условия.

Неудачи культивирования in vivo объяснялись двумя основными причинами. Во-первых, мешает иммунитет, чужеродные клетки — пересаженные реципиенту клетки отторгаются в течение нескольких ближайших дней. Во-вторых, клетки, введенные в целостный организм, «смешиваются» с клетками нового хозяина, и следить за ними практически невозможно. Необходимо придать им какую-то специфическую функцию, которой не обладают клетки реципиента и по которой можно следить за их жизнедеятельностью.

Культура клеток in vivo стала широко и продуктивно применяться только в последние годы, после преодоления указанных трудностей. Первое препятствие было устранено посредством использования изологичных животных (еще один термин, означающий, что доноры и реципиенты принадлежат к одной чистой линии), внутри которых трансплантации происходят без осложнений. Ну, а специфическая функция — естественно, выработка специфических антител. Для этого доноры перед изъятием у них клеток кроветворных тканей (костномозговых, селезеночных, лимфоидных) подвергаются иммунизации. В результате этого специализированные клетки обретают способность вырабатывать заданные антитела. Клетки получают функциональную метку, и за ними становится возможным следить.

Кроме того, реципиентов можно облучить, и они не смогут вырабатывать свои антитела. После этого мероприятия продукция антител в культуре in vivo ведется именно перенесенными клетками. Облученные изологические реципиенты служат в качестве «пробирок», в которые «инокулируются», то есть вводятся, исследуемые клетки селезенки, лимфатических узлов или костного мозга.

Таким образом, метод культивирования кроветворных иммуннокомпетентных клеток in vivo в современном виде включает следующие этапы: 1) иммунизация донора для того, чтобы извлекаемые клетки обладали функцией выработки антител; 2) извлечение исследуемых клеток и осуществление требующихся по задачам исследований манипуляций или воздействий; 3) введение их в организм облученного изологического реципиента; 4) учет их функционирования в культуре in vivo посредством определения уровня антител, вырабатываемых перенесенными клетками, и с помощью непосредственных микроскопических наблюдений.

По характеру третьего этапа культура in vivo может быть разделена на «свободную», когда клетки вводятся непосредственно в кровь реципиента, расселяясь по всему организму, и «камерную», когда клетки помещаются в камеры, проницаемые для жидкостей, но не для клеток. В последнем случае клетки в культуре in vivo размножаются, функционируют и дифференцируются в ограниченной полости, что дает большие возможности для микроскопических наблюдений за ними.

Вот несколько примеров, чего ученые достигли с применением культуры in vivo в области иммунологии и радиобиологии.

Иммунология обогатилась рядом капитальных закономерностей. Прежде всего доказано, что выработка антител является функцией количества клеток. Увеличение вдвое числа клеток в культуре in vivo во столько же раз увеличивает выработку антител.

Культура клеток in vivo с применением камер дала возможность доказать, что после попадания в организм антигенов клетки, реагирующие на них, прежде всего начинают размножаться (делиться). Среднее время, требующееся для деления клеток, вырабатывающих антитела, как выяснилось, укорачивается по крайней мере вдвое — с 24 до 12 часов. Установлено, что после повторного введения антигена одно и то же количество клеток может вырабатывать более чем в 100 раз больше антител, чем после первичного. Исследования различных тканей показали максимальную антителообразующую активность клеток селезенки и лимфатических узлов. Костномозговые клетки — менее активные продуценты антител.

Радиобиология получила важнейшие сведения о радиационном поражении антителогенеза на клеточном уровне. Показано, например, что клетки, облученные рентгеновыми лучами в дозе 250 рентген, вырабатывают приблизительно в 8 раз меньше антител, чем нормальные. А это значит, что угнетение выработки антител в облученном организме прежде всего зависит от уменьшения в нем иммунологически активных клеток.

Можно было бы и дальше перечислять научные достижения, которые стали возможны с применением метода культуры клеток in vivo. Однако и сказанного достаточно, чтобы продемонстрировать ту пользу, которую принесли экспериментаторам сфинксы. Ведь введение кроветворных клеток в облученный организм для культивирования есть не что иное, как создание радиационного сфинкса.

Сфинксы обеспечили плодотворную взаимосвязь наук!

В одной из предыдущих глав было рассказано о Жюле Борде, Николае Чистовиче и об их открытии. О том, что клетки или белки разных животных и человека отличаются друг от друга в антигенном отношении, что иммунная сыворотка против эритроцитов барана соединяется и склеивает только бараньи эритроциты и не взаимодействует ни с какими другими. Антитела против человеческих белков вызывают преципитацию (осаждение) только белков человека.

В другой главе, читая про Ландштейнера и Винера, вы познакомились с тем, что разные люди содержат в своих эритроцитах различные антигены. У одних А, у других В. Это сочетается с содержанием в тех же эритроцитах М- или N-фактора. Так же различны люди по содержанию в их клетках тех или иных вариантов резус-антигена. Если продолжить описание открытий эритроцитарных антигенов, начатое Ландштейнером, то необходимо перечислить целый ряд дат. После обнаружения антигенов системы Резус были открыты антигенные системы Лютеран, Келл и Льюис (1946 г.), Даффи (1950 г.), Кидд (1951 г.), Диего (1954 г.) и другие. Эти даты и эти системы — блестящее подтверждение пророчества Карла Ландштейнера.

Получая в 1930 году Нобелевскую премию, в своей торжественной речи по этому поводу Ландштейнер говорил, что открытие все новых и новых антигенов в клетках человеческих тканей будет продолжаться бесконечно, пока не станет очевидным, что двух тождественных в антигенном отношении людей нет.

Подтверждение и изучение антигенной индивидуальности каждого организма имеет большое теоретическое значение. Возможность выявлять эту индивидуальность с помощью иммунных сывороток — не меньшее практическое.

Необходимо, например, определить, кому принадлежат пятна крови: человеку или животному. Ясно, что криминалистике часто приходится решать такие задачи. Иногда эта задача — главный вопрос следствия. Решить ее можно только с помощью иммунных сывороток. Ничто другое не поможет различить кровь человека и, например, собаки. Микроскоп или биохимические методы здесь бессильны.

Судебные медики всегда имеют в арсенале своих средств набор иммунных сывороток: против белков человека, лошади, курицы, собаки, коровы, кошки и т. д.

Исследуемое пятно крови смывают. Раствор очищают от грязи: каких-нибудь соринок или частиц материала, на котором было пятно. А затем все просто — с этим раствором ставят реакции преципитации тем же «старым» методом, как это делал Николай Чистович. Делают наугад. Используют весь набор иммунных сывороток. Чья сыворотка вызовет помутнение раствора — того и кровь. Это, так сказать, общая ситуация. Человек или курица? Человек или тигр? А бывает более узкий вопрос: который человек испачкал предмет кровью?

Нож испачкан кровью. Владельца ножа подозревают в убийстве. Кровь смывают с ножа. Делают раствор. Ставят реакции с иммунными сыворотками. Ответ: кровь человека. Владелец тоже говорит: «Да. Я порезал им палец». Опять ставят реакции, теперь уже с разными сыворотками человека. Ответ: кровь группы АВ, резус — отрицательный, имеется фактор М и т. д. Совпадает с кровью владельца ножа — значит правда: кровь на ноже его. К тому же у убитого тоже можно взять кровь таким же образом. Можно сравнить антигенный состав крови на ноже и крови убитого. Совершенно ясно, как много может дать это исследование следствию. Сколько напрасно подозреваемых, невинных людей может спасти в этой ситуации иммунология!

Или более курьезная задача. В Австралии существует закон, по которому сосиски должны быть только из говядины. Подмешивание более дешевых сортов мяса — например, свинины, кенгурятины — недопустимо, Изготовление и продажа таких сосисок карается законом. Вопрос ясен. Имея на вооружении иммунологию, такие обманы не страшны. Вернее, они возможны. Но кто решится при таком контроле?

Есть ситуации и задачи в криминалистике не уголовного характера. Много несчастий принесла война. Потерялись дети и родители. Потерялись фамилии и имена. Единственная возможность подтвердить отцовство при каких-то неясных предположениях — иммунологические реакции. Ведь антигены передаются по наследству. И если у отца и матери нет фактора М, то его не может быть и у ребенка. И наоборот, если оба родителя принадлежат к группе А, то ребенок не может иметь группу крови В или АВ. Действительно, все так, иммунологический метод установления отцовства самый точный и самый объективный.

В некоторых странах, например в Англии, к вопросам определения отцовства относятся особенно щепетильно. Там это чаще всего не связано с войной. Строгие законы об отцовстве объясняются строгими законами о наследниках и правах наследования капиталов, титулов, прав привилегий.

Лорд объявляет своим наследником сына, которого родила не его жена. Может возникнуть необходимость в доказательствах. Или вдруг появляется джентльмен, объявляющий себя наследником миллионера. Может быть, это правда, но, может быть, он и аферист. Часто окончательный ответ дает анализ антигенов. Сначала проводят анализ по АВ0. Если ответ отрицательный, указанное отцовство отрицается — все, на этом анализ кончается. Если подтверждается, исследуют наследование других антигенных признаков. Сначала систему MN. Потом систему резус-фактора. Положительный ответ дается после относительно разностороннего анализа.

Отрицать легче. Поэтому отрицание отцовства всегда абсолютно, а подтверждение всегда несет крупицу условности. Доказывать труднее.