Дэниэл Дэвис - Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита вашего организма

Стайнман позаимствовал методы у де Дюве и приспособил центрифугу, чтобы отделять друг от друга разные клетки, а не их компоненты. Клетки с разной плотностью запросто отделялись за несколько минут вращения центрифуги – красные кровяные тельца очень отличаются от иммунных клеток, например, и их таким способом устранить легко. Однако, чтобы отделить дендритные клетки от всех остальных иммунных, даже с похожей плотностью, Стайнману пришлось разработать особый метод. По сути, путем проб и ошибок, он не один год пытался понять, как этого добиться. В конце концов разработанный процесс состоял из нескольких этапов. На первой стадии очистки иммунные клетки (включая и дендритные) поднимались к верхней части пробирки, прокрученной в центрифуге, а клетки помельче и поплотнее опускались на дно. Далее иммунные клетки откачивались из пробирки, и их оставляли на стекле на час. Поскольку клетки по-разному «прилипают» к стек- лу в зависимости от того, какие белковые молекулы покрывают их поверхность, некоторые клетки, в том числе и дендритные, за этот час приставали к стеклу, а остальные можно было смыть. За ночь оставшиеся клетки сами отлипали от стекла, и Стайнман мог подвергать их реакции, которая скучивает иммунные клетки, отличные от дендритных, вокруг красных кровяных телец. Затем следовал второй раунд центрифугирования, и благодаря ему красные кровяные тельца отделялись, забирая с собой прочие иммунные клетки; так оставались лишь дендритные.

Замысловатость этой процедуры и то, что она требовала знания специфических нюансов, – в той же мере, в какой не сразу учишься ездить на велосипеде, лишь прочитав о том, как это делается, – вероятно, в конечном счете помогли Стайнману: дендритные клетки были целиком и полностью в его власти, без явных внешних соперников в этой области знания, по крайней мере лет на десять [119]   Nussenzweig, M. C., ‘Ralph Steinman and the discovery of dendritic cells’ (нобелевская лекция 2011 года). Онлайн-версия: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/steinman_lecture.pdf. . Впрочем, была и другая причина, почему ученые не рвались изучать дендритные клетки: многие не считали, что это новая разновидность. Большинство ученых думало, что Стайнман выделил подвид клетки, которую уже открыл – в 1882 году – украинский зоолог Илья Мечников; за это открытие он удостоился в 1908 году Нобелевской премии [120]   Gordon, S., ‘Elie Metchnikoff: father of natural immunity’, European Journal of Immunology 38, 3257–3264 (2008). .

Темпераментный, однако повсеместно признанный творческий гений Мечников рассуждал, что «болезнь – не прерогатива человека», животные тоже болеют, а потому было бы познавательно понаблюдать, что происходит в животных при столкно-вении с угрозой [121]   Metchnikoff, I., ‘Nobel Lecture 1908’ в: Nobel Lectures in Physiology or Medicine 1901–1921 (Elsevier, 1967). . Мечников изучил, помимо многих других биологических видов, личинки морской звезды, которые, что важно, достаточно прозрачны, чтобы рассматривать их под микроскопом вживую. В своей частной лаборатории на Сицилии он наблюдал, что происходит с личинками морской звезды, если уколоть их острой щепочкой. (По легенде, ученый протыкал их шипом розы.) Увиденное Мечниковым породило целое новое направление в знании об иммунитете: некоторые клетки личинки двинулись к ранке.

Вероятно, отчасти потому, что из курса патологии он недавно узнал, что иногда внутри белых кровяных телец обнаруживаются микробы, Мечников подумал, что клетки должны двигаться к месту поражения прицельно для того, чтобы обволочь – или съесть – болезнетворных микробов, которые могут попасть в рану [122]   Vikhanski, L., Immunity: How Elie Metchnikoff Changed the Course of Modern Medicine (Chicago Review Press, 2016). . «Меня осенило, – говорил Мечников, согласно биографии, которую его супруга опубликовала после его смерти, – что подобные клетки, возможно, служат защитой организму против внешних вторжений… Я так воодушевился, что принялся расхаживать туда и сюда по комнате и даже вышел на берег, чтобы собраться с мыслями» [123]   Metchnikoff, O., Life of Ilie Metchnikoff (пер. с фр.) (Houghton Mifflin Company, 1921). . Не с точки зрения пострадавшего организма размышлял Мечников – он осознал, что болезнь или во всяком случае некоторые разновидности недугов есть битва двух биологических видов, битва, выражаясь его словами, между «микробом снаружи и подвижными клетками самого организма» [124]   Metchnikoff (1967). . Он обнаружил, иначе говоря, что у некоторых клеток есть особая задача – защищать организм от болезни, и эти клетки – иммунные. 23 августа 1883 года он публично заявил, что «животные обезоруживают бактерии, поедая и переваривая их» [125]   Vikhanski. . Позднее Мечников с помощью коллег назвал открытые им клетки фагоцитами , а их работу по перевариванию вредоносных микроорганизмов – фагоцитозом , от греческих слов, означающих «процесс поедания клетки» [126]   Там же. . Клетки, лучше прочих способные поглощать микробов, получили название макрофагов – «больших едоков».

Вообще-то, ученые сообщили об этом процессе на несколько лет раньше, но на их работу в истории иммунологии почти не обратили внимания [127]   Ambrose, C. T., ‘The Osler slide, a demonstration of phagocytosis from 1876 Reports of phagocytosis before Metchnikoff ’s 1880 paper’, Cellular Immunology 240, 1–4 (2006). . Мечников, тем не менее, во всех подробностях развил мысль, как именно иммунные клетки способны обволакивать микробов: он сравнивал клетки разных биологических видов, из разных органов, при различных температурах и применял разнообразные окрашивающие средства – и наблюдал, что происходит с различными типами бактерий. Он изучил даже воздействие наркотиков. И смиренно признавался, что такое взаимодействие иммунных клеток с микробами обнаружил не первым. Первенство Мечникова в этом исследовании заслуженно, в основном, не потому, что он взял и открыл иммунные клетки, наблюдая личинки морской звезды, проколотые розовым шипом, а потому что он заметил отклик этих организмов и сформулировал соображение о том, что именно происходит, и затем настойчиво пытался разобраться в этом процессе досконально.

Так же и со Стайнманом: он не определил дендритные клетки, когда впервые увидел их под микроскопом. Тот миг стал лишь началом пути – и ученые отнеслись к заявкам Стайнмана, мягко говоря, скептически [128]   Paul, W. E., ‘Bridging innate and adaptive immunity’, Cell 147, 1212–1215 (2011). . Один студент Стайнмана вспоминает отношение к разговорам Стайнмана о дендритных клетках на некоем международном съезде как попросту «оскорбительное» [129]   Tirrell, M., Langreth, R., & Flinn, R., ‘Nobel laureate treating own cancer dies before award announced’, Bloomberg Business (4 октября 2011 года). Онлайн-версия: http://www.bloomberg.com/news/articles/2011–10–03/nobel-laureate-ralph-steinmandies-3-days-before-prize-announced. . Большинство ученых решили, что клетки, которые Стайнман выделил, – макрофаги, поскольку макрофаги, как уже было известно, тоже липнут к стеклу и их больше, чем дендритных клеток. Чтобы убедить научное сообщество, Стайнману пришлось не только предъявить доказательства, но и немало полетать самолетом. Авиа- сообщение в то время сделалось дешевле, и ученые уже не могли полагаться на одни лишь публикации, чтобы их работу заметили: если нужно было предложить и обсудить свои соображения с другими, все важнее становились личные поездки на встречи. В результате семья Стайнманов частенько выбирала место отпуска с привязкой к иммунологическим конференциям [130]   Интервью Гая Рэза с Эдамом Стайнманом, сыном Ралфа, эфир на Национальном публичном радио, 3 октября 2011 года. Онлайн-версия: http://www.npr.org/2011/10/03/141019170/son-of-nobel-winnerremembers-his-father. .