Мышь, которая сопротивляется раку.
В лаборатории Дженг Цуи, профессора биологии в университете Вейк Форест в штате Северная Каролина в США, изучают не рак, а обмен веществ в жировой клетчатке. Для того, чтобы получить антитела, необходимые для экспериментов, мышам вводили пресловутые клетки S180, которые производили брюшную водянку, откуда можно было легко извлечь эти антитела. Эта классическая процедура постоянного обновления «поголовья скота», поскольку ни одна из мышей, которым вводили несколько тысяч этих клеток, не жила больше одного месяца.
Ни одна до тех пор, пока однажды не случилось любопытное явление. Молодая исследовательница Лийя Кин ввела 200.000 клеток S180 группе мышей — обычную дозу для этой обычной процедуры. Но одна из них, мышь № 6, оказала сопротивление инъекции, упрямо сохраняя плоский живот. Лийя Кин повторила инъекцию, но без успеха.
По совету Дженг Цуи, который руководил её исследованиями, она удвоила дозу. По-прежнему без результата. Тогда она удесятерила дозу, доведя её до 2 миллионов клеток. К её изумлению в животе строптивой по-прежнему не было ни рака, ни брюшной водянки. Засомневавшись в технических способностях своей помощницы, Дженг Цуи решил сделать инъекцию сам и для получения явной картины щедро ввёл 20 миллионов клеток и проверил, что жидкость хорошо проникла в брюшную полость. Прошло две недели, по-прежнему ничего! Он попробовал тогда 200 миллионов клеток — в тысячу раз больше обычной дозы — но опять ничего не произошло. Тогда, как ни одна мышь никогда не прожила в этой лаборатории больше двух месяцев, мышь № 6 жила теперь уже свой восьмой месяц, несмотря на астрономические дозы раковых клеток, вводимых прямо в её живот, туда, где они размножаются самым быстрым образом. Тогда в уме Дженга Цуи родилась мысль, что речь, может быть, идёт о невозможном: о мыши, естественным образом сопротивляющейся раку.
Медицинская и научная литература в течение века описывает случаи с пациентами, у которых рак, считавшийся в «конечной фазе», неожиданно давал обратный ход и заканчивал полным исчезновением. Но эти случаи были редчайшими, и очевидно, что их трудно изучать, потому что они непредсказуемые и их нельзя воспроизвести по желанию. Чаще всего их относят к ошибкам в диагнозе («без сомнения, это был не рак.») или к запоздалому эффекту обычных курсов лечения, проведённых ранее («без сомнения, сказалась, наконец, химиотерапия предыдущего года.»).
Тем не менее, любое честное сознание обязано признать, что в этих неожиданных ослаблениях болезней участвуют ещё плохо понятые механизмы, способные противодействовать развитию рака. За последние десять лет некоторые из этих механизмов были выявлены и изучены в лабораториях. Мышь № 6 профессора Дженг Цуи открыла окно на первый из них: сила иммунной системы, когда она полностью отмобилизована.
Когда идея о том, что знаменитая мышь — теперь названная «Супермышью» -сопротивляется раку, была усвоена, новое беспокойство овладело Дженгом Цуи. Супермышь существовал только в одном экземпляре! В лучшем случае мышь живёт всего лишь два года. Когда он умрёт, как можно будет изучать его потрясающую сопротивляемость? А если он подхватит вирус или пневмонию? Дженг Цуи предполагал сохранить его АДН или клонировать его (первые удачные результаты клонирования мышей только что были опубликованы), когда кто-то из его коллег не подбросил ему мысль: «Ты не подумал получить от него потомство?»
Иллюстрация 1 — фотография «Супермыши», мыши № 6
От Супермыши не только было получено потомство — в паре с не имеющей сопротивляемости самкой — но и половина его внуков унаследовала его сопротивляемость клеткам S180 : как и их дед, эти мыши выносили без ослабления два миллиона клеток S180, дозу, ставшей почти банальной в этой лаборатории. Они выдерживали даже два миллиарда S180, т. е. 10 % от их общего веса — что соответствует у человека инъекции массой в 7 — 8 кг исключительно опасной опухоли!
Наверх>>>
Таинственный механизм
Таинственный механизм
В это время Дженгу Цуи понадобилось отлучиться на несколько месяцев. По возвращении его ожидала большая неудача. Когда он возобновил опыты над ракоустойчивыми мышами, он констатировал, что через две недели после обычной инъекции у всех из них развивалась раковая брюшная водянка. У всех без исключения.
Дженг Цуи не провёл анализов на первом поколении потомства мыши № 6 из опасения, что ген мог бы быть рецессивным (понижающимся) и мог проявиться только в следующем поколении.
Что произошло? Как смогли они потерять свою сопротивляемость за время его отсутствия? Дни напролёт он думал только об этой неудаче, спрашивая себя, в чём могла быть его ошибка. Всё, к сожалению, стало на свои места. Как ему предсказывали многие из его коллег, это «открытие» было в любом случае слишком красивым, чтобы быть правильным. Он был так разочарован, что перестал навещать своих мышей. Через четыре недели после инъекций все они должны были быть при смерти. С тяжёлым сердцем он пришёл в лабораторию, поднял крышку и замер: мыши были вполне здоровыми, a их брюшная водянка . исчезла!
После нескольких дней волнений и других опытов для проверки новой гипотезы появилось объяснение: начиная с некоторого возраста (шесть месяцев для мыши, что равнозначно пятидесяти годам для человека) механизм сопротивления ослабевает. Поэтому рак сначала развивается, отчего живот надувается от брюшной водянки. Но приблизительно двумя неделями (одним или двумя годами по человеческой шкале) позже опухоль, само присутствие которой приводит в действие механизм сопротивления, тает на глазах и исчезает менее через двадцать четыре часа (один — два месяца по человеческой шкале). И мыши возвращаются к своей обычной активности, включая очень активную сексуальную жизнь. Впервые наука обладала экспериментальной моделью, воспроизводимой без ограничений, спонтанной регрессии рака. Оставалось понять, с помощью каких механизмов могло происходить это таинственное рассасывание. Эту тайну разгадал доктор Марк Миллер, сотрудник Дженга Цуи, специалист по клеточному развитию рака.
Изучая в микроскоп клетки S180, взятые в брюшной полости чудесным образом излечившихся мышей, он обнаружил настоящее поле сражения: вместо обычных раковых клеток, выпяченных, мохнатых и агрессивных, он увидел клетки гладкие, дырявые, измятые в схватках с лейкоцитами иммунной системы, в том числе со знаменитыми «естественными клетками-убийцами», или NK (natural killer по-английски). Марк Миллер даже смог заснять на видеомикроскопе атаку иммунных клеток на клетки S180 (см. тетрадь иллюстраций после стр. 168, фиг.3). Это было решением задачи: сопротивляющиеся мыши имели способность организовать энергичную оборону благодаря иммунной защите, в том числе и после полного внедрения рака.
Специальные агенты против рака
Клетки NK являются специальными агентами иммунной системы. Как все лейкоциты, они постоянно обходят организм дозором в поисках бактерий, вирусов или новых раковых клеток. Но в отличие от других лимфоцитов, им не нужно присутствие антигена для того, чтобы мобилизоваться. Как только они обнаруживают чужаков, они облепляют их, стараясь обеспечить контакт мембраны к мембране. Как только контакт будет установлен, NK нацеливают на свою мишень, как танковую башню, внутреннее устройство, транспортирующее пузырьки, наполненные до отказа ядом.
В контакте с непрошенным гостем пузырьки высвобождаются и химическое оружие клетки NK - перфорин и гранзимы - вспрыскиваются через мембрану. Молекулы перфорина принимают тогда форму микроколец, которые собираются, чтобы образовать трубку, через которую врываются гранзимы. Последние, достигнув сердца раковой клетки, приводят в действие механизмы самозапрограммированной смерти, как если бы они дали ей приказ самоубиться. В результате её ядро дробится, приводя к имплозии (взрыву, направленному внутрь) всей архитектуры. Обессиленные остатки клетки готовы, таким образом, к тому, чтобы их переварили макрофагоциты, эти мусорщики иммунной системы, которые всегда находятся в кильватере NK.
Как клетки NK у мышей профессора Дженга Цуи, клетки NK человека способны убивать раковые клетки различных типов, в частности, клетки саркомы, рака груди, простаты, лёгких или толстой кишки.
Исследование, проведённое на 77 женщинах, страдающих от рака груди, и продолжавшееся в течение двенадцати лет, подчеркнуло важность лечения. Прежде всего, вытяжки из их опухолей, сделанные в момент установления диагноза, выращивались в присутствии их собственных лейкоцитов. У некоторых пациенток лейкоциты не реагировали, как будто их естественная жизнеспособность была заторможена. У других, напротив, они занялись энергичной чисткой. Двенадцатью годами позже, по окончании исследования, почти половина (47 %) пациенток, у которых лейкоциты не реагировали в лаборатории, скончалась. Напротив, 95 % пациенток, у которых иммунная система показала себя активной под микроскопом, всё ещё остаются живыми.
Другое исследование пришло к аналогичным результатам: чем менее активными показали себя под микроскопом клетки NK, тем быстрее прогрессировал рак и тем шире он распространялся по организму в форме метастаз. Так у людей, подвижность иммунных клеток представляется, следовательно, важнейшей для сопротивления росту опухолей и распространению метастаз.