Адам Пиорей - Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма

Вернувшись к микроскопу, Бадилак стал наблюдать, как армии крошечных клеток собираются на месте расщепления ВКМ: очевидно, их сзывают сюда определенные комбинации этих сигнальных пептидов. По своему количеству и характеристикам новоприбывшие не походили на клетки мышц, нервов или крови: они казались чем-то совершенно иным, совершенно необычным. Это были странно гладкие и округлые клетки. Бадилак понял, что подбирается к разгадке тайны.

В этих клетках он увидел нечто знакомое.

* * *

В апреле 1960 г., воскресным утром, молодой канадский ученый Эрнест Маккаллох ехал на своем потрепанном «додже» по улицам Торонто: ему хотелось заглянуть в свою лабораторию (в Онкологическом институте Онтарио), чтобы проверить, как там его мыши.

Маккаллох, специализировавшийся на изучении лейкемии, еще в начале 50-х пристально следил за серией весьма интригующих экспериментов, благодаря которым ученые впервые предположили, что новая методика под названием «пересадка костного мозга» обладает чудодейственной целительной силой.

Изучая разрушительное воздействие ядерного оружия, специалисты к тому времени уже выяснили, что одно из основных последствий влияния радиации на человеческий организм — это, судя по всему, подрыв его естественной способности возобновлять запасы клеток крови. А это серьезнейшая проблема, поскольку скорость обновления этих клеток — одна из самых высоких среди всех типов клеток нашего тела: каждая клетка крови живет всего 120 дней. Работа красных кровяных телец (эритроцитов) состоит в том, чтобы переносить кислород, распределяя его по всей нашей сосудистой системе: задача колоссальная. В нашей кровеносной системе 25 трлн одних только эритроцитов, а значит, для обеспечения бесперебойного снабжения тканей и органов кислородом нам необходимо каждую секунду возмещать утрату 2–3 млн таких клеток.

Между тем другие типы клеток крови — тромбоциты, заживляющие раны, и лейкоциты (белые кровяные тельца), борющиеся с инфекциями, — обычно живут не больше одного дня.

Без вмешательства ученых, которые помогли бы пополнить запас утраченных клеток крови, организм лабораторных мышей, подвергнутых действию радиации, быстро теряет способность доставлять кислород тканям и органам тела, а также свертывать кровь в ранах, и животные погибают. Однако исследователи обнаружили: если заменить поврежденный костный мозг облученных мышей костным мозгом их здоровых собратьев, такие животные, похоже, волшебным образом выздоравливают. Казалось, эти клетки костного мозга становятся неотъемлемой частью процесса регенерации клеток крови.

Предприимчивые исследователи вскоре осознали, что в этом открытии таится возможность разработки методик лечения онкологических заболеваний. Если подвергнуть мышь со специально выращенными злокачественными опухолями воздействию достаточно мощной радиации, это облучение уничтожит и новообразования, и здоровые клетки костного мозга животного. Затем остается лишь заменить поврежденные клетки костного мозга здоровыми — методом трансплантации.

Хотя в то судьбоносное воскресенье уже было известно, что некоторые специалисты успешно продемонстрировали действенность этой методики, она еще считалась новинкой, и в связи с ней оставалось много вопросов, на которые пока не удавалось найти ответ. Каковы конкретные механизмы происходящих процессов? Почему именно костный мозг играет в них такую важную роль? Каковы темпы гибели клеток, подвергнутых облучению различной интенсивности? И какое количество ткани костного мозга необходимо пересадить животному, чтобы его спасти?

Именно на такие вопросы решили попытаться ответить Маккаллох и другой молодой ученый по имени Джеймс Тилл, когда они в своей лаборатории облучили десятки подопытных мышей, чтобы убить клетки их костного мозга, а затем заменили эти клетки нормальными — взятыми из костного мозга здоровых мышей. Два исследователя разработали изощренную методику, позволявшую им точно подсчитывать, сколько клеток при этом погибает, сколько выживает, а сколько вырастает заново.

Но когда в то тихое воскресное утро Маккаллох ехал к себе в торонтскую лабораторию, мало кто мог предполагать, что он вот-вот навсегда изменит лик науки и заложит основы новой области — регенеративной медицины. Для этого ему понадобится лишь принять одно внезапное решение.

После облучения мышей Маккаллох и Тилл договорились подождать несколько недель, прежде чем извлечь у них бедренную кость и селезенку, чтобы провести изнурительные подсчеты количества выработанных клеток и оценить степень их здоровья. Однако любые следы таинственной регенерации успевали исчезнуть до того момента, когда экспериментаторы вскрывали большинство мышей, хотя воздействие какой-то формы регенерации было очевидным: здоровье мышей, прошедших трансплантацию костного мозга, явно улучшалось. Но до этого воскресенья прошло лишь десять дней после очередной пересадки. И тем не менее Маккаллох решил пожертвовать одной из мышей пораньше.

Вскрыв заднюю часть подопытного зверька, он поразился. В селезенке (органе, который играет центральную роль в выработке крови у мышей [и у многих других млекопитающих]) ясно различались обширные сгустки-включения, которых ученый не наблюдал у животных, вскрывавшихся после более длительного периода. Тщательно пересчитав эти включения, Маккаллох сумел выявить несомненную корреляцию между количеством клеток костного мозга, введенных в организм мыши, и числом этих странных сгустков в их селезенке. При помощи радиоактивных меток два исследователя вскоре сумели показать, что в каждом из этих вздутий полным-полно компонентов, являющихся биохимическими предшественниками эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Как выяснилось, все эти предшественники берут начало от одной-единственной клетки, которая таилась среди тысяч других: вместе с ними ее ввели в костный мозг подопытной мыши.

Эти необычные клетки назвали стволовыми [19].

Маккаллох сумел поймать взглядом трудноуловимый призрак, о существовании которого давно догадывались ученые: они просто никогда раньше не могли выделить его в чистом виде. Вместе с Тиллом он доказал, что стволовые клетки действительно существуют. Два исследователя тут же дали им определение. Маккаллох писал: стволовые клетки — отдельные клетки, еще не прошедшие специализацию (недифференцированные), которые способны в процессе деления порождать различные специализированные клетки. Организму мышей, подвергнутых трансплантации костного мозга, эти клетки позволяли регенерировать кровь — в количествах, необходимых для того, чтобы выжить.