Валерий Чолаков - Нобелевские премии. Ученые и открытия

Многие серьезные заболевания, с которыми медицина пока еще не в состоянии справиться, имеют иммунную основу. Развитие иммуногенетики дает возможность путем сочетания методов генной и иммунной инженерии воздействовать на иммунитет в самой его основе, заменяя дефектные гены и создавая новые популяции защитных клеток, способных бороться с пагубным для организма воздействием. Эти возможности были заложены работами Джорджа Снелла, Жана Доссе и Баруха Бенацеррафа — лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине за 1980 г.

В 1955 г. датский исследователь, родившийся в Англии, Нильс Ерне разработал новый теоретический метод, который обеспечивал огромное разнообразие антител, защищающих организм от инородных клеток и молекул. В своей так называемой клонально-селекционной теории (селекционной гипотезе образования антител) он постулировал, что каждая иммунная клетка (лимфоцит) несет информацию, необходимую для образования специфического антитела. В процессе иммунной реакции клетки, производящие соответствующие антитела, усиленно делятся, предохраняя тем самым организм от проникновения чужеродных элементов.

Из этих открытий следовало, что если в клеточной культуре вырастить «потомство» лимфоцита, то из него можно выделить специфические вещества, оказывающие сильное терапевтическое воздействие. Было только не. понятно, как реализовать все это на практике.

Лимфоциты весьма чувствительны и быстро погибают в искусственной среде. Но с другой стороны, хорошо известно, что раковые клетки способны размножаться на протяжении неограниченно долгого времени. Это обстоятельство и было использовано аргентинским иммунологом Цезарем Мильштейном, работавшим в Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже, и молодым западногерманским исследователем Георгом Келером, также приехавшим в Кембридж. Они смогли добиться слияния лимфоцитов со злокачественными клетками миеломы. Полученные гибридные клетки (или, как их стали называть, гибридомы) могли производить антитела, и в то же время их в изобилии можно было выращивать в искусственной среде.

Это экспериментальное достижение произвело подлинную сенсацию среди иммунологов. Вернулась надежда на возможность терапии посредством строго специфических антител, которые, подобно «магическим пулям», поражают врагов организма. Правда, прошедшее десятилетие несколько охладило энтузиазм, но вместе с тем обнаружилось, что метод получения антител с помощью гибридов (метод гибридом) открывает огромные возможности для диагностики. Как заметил советский иммунолог Г.И. Абелев, этот метод служит своего рода «иммунологическим микроскопом».

За огромное достижение в экспериментальной иммунологии Ц. Мильштейн и Г. Келер были удостоены в 1984 г. Нобелевской премии по физиологии и медицине. По этому поводу английский журнал Nature отметил, что некоторые Нобелевские премии «неизбежны», и вопрос только в том, когда наступит их черед. Вместе с двумя экспериментаторами был награжден и Нильс Ерне, клонально-селекционная теория которого легла в основу техники получения гибридом.

Одно из самых темных мест в биологии — это вопрос о взаимодействии клеток между собой и о факторах, управляющих их ростом, развитием и дифференциацией. Ученые исследуют эту проблему еще с прошлого века, когда наметились первые успехи в эмбриологии, но, к сожалению, до сих пор ничего определенного сказать по этому поводу не удалось.

Одним из пионеров в исследовании морфогенеза по праву считается немецкий гистолог Вильгельм Гис. Он выдвинул гипотезу о наличии у зародыша неких органообразующих участков, которые содержат в себе зачатки будущих органов. Более конкретные данные были получены другим немецким ученым — Вильгельмом Ру. Действуя раскаленной иглой на различные участки зародыша, он установил, что для некоторых животных характерна строгая специализация клеток, тогда как у других она не столь сильна и при повреждении определенных участков эмбриона они могут компенсироваться соседними клетками. Плодотворная работа Ру по изучению онтогенеза животных оказала большое влияние на развитие этой области исследований. В первые годы нашего столетия его кандидатуру не раз выдвигали на Нобелевскую премию, но Нобелевский комитет отклонял ее, ссылаясь на давность открытий ученого.

Исследования Ру расширил и углубил немецкий эмбриолог Ханс Шпеман. В его распоряжении был более богатый набор инструментов: тонкие скальпели, микропипетки, волосяные петли, стеклянные иглы. С помощью такого инструментария Шпеман, демонстрируя удивительное терпение и мастерство, проводил тончайшие микрохирургические операции на эмбрионе, позволившие ему узнать много нового и интересного. В одном из экспериментов он занимался пересадкой зачатка глаза в различные участки тела зародыша и установил, что 5-кожа над этим зачатком везде превращалась в роговицу. Это навело его на мысль, что различные части-эмбриона выделяют вещества, оказывающие влияние на развитие соседних частей. Свои основополагающие эксперименты Шпеман проводил в период 1901—1918 гг.

И все это время он искал новые подтверждения своей идеи, пересаживая и меняя местами различные части зародыша. У одного эмбриона он взял нервную пластинку, которая обычно развивается в мозг, помещал ее в кожу другого эмбриона и обнаруживал, что там она превращается в обычную кожу. Он поставил и обратный эксперимент: взяв часть эпидермиса второго эмбриона, он поместил ее на место нервной пластинки в первый, где она развилась в полноценный мозг. Шпеман пошел дальше. Он сформулировал так называемую теорию «организационных центров», описав различные точки зародыша, где выделяются вещества — по действию подобные гормонам, — которые влияют на дифференциацию и специализацию клеток. Эти исследования не только чрезвычайно интересны теоретически, но и очень важны для практики, ибо проливают свет на проблему регенерации. Возможности человека в этом отношении весьма скромны, тогда как, например, у ящериц вырастают новые хвосты, а у тритонов даже новые конечности. (Как было бы прекрасно, если бы и человек располагал такими возможностями!) Оценив по достоинству результаты [Шпемана, эксперты Каролинского института приняли в 1935 г. решение присудить ему Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие «организационных центров» в развивающемся эмбрионе.

Проблема взаимодействия клеток тесно связана с генной инженерией и новым направлением иммунологии: — иммунной инженерией. Эти направления постепенно объединяются, обеспечивая удивительный синтез, который откроет перед человеком возможность управления живой материей. В его руках она станет такой же пластичной и податливой, как глина в руках скульптора.