Кому принадлежит мир?
Отвечая на этот вопрос, ботаники заявят:
— Растениям.
Зоологи выскажут иную точку зрения:
— Конечно, насекомым.
Микробиологи тут же решительно возразят:
— О чем спорить? Мир весь во власти микроорганизмов.
Услышав такое, мы с вами лишь снисходительно улыбнемся: уж мы-то знаем, кому принадлежит мир. Нам! Людям!
Правда, наша уверенность дает небольшую трещинку, когда мы попадаем в больницу или амбулаторию. Трещинка расширяется, если мы узнаем, что, к примеру, в одном грамме озерного ила обитает миллиард микробов. Она становится еще шире, если нам говорят, что в каждой маленькой капельке мокроты, разбрызгивающейся при кашле туберкулезного больного, содержится 40 000 палочек Коха. И наконец, монолит нашей уверенности сплошь покрывается трещинами и разваливается на куски, когда нам сообщают, что общий вес микробов в верхнем слое почвы на площади в один гектар достигает 4–5 тонн; что в одном кубическом сантиметре воздуха крупного универмага (особенно по воскресным дням) содержатся сотни тысяч микроорганизмов и что при каждом вдохе мы вводим в свои дыхательные пути 500 таких «порций» микробов, а за минуту— 10 000; что бактерии, живущие в закупоренных консервных банках (в тех самых, которые «раздулись»), выделяют сильнейший яд: один его грамм способен убить 25 000 человек; что эпидемии заразных болезней, охватывающие время от времени села, города и целые страны, валят с ног миллионы людей; что микроорганизмы пожирают мрамор и кирпич, асфальтовые дороги, одежду и обувь, горючее в топливных баках самолетов и своими «телами» (образовавшимся в результате их деятельности осадком) забивают насосы, трубопроводы, выводят из строя двигатели…
Но микроорганизмы являются не только возбудителями болезней и разрушителями материальных ценностей. Среди них немало и помощников человека. Взять хотя бы тех невидимок, которые проживают в пахотном слое земли. Большинство их — не враги, а благодетели наши. Они заботятся о плодородии почвы, делают доступными для растений органические остатки, обогащают пашню азотом.
Помимо работающих на нас в течение тысячелетий бактерий брожения и гниения, молочнокислых бактерий, хлебных дрожжей в последнее время «пошли на производство» микроорганизмы, умеющие вырабатывать антибиотики, кормовые белки, аминокислоты, ферменты. Есть такие бактерии, которые предпочитают трудиться в сельском хозяйстве — борются с вредителями и болезнями растений. Все больше обнаруживается микробов — «специалистов» в горном деле и металлургии: они способны выщелачивать из бедных руд медь и молибден, извлекать германий и кремний, добывать железо и золото.
Обо всех наших микроскопических друзьях не расскажешь. Познакомимся поближе лишь с некоторыми из них.
Бактерии-химики
Одна из самых острых проблем сегодняшнего дня во всем мире — недостаток белков в пище человека и в рационе сельскохозяйственных животных. А что такое белок? Это основной строительный материал в организме. Причем материал крупноблочный. Каждый белок представляет собой блок, состоящий из разнообразных «кирпичей»— аминокислот. Эти блоки и использует организм человека или животного при строительстве своих органов и тканей. Однако использует своеобразно. Белки, поступившие с пищей в желудочно-кишечный тракт, он сначала расщепляет на составные части — аминокислоты, а уж из этих отдельных «кирпичей» строит свой собственный белок.
За подобную практику на наших строительных площадках по головке не погладили бы… Но у организма есть важное оправдание: он ведет строительство по индивидуальному проекту, он может использовать только особые «блоки», специфические белки. Вот ему и приходится на ходу из одних строительных деталей делать другие.
Ну, а если изменить систему снабжения — поставлять организму не «блоки», а «кирпичи» — аминокислоты? Или хотя бы добавлять к обычной пище самые необходимые аминокислоты — так называемые незаменимые? Такого рода добавки резко повышают питательную ценность пищи и кормов.
Так возникла проблема промышленного производства аминокислот. За нее взялись химики — и довольно успешно: сейчас они умеют синтезировать некоторые такие вещества из непищевых продуктов. Только вот беда: аминокислоты, рожденные в пробирке, построены из молекул двух видов. Принадлежащие к первому виду — точная копия тех, которые создаются в живой природе. Но есть и другие: они являются зеркальным отражением «нормальных молекул». И организм их не усваивает.
Освободиться от этих балластных молекул оказалось нелегко. Тут вот и «предложили свои услуги» обитатели микромира. Оказывается, некоторые из них как раз и специализируются на «изготовлении» разнообразных аминокислот, причем синтезируют именно те их разновидности, которые нужны животным и человеку.
Такие бактерии вот уже несколько лет проходят «производственное обучение» в лабораториях Института микробиологии Академии наук Латвийской ССР. Все началось с того, что одна из них прибыла в Ригу из Москвы, из Института биохимии имени А. Н. Баха. В дороге ее окружили, словно важную персону, заботой и вниманием. Потом физиологи тщательно изучали ее вкусы и повадки, специалисты лаборатории технической микробиологии составляли для нее меню и приучали ее работать с максимальной отдачей, сотрудники специального конструкторского бюро создавали аппараты, с помощью которых постоянно поддерживались необходимые ей условия. Все ради того, чтобы эта бактерия полностью использовала свои способности и энергично вырабатывала одну из наиболее важных аминокислот — лизин.
Миновало несколько лет, как бактерия, покинув стены института, вступила в большую жизнь: она успешно проходит испытательный срок на заводах. Ее продукция проверялась биологами и животноводами. Их вывод: обогащение кормов концентратом лизина увеличивает привес цыплят, свиней.
Недавно спроектирован специальный цех для производства лизина в больших количествах. Главные технологические операции здесь будут выполнять бактерии. Впрочем, туда, возможно, придут работать уже новые бактериальные «кадры». Ученые выявили среди микроорганизмов, обитающих в иле прибалтийских рек, в почве, в лечебных грязях лесных озер и даже в сточных водах, такие бактерии, которые обладают повышенной работоспособностью.
Анабиоз — уже факт?
Тучное пшеничное поле. От края до края гуляют тяжелые зеленые волны. Каждый видит: будет добрый урожай. И каждому понятно: значит, хорошо вспахали поле, вовремя посеяли; к сроку прошли дожди. Все ясно, все просто.
А вот если тщательно изучить свежий пшеничный лист, стебель, корешок или зерно, обнаружится немало непонятного. Оказывается, на любом растении обитают целые поселения микроорганизмов. Привольно микробам: здесь им и стол, и дом. Фитонциды — мощное химическое оружие растений — для них не страшны, они к ним приспособились. Но почему же так удалась пшеница, почему она не болеет, не чахнет под натиском микробов?
Около пятнадцати лет ученые изучают эту проблему. Обследованы самые разнообразные сельскохозяйственные культуры. Собрано полторы тысячи форм микроорганизмов — все они обитают только на здоровых, хорошо развивающихся растениях. И это ничуть не угнетает ни пшеницу, ни овес, ни горох. Более того, попытки освободить эти растения от «иждивенцев» нередко вели к замедлению роста и болезням.
Как выяснилось, многие из тех микробов, которые ученые принимали за иждивенцев и паразитов, не только не приносят вреда своим хозяевам, но и защищают их от болезнетворных бактерий и микроскопических грибов. А часть из них как бы в благодарность за пищу и кров поставляет своим зеленым хозяевам витамины группы В, аминокислоты, вещества, стимулирующие рост (типа гиббереллинов). Особое значение для будущего урожая имеет деятельность бактерий, обитающих на семенах: выделения микробов активируют биохимические процессы, протекающие во время прорастания.
Но если некоторые бактерии, так сказать, явочным порядком осуществляют заботу об урожае, то почему бы не узаконить их деятельность, не ввести ее в рамки плановости?
К сегодняшнему дню из сотен «претендентов» на штатную сельскохозяйственную работу ученые отобрали несколько десятков форм наиболее активных бактерий. Они прошли испытания в лабораторных, вегетационных и полевых условиях и показали, что зараженные ими зерновые и овощные культуры, а также сахарная свекла повышают урожай на 10–20 процентов.
Бактерии-стимуляторы можно выращивать тоннами. Они неприхотливы и довольствуются отваром растений. Отвар этот заливают в особые аппараты — ферментеры, куда и высевают бактерии-производителей. Потом подается подогретый воздух — и через некоторое время жидкость буквально кишит (под микроскопом) живыми существами, готовыми взяться за предпосевную обработку семян. Примерно так же, но па других питательных жидкостях, можно вскармливать азотфиксирующие бактерии, которые делают доступным для растений азот воздуха.
Конечно, на практике все это выглядит не так просто. Но новая отрасль науки и техники— биоинженерия — справляется с трудностями. Правда, не со всеми. Скажем, заводские бактериальные препараты получают жидкими. А это — тонны балластной воды, бутыли, которые бьются, емкости, которые лопаются от мороза. Но как избавиться от воды — ведь без нее микроорганизмы погибнут?
В лаборатории технической микробиологии рижского Института микробиологии на этот счет имеется особое мнение. Ученые предложили погружать микробов в анабиоз — в состояние на грани жизни и смерти, когда все жизненные процессы прекращаются, но остается возможность «воскреснуть» в нужный момент.
Технология приведения микробов на грань жизни и смерти довольно сложна. Она основывается на природной способности этих организмов прекращать на время всякую жизнедеятельность. Но, как показывают опыты, лишь около 30 процентов некоторых разновидностей бактерий может сохранить жизнеспособность при простой вакуумной сушке. Ученые разработали целый ряд специальных приемов. В результате после двухлетнего пребывания в анабиозе «воскресают» 67 процентов бактерий.
Исследования в этой области продолжаются. Немало лабораторных колб наполнено сухим светло-серым порошком. Это и сухой нитрагин — азотсвязывающие бактерии, и различные виды бактерий-стимуляторов. С помощью сухих микробных препаратов, изготовленных в институте, уже удобрены тысячи гектаров посевов.
Микрометаллурги
Многими «профессиями» успешно овладевают микробы. Они пробуют свои силы и в горном деле, и в металлургии. Да что там пробуют — уже вовсю работают!
На Урале и в Казахстане они извлекают медь из сульфидных руд, в частности из халькопирита. Технология весьма проста. Берется, как правило, бедная руда (или даже «почти пустая» порода из отвалов, или, наконец, отходы металлургического производства — шлак), измельчается и увлажняется питательным раствором, в который перед тем поселили особую разновидность бактерий. Они, попав в каменное крошево, немедленно принимаются разыскивать мельчайшие крупицы руды и «вгрызаются» в нее, превращая нерастворимые соединения меди в медный купорос.
Требуется всего четыре дня, чтобы бактерии извлекли 80 процентов металла, содержащегося в отвальной породе или руде. Теперь нужно лишь собрать раствор в резервуары и, действуя на него железом (самая обыкновенная обменная реакция), получить чистейшую медь.
Особенности технологии, только что изложенные, дают возможность микробам-металлургам, перерабатывающим руду на поверхности земли, освоить и смежную профессию — горняков, которые добывают халькопирит в шахтах. Для этого необходимо лишь пробурить скважины к залежи полезного ископаемого, закачать туда питательную среду с бактериями. Глубоко в земных недрах они не только добудут металл, но и сразу же проведут гидрометаллургические процессы. Поэтому через некоторое время можно уже выкачивать практически готовую продукцию — раствор, обогащенный медным купоросом.
Микробиологические методы в горном деле и металлургии находят все большее применение. За рубежом микробы вырабатывают пять процентов всей меди, немало… урана и цинка.
В лабораторных условиях уже хорошо изучены микроорганизмы, способные добывать марганец, висмут, свинец, сурьму, литий, германий. Ученые уверены, что в список металлов, которые могут добывать металлурги-невидимки, скоро будут внесены никель, таллий, молибден, титан.
И это не все. Директор Института микробиологии АН СССР академик Александр Александрович Имшенецкий — ученый, широко известный своими исследованиями в этой области, утверждает, что микробиологические процессы имеют особое значение при переработке труднообогащаемых золотоносных руд: они позволяют в девять (!) раз увеличить выход драгоценного металла. Кроме того, советские ученые доказали, что бактерии могут с успехом очищать концентраты золота и олова от примеси мышьяка.
Исследования последнего времени изумили даже видавших виды специалистов: оказывается, перед микробами не может устоять даже само золото, то самое вечное золото, которое растворяется лишь в адской смеси соляной и азотной кислот. Но теперь доказано: некоторые бактерии и микроскопические грибы образуют органические вещества, вступающие в соединение с золотом…
Говоря о перспективах новой технологии, академик А. А. Имшенецкий пишет:
«Методы прикладной геомикробиологии значительно снижают потери при подземных работах, связанных с добычей цветных и редких металлов. Достоинство этих способов заключается в возможности одновременного получения ряда элементов. Так, в медных рудах могут содержаться сера, железо, цинк, золото, серебро, кадмий, селен, теллур, индий, рений, галлий и другие полезные элементы. При стандартных методах значительная их часть попадает в отвалы. Во время обогащения полиметаллических руд теряется много галлия, теллура, лития. В шлаках иногда содержится также значительное количество олова, германия, таллия, осмия, меди, цинка и других металлов. Микробиологическое выщелачивание может касаться забалансовых и бедных руд, отвалов, „хвостов“ обогатительных фабрик, шлаков.
Итак, при переработке полиметаллических руд микроорганизмами станет реальным получение различных элементов без строительства шахт, без подземного труда. Сократится число пирометаллургических предприятий, заметно снизятся себестоимость ископаемых, расходы на очистку атмосферы и сточных вод. Площадь земли, занимаемая шахтами, обогатительными фабриками, значительно сократится».
Мир, который находится в нас
Если соскоблить с зубов налет и поместить под микроскоп, мы увидим множество змееподобных существ: они носятся с места на место, словно ищут что-то. Эти микроорганизмы, называемые спирохетами, — типичные и довольно безобидные обитатели полости рта человека.
В нашем кишечнике проживает несметное количество разнообразных микробов. Одни — просто безобидные иждивенцы. Другие даже помогают нам кое в чем: участвуют в переваривании пищи, вырабатывают аминокислоты. Третьи, зловредные, затаились до поры до времени.
Человек, можно сказать, начинен миллионами мельчайших существ. Но, зная о том, как распространены микроорганизмы, как они приспосабливаются к самым разным, порой неподходящим, с нашей точки зрения, условиям, эту их склонность — поселяться внутри нас — нетрудно понять. И даже примириться с нею.
Здесь мы не будем говорить о микробах. Речь пойдет о мире других живых существ, не менее удивительных, ведущих, если вдуматься, такой странный (странный своей «разумностью») образ жизни.
Возможно, кому-нибудь это и покажется ужасным, но, говоря теоретически, каждый из нас, как и вообще всякий многоклеточный организм, в любой момент может рассыпаться на миллионы самостоятельных живых существ — клеток. Более того, многие биологи не устают удивляться тому, что… ничего подобного с нами до сих пор не происходит.
В этой, как и во всякой другой шутке, однако, содержится немалая доля серьезного.
Как известно, любой организм вырастает из одной-единственной зародышевой клетки. Она делится, потом делятся ее «дочери», затем — «внуки». Количество клеток стремительно возрастает, их уже сотни, тысячи. Постепенно проявляется одно странное обстоятельство: подавляющее большинство из этого многочисленного потомства начинает почему-то все менее походить на свою прародительницу. Идет специализация клеток: одни из них образуют кожу, другие становятся «специалистами» по строительству костей, третьи слагают мышцы, четвертые принимаются вырабатывать гормоны, защитные белки и прочие вещества, необходимые для развития и жизнедеятельности зародыша.
Во взрослом организме почти все клетки приобретают строго определенную «специальность». Некоторые их виды так изменились, что в них не узнаешь ближайших родственников той первой клетки-родоначальницы. Есть даже такие, которые теряют один из главных признаков живого организма — способность к размножению. Таковы, например, нервные клетки.
Происходит удивительное: во время развития зародыша миллиарды клеток, этих сложно устроенных живых существ, подчиняясь интересам всего сообщества клеток, «отказываются от себя», от своей индивидуальности, самостоятельности и начинают выполнять именно ту работу, и только ту, которая нужна организму в целом.
Об этом чуде мы нередко даже не подозреваем. Для нас кожа — всего лишь поверхность тела, а не сообщество мельчайших существ, живущих для того, чтобы оберегать организм от микробов, атмосферных воздействий и механических повреждений. Для нас почка — просто орган, а не содружество клеток, которые однажды «решили» во имя высоких интересов организма всю жизнь без передышки выполнять довольно унылые обязанности — очищать кровь от отбросов.
Мы это не помним. Говоря о клетках, мы называем их кирпичиками, из которых, дескать, сложены все живые ткани. Кирпичики — значит, что-то неодушевленное.
Зато ничего не «забывают» сами клетки. И время от времени доставляют нам немало неприятностей. Например, когда клетке что-то (пока точно не установлено, что именно) угрожает, она вынуждена «вспомнить», что она — настоящее живое существо, что она не так уж слаба. Она решительно отбрасывает обременительные обязанности, возложенные на нее обществом других клеток, и мобилизует все свои силы на борьбу с опасностью. Потеряв специализацию, она начинает вести самостоятельную жизнь, бурно размножается. Возникает целая колония эгоистичных клеток. Бунт индивидуализма! Иначе это называют еще возникновением раковой опухоли.
Правда, не всегда проявление индивидуализма клеток является злом. Человек получил ранение — и рану заполняют неспециализированные, амебоподобные клетки, которые пожирают микробов и помогают «ремонтировать» поврежденные ткани. Если организм потерял много крови и красный костный мозг не справляется с ее пополнением, на выручку приходят клетки желтого костного мозга: они отказываются от своих скромных функций быть лишь хранилищем жира, начинают энергично делиться, и их потомство в конце концов оказывается эритроцитами и лейкоцитами — красными и белыми кровяными тельцами. Минует угроза — клетки-«цистерны» снова наполняются жиром.
Однако наиболее наглядно способности клеток к самостоятельной жизни проявляются при выращивании их, как говорят биологи, в культуре. Этот метод, широко распространенный в современной биологии, заключается в том, что живую ткань — кусочек какого-либо органа — обрабатывают особыми веществами, в результате чего она распадается на отдельные клетки, и помещают в питательный раствор. Получив свободу, многие клетки, если им не мешать, вскоре начинают вести самостоятельный образ жизни. Независимость, вероятно, у них «в крови».
Как видим, возможности клетки огромны. Но в обычных условиях она проявляет лишь некоторые свои способности — именно те, в которых заинтересованы другие клетки, весь организм. И вот здесь возникают многочисленные вопросы. Каким образом ей удается следовать «теории разумного эгоизма»? Почему она, словно понимая, что быть членом огромного «клеточного государства» безопасней и выгодней, чем жить в одиночестве, берет на себя однообразные, порой обременительные обязанности? Как она «узнает», кем ей надо быть, что, когда и как делать? Почему, если она попадает в особые условия, в ней вдруг просыпается доселе мирно дремавший «дикий зверь»?
Наука пока отвечает на эти вопросы лишь в общих словах. Всей жизнью клетки руководит программа, заключенная в ее хромосомах. В них «записан» весь процесс развития (в принципе почти из любой клетки можно вырастить целый организм), но клетка «читает» и выполняет только ту часть программы, которая необходима ей в данный момент и в данных условиях. Кто или что руководит ее «чтением», подчиняет ее общим интересам организма? Может быть, мозг? Железы внутренней секреции?
Детально механизмы управления жизнедеятельностью не изучены, хотя над этой проблемой — одной из важнейших теоретических проблем биологии — работают тысячи ученых. Поэтому всякий свежий факт, всякая новая крупица знания имеют здесь большое значение.
У родника, рождающего кровь
О результатах этих научных экспериментов можно было бы рассказать в нескольких строках. Вот они.
Советским ученым удалось в течение 24 дней поддерживать жизнь кусочков печени из эмбриона мыши в культуре ткани. При этом ни печеночные, ни кроветворные клетки не потеряли своей специализации.
Значение этой информации по достоинству оценят немногие — микробиологи, радиобиологи, некоторые медики. А между тем за ней скрываются важные проблемы. И то, что печень мышиного зародыша оставалась живой вне организма 24 дня, означает заметный шаг к решению этих проблем.
Чтобы разобраться в смысле и значении приведенных выше нескольких строк, нам придется отправиться за западную окраину Москвы, в Институт эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи.
Костный мозг давно привлекает внимание исследователей. Клетки этой ткани были одними из первых, которые удалось выращивать вне организма, в культуре.
Костный мозг — вовсе не мозг и никакого отношения к нему не имеет. Это — главный орган кроветворения. Он представляет собой колонии клеток, населяющих костные полости. Среди этих клеток есть такие — их называют стволовыми, — которые размножаются, дают всё новые и новые «ветви» потомства. После определенного количества делений, «ветвлений», молодые клетки, удалившиеся от «ствола», начинают специализироваться: одни теряют свое ядро и превращаются в эритроциты, другие становятся лейкоцитами. Созревшие кровяные клетки проникают сквозь стенки сосудов и восполняют естественные потери красных и белых кровяных телец. Они уже размножаться не могут, а выполняют другую работу — транспортируют от легких к органам и тканям кислород, уничтожают проникших внутрь организма микробов.
Стволовые, родоначальные клетки ученые пытаются выращивать в лабораториях. Растут они в культуре неплохо. Одна беда: очень скоро перестают превращаться в красные и белые кровяные тельца — словно забывают, как это делается. Торжествует индивидуализм. И никому, ни одному ученому за десятилетия кропотливой работы не удавалось воспрепятствовать «одичанию» культуры ткани костного мозга.
Не удавалось до тех пор, пока австралийский ученый Меткаф не обнаружил интересный факт. Он культивировал почечные клетки мыши и заметил, что они выделяют какие-то вещества, образующие как бы пленку, подложку. На эту подложку Меткаф поселил клетки мышиного костного мозга. И они прожили на подложке целых двенадцать дней, не потеряв способности к кроветворению! Это был крупный успех!
Но в чем здесь дело? Может быть, на них повлияла подложка, оставленная другими клетками? А не значит ли это, что клетки способны оказывать руководящее воздействие друг на друга? Возможно, в организме не так уж велика, как принято считать, централизация управления, и клетки могут правильно поступать и без постоянных команд «сверху» — например, со стороны головного мозга? Ведь известен такой опыт. Выращивают культуру ткани сердечной мышцы. Образуется колония — плотное поселение сотен и тысяч клеток. И вот — неизвестно почему — одна из них вдруг начинает ритмично сокращаться. Вскоре пример ее увлекает ближайших соседей. А через некоторое время эпидемия подражательства охватывает всю колонию…
Эти размышления привели сотрудников Института эпидемиологии и микробиологии к решению попробовать растить не однородные кроветворные клетки, а культуру, как принято говорить, органной ткани — кусочек органа, в котором живут одним коллективом и кроветворные и какие-либо другие клетки. Для первого опыта была выбрана ткань печени мышиного эмбриона. Дело в том, что костный мозг за время развития зародыша несколько раз меняет место своего обитания и лишь впоследствии поселяется в костях. В печени эмбриона как раз и находятся, наряду с печеночными клетками, кроветворные. Если они сотрудничают там, почему бы им не влиять друг на друга, когда они попадут в питательный раствор?
Но из этого ничего не получилось. Когда кусочек печени оказывался в растворе, ткань «рассыпалась», клетки, отделившись друг от друга, «расползались» и вскоре «дичали».
В чем причина? Может быть, помеха всему — неблагоприятные для кроветворных клеток условия опыта? А какие условия им необходимы? Что они хотели бы иметь? Клетки молчали.
Ученые использовали разнообразные, часто весьма изощренные приемы. Один из таких очень тонких, деликатных способов — культивирование ткани на границе двух фаз. При этой технологии кусочек мышиной печени все время находится в воздухе и лишь касается поверхности питательного раствора.
Однако и этот способ не давал результатов. Тогда исследователи стали экспериментировать с фильтрами, на которых располагается культура ткани, особым образом готовить воздух, обогащать его углекислотой, варьировать состав раствора, применять специальные меры стерилизации для борьбы с микробами. В конце концов подходящие условия были найдены. Культура стала хорошо расти, клетки делились. Через каждые два дня в чашках меняли раствор и «снимали урожай» — брали один из посевов культуры на исследование. И на второй, и на четвертый, и на восьмой, и на десятый день клетки оставались нормальными, не «дичали», а исправно продолжали, словно они находятся в организме, производить кровяные тельца. Но что будет на двенадцатый день? Ведь это грань, которую не смогла переступить культура ткани у Меткафа…
И на двенадцатый день никаких трагедий не произошло. На четырнадцатый — тоже! Перекрыт мировой рекорд. На шестнадцатый — все в норме. Так продолжалось до тех пор, пока не были изъяты на исследование все посевы. Опыт был многократно повторен. Культура прожила двадцать четыре дня, и в ней не удалось обнаружить вырождения, потери клетками костного мозга своей специализации. Следовательно, не исключено, что таким путем можно будет сохранить жизнеспособность клеток и дольше.
Открывается новая перспектива — попробовать выращивать костный мозг взрослой мыши. Однако соседствовать с ним должна костная ткань — ведь у взрослых мышей он обитает в костях.
Но почему опять — мыши? Потому что произвести точную проверку, не переродились ли клетки в культуре ткани, можно только на живом организме. Мышь надо облучить смертельной дозой ионизирующей радиации и тем самым убить весь ее костный мозг — он погибает при сравнительно небольших дозах облучения. Потом в вену вводят небольшое количество костного мозга, выращенного вне организма. Его клетки обладают «инстинктом дома», поэтому быстро находят свое место, поселяются там, заменяя погибших при облучении своих собратьев, и принимаются за работу. Если эти искусственно выращенные клетки здоровы и работоспособны, то дней через десять они создадут новые колонии кроветворных клеток. В принципе они могут восполнить урон, понесенный организмом, и лучевая болезнь закончится выздоровлением.
Здесь, естественно, возникает вопрос о практической важности работы ученых. В самом деле, если проблема искусственного выращивания костного мозга будет до конца решена, то нетрудно представить себе, как упростится во многих случаях борьба с лучевой болезнью. Скажем, у человека возьмут заблаговременно немного костного мозга, в лаборатории клетки размножат, поместят в ампулы, хорошо защищенные свинцом от излучений, и передадут хозяину. И если случится беда, человек сможет ввести себе в вену несколько кубиков своего собственного костного мозга. Проблемы биологической несовместимости тканей при этом не будет существовать.
Или другая заманчивая, хотя и весьма далекая, перспектива. У человека — рак крови, то есть «одичали», «озверели», перестали работать клетки костного мозга. Но среди этих взбунтовавшихся всегда есть некоторое количество нормальных, еще здоровых. Их, в принципе, можно отделить от больных и размножить, вырастить нужное количество полноценного костного мозга. А потом? Потом облучить заболевшего человека такой дозой, чтоб убить все клетки его костного мозга — и раковые, и нормальные. После этого остается ввести в вену тот, выращенный в пробирке костный мозг…
Однако только длительные комплексные исследования могут дать первые практические результаты. И если дальнейшие эксперименты подтвердят надежды, в работу должны включиться специалисты многих смежных областей.
«Ничейный» корень
…Чудес в этой маленькой комнате, уставленной стеллажами, по мнению ее хозяев, нет никаких. На полках— от пола до потолка — сотни колб. В каждой, словно тающий весенний снег, — комки белой, желтоватой или бледно-зеленой ноздреватой массы. Это культуры растительных тканей, то есть колонии клеток, которые были взяты из листьев, корней, стеблей, плодов различных растений и теперь искусственно выращиваются на желеобразном агаре, сдобренном сахаром, минеральными солями и микроэлементами.
В углу комнаты мерно постукивает качалка, колышет в колбах, установленных на ее платформе, мутную жидкость. Здесь тоже развиваются и размножаются клетки, но в питательном растворе, в жидкой среде.
— На этой полке у нас растет раувольфия змеиная, на этой, в основном, женьшень, — рассказывает профессор И. В. Грушвицкий.
Разглядываю на стеллаже колбу за колбой. И вдруг — странное чувство: будто вчитался в строки фантастической повести и неожиданно, без перехода и подготовки, сам оказался по ту сторону страницы, в невероятном и невозможном мире. Прямо перед глазами, внутри склянки, из бесформенного комка желтой клеточной массы выполз, судорожно извиваясь, длинный, ветвящийся корень какого-то растения. Он жадно гложет питательное желе и гонит живительные соки… в никуда: самого растения в комке клеток не было и нет, здесь таинственно возник только этот корень.
А рядом, в другой колбе, клеточная масса ощетинилась, как еж, множеством коротких острых корешков. В склянке, что стоит поодаль, все наоборот: ни одного корешка, но из губчатого комка напряженно вытянулся вверх, словно пытаясь вырваться наружу, бледный стебель с несколькими листьями.
— Этот корешок, — кивает И. В. Грушвицкий на длинный корень, — образовался из клеток тропического растения раувольфии. А там, в цветочном горшке, — нормальное растение, со всеми органами. Оно тоже выросло в колбе из недифференцированной ткани, и мы его пересадили в землю — посмотрим, что будет дальше. «Ежик» — культура ткани женьшеня. Добиться, чтобы в изолированной клеточной массе зародились органы растения или даже целое растение, в общем, не так уж трудно…
Однако до того как мы углубимся в малоизученную область науки, занимающейся проблемами культивирования растительных клеток и тканей, надо сказать, что мы находимся в лаборатории кафедры фармакогнозии и ботаники Ленинградского химико-фармацевтического института и наши руководители в этом путешествии — профессор И. В. Грушвицкий, кандидаты биологических наук А. Г. Воллосович, Л. И. Слепян, И. X. Никогосян.
Итак, попытки выращивать в стекле отдельные клетки или ткани растений предпринимались давно, но без особого успеха. Лишь в последние десятилетия разработаны приемы и методы, позволяющие делать это. В Советском Союзе исследования культуры растительных тканей начались в Институте физиологии растений АН СССР под руководством профессора Р. Г. Бутенко. Потом ими занялись и другие научные учреждения страны.
Сегодня накоплено немало знаний в этой области. Установлено, что если растение «поранить», то в месте «ранения» начинается энергичное деление клеток и из них образуется каллюс — губчатый нарост. Каллюсные клетки, как правило, способны жить и размножаться вне организма материнского растения. Для этого надо лишь поместить их в стерильные условия и подходящую питательную среду. Ведя самостоятельную жизнь, растительные клетки, так же как и животные, почти всегда теряют дифференциацию, «дичают»: взятые из столь различных органов, как корень, стебель или лист, они, попав в колбу, утрачивают свои специфические особенности и становятся похожими друг на друга. Разросшаяся масса таких клеток и именуется учеными культурой недифференцированной ткани.
Эта культура живет по своим собственным законам, которые, впрочем, в огромной мере обусловлены тем, какие вещества содержатся в питательной среде. И оказывается: если в растворе увеличить количество одного гормона, клетки могут образовать особые структуры, из которых разовьются только корни; наоборот, увеличение концентрации другого гормона влечет за собой появление стебля. Чисто химическим путем любую клетку, по-видимому, можно заставить дать начало зародышу, а затем и новому растению или его органу. Это теоретически. На практике же клетки не всегда подчиняются химическому руководству.
Ставя перед растительными клетками, проживающими в колбе, те или иные трудные задачи, ученые нередко призывают на помощь «няньку» — кусочек живой ткани, вырезанной из растения. (Вспомним опыты с клетками печени мышиного эмбриона: там тоже в особых случаях вынуждены были звать на помощь кроветворным клеткам печеночные и костные.) «Нянька», постоянно находясь рядом с клеточкой-воспитанницей и выделяя в окружающую среду свои гормоны, будет опекать ее и направлять ее развитие.
Подобные приемы уже используются в некоторых странах с практическими целями, когда надо размножить уникальный посадочный материал, получить мутантные растения, освободить ценную культуру от очень прилипчивой болезни.
Но как ни интересна эта проблема, не ею занимаются в комнатке, сплошь уставленной стеллажами. Корни, стебли и целые растения, развивающиеся в колбах, — лишь побочный результат других поисков и исследований.
«Плантации» в колбе
Клетка, попавшая в колбу, хотя и «дичает», но все же сохраняет многие свойства, присущие клеткам материнского растения. Но, в таком случае, не соблюдает ли она — как бы это выразиться? — биохимическую верность своему роду? Если, скажем, в организме раувольфии змеиной, произрастающей под солнцем Индии, вырабатывается 26 алкалоидов, некоторые из которых являются самыми активными из известных препаратов против сердечно-сосудистых заболеваний, то, может быть, и в клеточной массе, выросшей в лаборатории на берегах Невы, станут синтезироваться те же самые алкалоиды? И не будет ли накапливаться в клетках женьшеня, развивающихся на искусственной питательной среде, тот же таинственный комплекс действующих веществ, который содержится в корне жизни?
Перечень подобных вопросов, возникших несколько лет назад перед сотрудниками кафедры фармакогнозии и ботаники, был достаточно велик: среди лекарственных растений немало таких, которые или чрезвычайно редко встречаются в природе и плохо приживаются на плантациях, или обитают только в тропическом климате, или содержат в себе так мало целебных веществ, что для извлечения граммов лекарства приходится заготавливать тонны сырья. И естественно, что постоянными поселенцами на «плантациях» в колбах стали клетки женьшеня, раувольфии змеиной и паслена дольчатого — то есть именно тех ценнейших растений, в которых нуждается наша фармацевтическая промышленность.
Уже первые урожаи, собранные на стеллажах в лаборатории, подтвердили надежды: лекарственные вещества были обнаружены как в самих клетках, так и в среде, которой они питались. Правда, сначала этих веществ было во много раз меньше, чем в материнских растениях. Но шли месяцы, новым поколениям клеток предлагалось все более усовершенствованное меню, и их продуктивность неуклонно росла. Сегодня некоторые культуры тканей обгоняют обычные растения по содержанию полезных веществ в растительной массе. Более того, они и гораздо быстрее создают эту массу. Если, например, 50-граммовый корень женьшеня вырастает в естественных условиях за 50 лет, а на самой лучшей плантации при огромных затратах труда — за 6 лет, то в колбе этот же «привес» получают за 7–8 недель! А за год таких урожаев можно получить несколько.
Но дело не только в урожаях клеточной массы. Культура тканей, будучи весьма зависимой от внешних условий, чутко реагирует на всякие изменения в питательной среде. А нельзя ли, варьируя состав сред, целенаправленно управлять теми тонкими биохимическими процессами, которые происходят в глубинах клетки? Скажем, среди 26 алкалоидов раувольфии змеиной есть такие, которые помогают лечить гипертоническую болезнь, но есть и другие, действующие противоположно (например, повышают кровяное давление). Вот если бы добиться, чтобы первые синтезировались в культуре активно, а вторые, наоборот, не вырабатывались вовсе!
И на этом пути достигнут первый успех. С помощью изменения рациона уже удалось значительно увеличить выработку одного из ценных алкалоидов — аймалина.
Однако до сих пор речь шла, по сути дела, о простейших воздействиях на культуры тканей. Но в арсенале ученых — еще и такие мощные средства, как селекция, отбор среди тысяч обычных клеток наиболее «работоспособных», а также получение с помощью глубокого воздействия на наследственный аппарат новых штаммов, новых разновидностей клеток. Эксперименты, проведенные ленинградскими и московскими учеными, показали, что перспективы здесь широчайшие. Например, в обычной культуре ткани паслена дольчатого удалось выявить штамм, который способен к фотосинтезу. Разросшийся зеленый ком этих клеток может, хотя пока и медленно, продуцировать полезные вещества, не получая почти никакой органической пищи и довольствуясь лишь солнечными лучами да минеральными удобрениями. Искусственно созданный штамм раувольфии змеиной, обладая вообще высокой продуктивностью, дает еще и в два раза больше аймалина, чем обычное растение. Штаммы паслена дольчатого, полученные с помощью химического воздействия на генетические механизмы клеток, стали вырабатывать новые, пока не обнаруженные в этом растении, стероидные соединения.
Поиски ученых все ближе подводят их к дороге промышленного использования научных разработок. С этой целью всесторонне исследуется методика выращивания культур тканей лекарственных растений в жидкой среде (таково обязательное требование современной промышленной технологии). Изучается возможность перевода клеток на более дешевые рационы. Некоторые культуры уже научились обходиться, не снижая продуктивности, растворами, в которых сахар почти наполовину заменен отходами производства. Специалисты считают, что уже не за горами время, когда ценное фармацевтическое сырье будет выращиваться в заводских установках.
Ель загадывает загадки
Сказочные возможности метода культивирования изолированных клеток и тканей увлекли и специалистов Ленинградской лесотехнической академии — заведующего кафедрой анатомии и физиологии растений профессора А. А. Яценко-Хмелевского и его молодых коллег. Здесь, в лабораториях, выращивают в колбах не экзотические растения, а сосну и ель.
Зачем это понадобилось? Мало ли деревьев растет в наших краях, растет хорошо и быстро и, главное, без нашей помощи!
Но ученые и работники лесного хозяйства, оказывается, считают, что и сосна, и ель растут вовсе не так быстро и хорошо, как хотелось бы, что им нужна наша помощь — стоит задача повысить продуктивность лесов. А для этого надо досконально изучить их обитателей.
Однако проводить опыты с древесными растениями необычайно трудно: в лабораторию лесного великана не поселишь, а в природных условиях изучать особенности жизни деревьев, тонкие физиологические процессы, протекающие в их организме, как правило, невозможно.
Вот почему в наших знаниях о лесе еще так много, белых пятен.
Скажем, очень мало изучена проблема применения удобрений в лесном хозяйстве. Есть данные, что подкормка может в 2–3 раза увеличить прирост древесины. Но какие именно удобрения, в каком количестве и когда надо вносить? Ведь стоит превысить дозировку, и прекрасный столетний древостой может погибнуть.
Или другой вопрос. Под землей, в мире корней, постоянно происходят драматические и даже трагические события. Вот свежая вырубка. Ее сразу заселяет молодая поросль осины, березы, ольхи. И лишь позднее появляются сосна и ель. Между деревьями разгорается конкурентная борьба, и прежде всего под землей. «Воюют» не только корни, но и микроорганизмы, живущие на них. Например, у корней ели обитают микроскопические грибы, вырабатывающие вещества, подобные пенициллину. Это химическое оружие они и пускают в ход против своих врагов и врагов ели. Но если нарушена оптимальная густота посадок деревьев, грибы станут отравлять корни самой ели — своего хозяина и друга.
В лесу подобные сложные процессы во всех деталях не изучишь. А вот в колбах, где не один год растут изолированные корни деревьев, эти события разыгрываются, что называется, на глазах исследователя. Культура корней — прекрасная модель и для изучения действия удобрений на лесных обитателей.
Все еще остается тайной за семью печатями та «технология», которую применяют хвойные деревья при выработке из простых сахаров сложных смолистых веществ. Эта тайна тем более актуальна, что народное хозяйство постоянно испытывает нехватку в веществах, получаемых из живицы, а добыча этой живицы связана с необходимостью ранить огромное количество сосен и затрачивать много труда.
Процессы смолообразования теперь изучаются на культурах тканей. В колбах растут клетки 12 видов хвойных деревьев. Эти лабораторные плантации по продуктивности (содержанию смолистых веществ в единице растительной массы) не только не отстают, но зачастую и обгоняют лучшие лесные массивы. Ученые считают, что в далекой перспективе добыча смол из культуры тканей на специально созданных предприятиях может конкурировать с существующими методами.
Специалистов издавна занимает так называемый парадокс ели — ее способность на беднейших почвах давать феноменальные приросты органических веществ. Эту загадку, видимо, помогут разрешить изолированные клетки ели, выращиваемые в лаборатории. Но пока решается этот теоретический вопрос, культура ткани поставила перед исследователями новую, уже практическую проблему. Оказалось, что выращиваемые в растворе на свету фотосинтезирующие клетки ели не только не потребляют органических питательных веществ, но, наоборот, сами выделяют в окружающую культуральную жидкость сахар. Причем в таком количестве, что содержание его в растворе может достигнуть одного процента. Концентрация такого «сиропа» вполне достаточна, чтобы на нем выращивать дрожжи, которые являются признанным производителем полноценного белка. Если надежды ученых оправдаются, то в будущем возможно создание таких промышленных установок, в которые с одной стороны вливается водопроводная вода с примесью минеральных солей, а с другой непрерывно вытекает белково-витаминная масса, годная не только на корм сельскохозяйственным животным, но и в пищу человеку.
В лабораториях, стеллажи которых уставлены колбами с культурами растительных тканей, действительно нет никаких чудес. Но то, что происходит здесь, удивительно, а часто — и невероятно. Уже сегодня, в начале пути, в начале научных поисков. Что же ожидает нас, когда научных фактов, знаний и выводов будет больше, чем проблем и вопросов?
По ту сторону микрона
Неизвестно почему, но микрон — одна тысячная миллиметра — оказался своеобразной гранью, разделившей, словно заоблачный горный хребет, две обширные страны. По эту, нашу сторону «хребта» находится царство животных и растений вместе с обитателями микромира — простейшими, бактериями, микроскопическими водорослями и грибами. А по ту сторону микрона раскинулись обширные владения Вира. Там все не так, как «у нас». Там, если настали худые времена, существо без труда превращается в вещество и образует кристаллы. А кристаллы, попав в благоприятные условия, тут же оживают. Основой жизни, единственной формой существования является паразитизм. Причем паразитизм неведомый «у нас», доведенный до высочайшей степени, до мыслимого предела. Вирусы (а именно они обитают по ту сторону) перекладывают на плечи хозяина заботы не только о добывании пищи и не только о ее переваривании, но даже заботы о своем размножении. Не вирус размножается — его «размножает» тот, в ком поселился паразит: клетка животного или растения, бактерия.
Много диковинного по ту сторону микрона, важнейшие открытия нашего времени сделаны именно там. Но еще больше в царстве Вира неизвестного и непонятного. Ощупью пробираются ученые. Каждый факт, каждое наблюдение — на заметку: все может оказаться важным. А потом снова многочисленные эксперименты, проверка предположений, размышления и разочарования. Таковы будни вирусологов.
Преступления невидимки
Время от времени — на протяжении многих веков — города и страны подвергаются опустошительным набегам невидимок. Только за последние шестьдесят лет человечество пережило две страшные трагедии. Коварный враг нападал на людей незаметно, исподтишка и сеял смерть.
Первая трагедия произошла в 1918–1919 годах. Это было настоящее побоище. Люди не могли рассмотреть, увидеть своего недруга, не знали, как с ним бороться, и злобный невидимка свалил с ног 550 миллионов человек. Около 20 миллионов погибло — больше, чем за годы первой мировой войны. Причиной тому явилась эпидемия страшного гриппа — болезни, которую называли «испанкой». Ученые всего мира встревожились. Наука начала «следствие».
Но враг — вирус — был неуловим: его не удавалось рассмотреть в самые мощные оптические микроскопы, не могли задержать самыми плотными фильтрами.
В 1957 году разразилась вторая катастрофа: новая эпидемия гриппа охватила целые континенты — нападению подверглось полтора миллиарда человек.
«Следствие» продолжалось. Во всем мире создавались для изучения преступника и пресечения его опасных действий лаборатории и научные центры. В Ленинграде организовали специальный Институт гриппа. Изобретались новые лекарства, которые должны были защитить людей от крошечного, но могущественного врага. А тем временем мировая статистика заявляла, что вирусы гриппа, кори и инфекционного гепатита по-прежнему приносят вреда в пять раз больше, чем такие бактериальные инфекции, как дифтерия, скарлатина, коклюш, тиф, кишечные и паразитарные заболевания, вместе взятые. Кроме того, обнаруживались новые вирусные инфекции, несущие болезни и смерть людям, животным, растениям, рыбам, полезным насекомым.
Где же выход? У кого просить помощи и защиты?
Наука поднимает меч
Первым начал расследование преступлений невидимки русский ботаник Д. И. Ивановский. Он заинтересовался одной из болезней растений — табачной мозаикой. Опыт, поставленный им, вошел в учебники. Сок больного табачного листа Д. И. Ивановский процедил через фарфоровый фильтр, в порах которого должна была застрять любая мельчайшая бактерия. Но и очищенный от микробов сок по-прежнему оставался заразным. Значит, есть возбудители болезней еще более мелкие, чем бактерии. Вот почему их не удавалось увидеть в обычные микроскопы!
По дороге, открытой Д. И. Ивановским, на поиски невероятно мелких вредоносных живых существ, названных фильтрующимися вирусами, устремились сотни исследователей. Следы разрушительного действия вирусов стали находить повсюду. Картофель, помидоры, сахарная свекла, тюльпаны — все поражают и губят вирусы. На земле нет ни одного вида растений, который устоял бы против их натиска.
Но разглядеть отдельную частицу вируса считалось делом невозможным. И это продолжалось до тех пор, пока не появился электронный микроскоп, способный давать громадное увеличение — в десятки и сотни тысяч раз. Тогда-то и открылся доселе невидимый мир, живой и многообразный.
Живой ли? На этот счет долгое время не было единого мнения. Вирусы не похожи ни на какой другой организм.
Вот почему многочисленное племя вирусов сейчас решено относить, по предложению советских ученых, не к животному и не к растительному миру, а к особому материку в системе живой природы, которому дано название царства Вира.
Знания об этом царстве расширяются стремительно. Достаточно сказать, что за последние годы открыты многие десятки типов, «пород» вирусов. И каждый новый вирус имеет свои особенности, повадки, размеры и форму — шар, двадцатигранник, цилиндр. Вирус гриппа, например, оказался весьма крупным «зверем»: он имеет размеры около 100 миллимикрон…
Развитие техники научных исследований позволило людям не только увидеть вирусы, но и стать свидетелями, очевидцами драматических событий, которые происходят по ту сторону микрона. Вирус теперь становится «киноартистом» — его снимают на пленку, фильмы о нем появляются на массовом экране.
Понаблюдаем и мы, как действуют шайки этих разбойников в кинокартине, созданной с помощью ученых на Киевской студии научно-популярных фильмов.
Окружив со всех сторон бактерию, вирусы атакуют ее. Специалисты называют эту разновидность «микроба микробов» бактериофагами, то есть пожирателями бактерий. Вот несколько фагов уже прикрепились к жертве. Пущены в ход химические средства нападения, растворяющие ее оболочку. Бактерия отчаянно сопротивляется. Но уже поздно: отверстие проделано, и фаг, словно из шприца, впрыскивает внутрь бактерии свое «наследственное вещество» — нуклеиновую кислоту.
Дальше происходит нечто противоестественное: бактерия, подчиняясь командам вирусной нуклеиновой кислоты, сама синтезирует нуклеиновые сердечники фагов и белковые оболочки к ним. За 30 минут она образует внутри себя около 200 фагов. Через 35 минут она уже набита ими, как мешок. Еще 5 минут — бактерия взрывается изнутри, и полчища вышедших из нее фагов набрасываются на соседние бактерии.
Сегодня многие ученые полагают, что вирусы не «штампуются» бактерией уже готовыми, а проходят сложный путь развития. В лаборатории электронной микроскопии Института эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи удалось установить, в частности, что вирус оспы рождается, проходит стадии младенчества, зрелого возраста, старости и в конце концов умирает. Замечены уродства вирусов, их болезни…
Великий научный подвиг продолжается в сотнях лабораторий. Победив оспу, бешенство и полиомиелит, ученые самоотверженно борются за нашу жизнь с другими болезнями. Меч науки занесен над царством Вира.
«Подлое животное»
Первый раз входишь в эти ворота без особого энтузиазма и даже почему-то стараешься не очень глубоко дышать. Может быть, потому, что на воротах вывеска: «Московский научно-исследовательский институт вирусных препаратов». Ведь с детства укоренилось в нас: с вирусом шутки плохи, вирус — это и грипп, и корь, и оспа, и бешенство, и полиомиелит, и клещевой энцефалит… И хотя понимаешь, что ученые в обиду вирусам тебя не дадут, все-таки чувствуешь себя как-то зябко, словно на дворе вдруг похолодало.
Эти ощущения не рассеиваются и после того, как войдешь в здание института. Облаченный в белый халат, ты идешь по чистым коридорам мимо белых дверей, дышишь воздухом, многократно пропущенным через фильтр… А потом попадаешь в лабораторию генетики и биохимии вирусов, и доктор медицинских наук Ю. З. Гендон, переглядываясь со своими коллегами и посмеиваясь над тем, что ты избегаешь притрагиваться голыми руками к лабораторному оборудованию, начинает свой рассказ примерно так:
— Против бактерий мы имеем довольно сильные средства, например антибиотики. Вирус же — такое подлое животное, что обычное медицинское оружие на него практически не действует. Если он проник в клетку, его оттуда не выгонишь. Клетка обречена. Поэтому-то и решили бороться с вирусами с помощью… вирусов.
Первую такую попытку сделал лет 170 назад английский врач Дженнер, который даже не подозревал о существовании вирусов. И тем не менее попытка удалась. Дженнер заметил, что люди, перенесшие коровью оспу, почти никогда не заболевали страшной болезнью — оспой натуральной. Английский врач публично проделал такой опыт: он втер в кожу восьмилетнего мальчика содержимое оспенных пузырьков коровы, а спустя некоторое время заразил его натуральной оспой. Мальчик остался здоровым. Так родилась первая противовирусная вакцина, которая применяется и поныне.
И француз Пастер, создавая вакцину против бешенства, по сути дела не знал, с кем воюет: первый вирус был открыт гораздо позднее. Понять механизм действия вакцин смогли лишь наши современники. Впрочем, и для них многое остается неясным.
Мы уже знаем, что происходит, когда вирусы нападают на бактерию. А вот что происходит в человеческом организме, когда туда проникает вирус?
Он одет в плотные белковые одежды. Это для защиты и маскировки. Живая клетка, которая вовсе не беспомощна и довольно хорошо вооружена, не распознает в этом белковом комочке, оказавшемся возле нее, своего злейшего врага. Она добровольно открывает «вход», впускает его внутрь и с помощью своих ферментов помогает «гостю» раздеться. Под одеждами обнаруживается стерженек — нуклеиновая кислота, важнейшая составная часть вируса. Освободившись от своего белкового футляра, вирус сразу же заставляет клетку работать на себя. Она, словно околдованная, теперь сама синтезирует всё новые и новые вирусные частицы. Когда их накопится достаточно много, они прорывают оболочку. Теперь очередь за другими клетками. Очаг поражения ткани быстро расширяется. Болезнь усиливается.
Тем временем организм — это содружество разнообразных клеток — экстренно мобилизует все силы на борьбу с врагом. Лимфатические клетки начинают вырабатывать легионы антител — особых белков, которые с кровью и лимфой устремляются во все уголки организма. И вот уже полчища вирусов, прорвав оболочки клеток, сталкиваются с антителами, заполнившими межклеточное пространство. Антитела соединяются с вирусными частицами и обезвреживают их. Если болезнь не зашла слишком далеко, все вирусы оказываются уничтоженными. Наступает выздоровление. Но еще долгие месяцы, а иногда и годы будут «патрулировать» в крови антитела. Когда в организм снова попадает такой же вирус (для каждой болезнетворной частицы создаются свои особые антитела), он будет без промедления уничтожен. Человек больше не заболеет; мы говорим, что у него выработался иммунитет, невосприимчивость.
К сожалению, нередко приходится платить за эту невосприимчивость непомерно высокую цену: слепота после оспы, тяжелые поражения нервной системы после полиомиелита и клещевого энцефалита, роковые осложнения после кори и гриппа.
Да, близкое знакомство с этими «подлыми животными» обещает мало приятного.
Но вернемся в лабораторию генетики и биохимии вирусов. Почему, каким образом приводятся в действие защитные системы организма?
Приручение микрозверя
— На выручку приходит… вирус, — продолжают рассказ наши экскурсоводы-ученые. — Взять хотя бы практику оспопрививания. Принцип здесь такой. Например, возбудитель коровьей оспы — близкий родственник вируса натуральной оспы. Но коровий не такой «кровожадный». Он даже в каком-то смысле «добрый» — вызывает болезнь в очень легкой форме, не приносит почти никакого вреда. В то же время он мобилизует организм человека на борьбу: начинается выработка антител. Эти меры превосходно действуют и против натуральной оспы, так что в течение нескольких лет она не страшна.
Есть и другой метод — пассирование. Именно его использовал Пастер. Поколение за поколением пересаживал он вирус бешенства все новым кроликам. В конце концов потомки некогда очень опасных вирусов оказались ослабленными, в них, видимо, произошли какие-то изменения, мутации. Если такой вирус — это и есть вакцина против бешенства — ввести в организм человека, он лишь вызовет иммунитет.
Коровья оспа — вакцина, подаренная нам самой природой. Метод Пастера — многолетнее пассирование — тоже в каком-то смысле ожидание милостей от природы. Многие виды современных вакцин созданы этим пастеровским способом. Но он не всегда приносит успех: известны случаи, когда пассирование продолжалось десятилетиями, но вирус так и не «подобрел» или, изменившись, приобрел другие, нежелательные свойства. Скажем, в коллекциях института немало таких «прирученных», безвредных вирусов, которые, увы, вызывают слабый иммунитет. Их, конечно, не имеет смысла использовать в качестве вакцины.
Современная наука старается найти методы ускорения процессов «приручения» вирусов. Генетики института, воздействуя химическими веществами, высокой температурой, излучениями, получают множество вирусов с новыми свойствами. Так появились в лабораториях института неболезнетворные вирусы полиомиелита и клещевого энцефалита.
Однако эти изменения не поддаются контролю и управлению. Результаты фактически случайны. Один из путей направленной изменчивости вирусов — гибридизация. Ученые пытаются пересаживать участки нуклеиновой цепочки, а вместе с ними и их свойства, от одного вируса к другому. Например, одна разновидность вируса оспы даст высокий иммунитет, но и сильные осложнения. Другая и безопасна, и бесполезна. Задача: пересадить участки нуклеиновой цепочки, ответственные за безопасность, к тому вирусу, который дает осложнения.
…Экскурсия продолжается. Ты переходишь из помещения в помещение, от установки к установке, от микроскопа к микроскопу. Мигают огоньки на панели прибора — это счетчик отмечает присутствие в вирусе меченых атомов, помогает ученым разобраться в биохимических процессах. Самописец чертит волнистую кривую— автомат следит за ходом сушки препарата, который скоро попадет в медицинские учреждения. В лицо пахнуло холодом — только здесь, за двойными дверями бокса, возможен «личный» контакт с микроорганизмами. Горячий воздух, словно дыхание больного: в этой комнате выращивают культуру ткани и вирусы.
Мне и там и здесь показывают «матрацы» — плоские склянки с легким сероватым налетом на стенках. Это слой клеток, на которых проверяют действие вирусов.
Мелкие плешинки в слое — их «работа». По таким вот плешинкам и другим подобным приметам вирусологи определяют, кто там сидит в банке и что делает.
Я не знаю, кто там, но «он» мне все равно симпатичен. Теперь мне известно, что через какое-то время обитатели этих склянок либо помогут вписать еще одну страницу в книгу медицинской науки, либо отправятся по белым коридорам к «вирусоводам» — в производственные отделения института. Там, если это вирусы гриппа, они попадут в тысячи куриных яиц, пролежавших в инкубаторе 11 дней. Если это вирусы бешенства, их впрыснут в мозг крошечных крысят-сосунков. А оспу будут втирать в кожу холеных, начисто выбритых, многократно вымытых (стерильными мочалками!) и обутых в специальные сапожки телят.
Размноженные в живых тканях вирусы будут извлечены, обработаны, тщательно проверены, запаяны в ампулы. И если кому-нибудь из нас будет грозить беда, они немедля придут на помощь. А халаты, чистота коридоров, двойные двери боксов, стерильный воздух в институте, оказывается, нужны не столько для того, чтобы уберечь меня и сотрудников лабораторий от заразы, сколько для того, чтобы мы сами не заразили многомиллиардные поселения вирусов, которым предстоит бороться за здоровье тысяч людей.
Злодей в стеклянной сети
До сих пор мы говорили о так называемых живых вакцинах. Но можно приготовлять защитные прививочные препараты и из убитых вирусов. Чтобы познакомиться с новейшими работами в этой области, снимем белые халаты, распрощаемся с вирусологами и вернемся из Москвы в Ленинград. Здесь нас ждут у своих «экспонатов» (если можно так назвать только что изготовленное и еще совершенствуемое научное оборудование) физики, химики и эпидемиологи.
Важные научные открытия и разработки нередко выглядят удивительно скромно и просто. Результат пятилетних совместных исследований группы ученых Ленинградского института ядерной физики имени Б. П. Константинова, Политехнического института имени М И. Калинина и Ленинградского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера представляет собой всего-навсего стеклянную трубку диаметром четыре сантиметра, длиной шестьдесят сантиметров, наполненную мелко размолотым стеклом. И хотя знаешь, что вне поля твоего зрения остаются тысячи и тысячи физико-химических экспериментов и опытов на животных, сотни формул, множество расчетов, технологических описаний, всякий раз в подобных случаях восхищаешься простотой и — что одно и то же — изяществом решения сложной научной проблемы. Чтобы было ясно, о чем речь, надо сразу сказать, что именно эта трубка, заполненная стеклянной «мукой», позволила специалистам получить в течение месяца десять тысяч доз хорошо зарекомендовавшей себя на государственных испытаниях противогриппозной вакцины. Об этих исследованиях как о деле чрезвычайной важности упоминал в своем выступлении на XXV съезде партии президент Академии наук СССР академик А. П. Александров.
Да, хотя многие вирусные заболевания удалось взять под контроль, вирус гриппа остается пока непобежденным. Его несокрушимость основана на том, что этот враг человечества многолик и чрезвычайно изворотлив. Отразив натиск вирусов какого-либо одного варианта и выработав к ним иммунитет, организм остается беззащитным против всех других, которые могут предпринять нападение в любую минуту. Да и этот, уже знакомый лиходей может вернуться в другом обличье, и организм, не сумев узнать злодея, не сможет ему противостоять.
По той же причине неэффективными оказываются и вакцины. Помните? Выработанные организмом антитела способны уничтожать именно тех и только тех вирусов, для борьбы с которыми эти антитела созданы. Против других иммунологическое оружие не действует. Значит, для каждого варианта вируса гриппа надо готовить специальную вакцину.
А попробуй успеть ее приготовить! Возникнув где-нибудь в Гонконге или Австралии, эпидемия, вызванная очередной разновидностью вируса, точно ураган проносится по странам и континентам, так что времени на кропотливую, трудоемкую и очень ответственную работу по «перевоспитанию» этого злодея, ослаблению в нем болезнетворного начала практически нет. Пока создается вакцина, волна эпидемии уже затопила города или даже схлынула.
Выход, оказалось, можно найти в том, чтобы делать убитую, или, как ее еще называют, инактивированную вакцину. Ведь для этого годятся самые опасные, самые свирепые микробы. Их только надо как можно быстрее получить, к примеру, из Гонконга или Австралии (на это теперь требуется лишь несколько дней), размножить в куриных эмбрионах (еще две недели) и подвергнуть воздействию формалина, ультразвука или ультрафиолетового излучения. Вирусы погибли — вакцина готова!
Готова, но не годна к употреблению. Она сильно загрязнена чужеродными белками, вредными примесями, и применять ее — значит вызывать опасные побочные явления. А ведь в отличие от живых ослабленных вирусов, которые, попав в организм даже в небольшом количестве, самостоятельно размножаются там, пока не будет произведено нужное количество антител, убитых микробов нужно впрыскивать неизмеримо больше. Иначе иммунитет вызвать не удастся.
Вот это и являлось в течение многих десятилетий камнем преткновения для ученых и для врачей всего мира. Правда, некоторое время назад блеснул было луч надежды: французские специалисты научились чистить убитую вакцину на ультрацентрифугах. Но способ этот оказался слишком дорогостоящим.
К решению задачи, но совсем с неожиданной стороны, подступили сотрудники лаборатории биополимеров Ленинградского института ядерной физики во главе с профессором С. Е. Бреслером.
Они решили освобождать от примесей и концентрировать вакцину с помощью сорбционной хроматографии. На первый взгляд это намерение могло показаться, по крайней мере, несерьезным: сорбционный метод, широко применяемый на практике, предназначен, как известно каждому специалисту, для извлечения из загрязненных растворов не очень крупных молекул. Частицы же больших размеров просто не в состоянии проникнуть в ничтожные поры активированного угля, ионообменных смол и других сорбентов. А ведь вирус гриппа — довольно крупный, по масштабам микромира, объект.
Но, как говорится, новое — это хорошо забытое старое. Профессор С. Е. Бреслер и доцент кафедры биофизики Политехнического института В. М. Коликов вспомнили, что еще несколько десятков лет назад академик И. В. Гребенщиков изобрел оригинальный сорбент, как нельзя более подходящий к данному случаю, а некоторое время спустя профессор С. П. Жданов разработал технологию его получения.
Из смеси кремниевого и борного ангидридов приготовляют стекло. При варке каждая из этих составляющих образует очень мелкие капельки. Затем стекло дробят, размалывают и подвергают обработке, в результате которой борные капельки растворяются. Каждая крупинка стекла оказывается пронизанной множеством пор, размер которых зависит от условий варки и может изменяться от двухсот до пяти тысяч ангстрем.
Значит, все-таки можно создать сорбент с такими ячеями, которые будут соответствовать размерам вируса! Ученые изготовили этот стеклянный сорбент, и вирусы стали прочно застревать в его порах.
Но ловить в стеклянные сети микробов — это половина дела, и, как оказалось, не самая трудная. Как их извлекать оттуда, не повредив, не нарушив целостности нежной белковой оболочки? Ведь вирусная оболочка — это та самая красная тряпка, на которую только и реагирует организм, против которой он и производит антитела.
Немало сил и времени было отдано данной проблеме. Решение же оказалось невероятно простым: надо было лишь немного изменить кислотность раствора, который циркулирует в трубе, заполненной сорбентом, и вирусы, словно пробки из бутылок с шампанским, выскакивали из отверстий в стекле, оставаясь при этом целехонькими.
Вскоре выяснилось, что стеклянный сорбент превосходно ловит не только вирусы гриппа, но и вирусы бешенства, клещевого энцефалита, полиомиелита, кори и т. д. Более того, можно, если пропускать через сорбент жидкость, содержащую разных вирусов, поймать их всех, а потом заставить «выстрелиться» одну разновидность, затем, еще чуть-чуть изменив кислотность, высвободить из сетей другую разновидность вируса. Найденный ленинградцами способ дает возможность с высокой точностью сортировать микробов.
Тоже «взят под следствие»
Биологический смысл многих заболеваний в том, что в организм проникают микробы, многоклеточные паразиты или другие посторонние живые существа, они начинают размножаться и наносить организму тот или иной вред. А вот смысл ракового заболевания совсем другой. Это, по сути дела, индивидуалистический бунт собственных клеток организма. Они выходят из подчинения центральной власти — нервной системы, перестают считаться с требованиями и влиянием соседних клеток и тканей, прекращают выполнять порученную им работу и лишь бурно, неуемно размножаются, пожирая питательные вещества, захватывая все новые территории. Так возникает и разрастается опухоль — колония взбунтовавшихся «бешеных» клеток.
Причина этого бунта пока до конца не ясна. Существуют разные теории. Сторонники одной из них считают, что во всем виноват вирус. Проникая внутрь живой клетки, он искажает заложенную в ней генетическую программу действий, и, сбитая с толку, клетка дичает, становится эгоистичной и хищной.
В подстрекательстве обвиняют разные вирусы. В последние годы попали под подозрение весьма распространенные аденовирусы. Сейчас известна тридцать одна их форма. Еще недавно аденовирусы считались довольно безобидными созданиями или, во всяком случае, не очень вредными. Они, в основном, виновники заболеваний, сходных с гриппом.
Но вот несколько лет назад то у одного, то у другого вируса из этой группы обнаружились качества весьма зловещие: оказалось, что аденовирусы способны вызвать раковые опухоли у золотистых (сирийских) хомячков.
Может ли быть аденовирус причиной злокачественных новообразований у человека? Значение проблемы чрезвычайно велико: дело в том, что 12 процентов всех людей являются носителями этой инфекции.
Сегодня многие исследователи изучают повадки и особенности аденовирусов. Ведется «следствие» и в лабораториях Института микробиологии Академии наук Латвийской ССР. Здесь сделаны десятки фотопортретов одного из подозреваемых — аденовируса типа 12. Фотографии, полученные с помощью электронного микроскопа; отражают весь жизненный путь этого аденовируса, все этапы его развития — от «детства» (появление в однородной клеточной массе полумесяца, состоящего из двух темных мембран) до «зрелости» (когда «юношеское» вирусное образование, напоминающее туманную спираль Галактики, обретает четкие контуры возмужания и плотное, не пробиваемое потоком электронов черное ядро).
Эти портреты составили электронно-микроскопический атлас аденовируса типа 12. Он — важное пособие для ученых, которые пытаются выяснить, виновны или невиновны аденовирусы в таком тяжком преступлении перед человечеством.
Приготовили западню
Пока рижане фотографируют аденовирусы, выясняют их причастность к подстрекательству человеческих клеток к бунту, киевские специалисты из Института микробиологии и вирусологии как бы профилактируют преступника. Как это понять?
Повадки аденовируса примерно те же, что и у других его собратьев. Ворвавшись в живую клетку, он возлагает на нее все заботы о себе. Изучая этот процесс, ученые заметили, что клетка, воспроизводя потомство своего врага, использует, можно сказать, блочный метод строительства. Среди блоков особенно важное значение для вируса имеют так называемые азотистые основания, а эти вещества удается синтезировать искусственным путем, в пробирке. И если их ввести в клетку, она вполне может использовать искусственные блоки во время своих «принудительных работ» по созданию вирусного потомства.
Вот здесь вирусологам и химикам пришла «коварная» мысль. А что произойдет, если, синтезируя искусственные азотистые основания, чуть-чуть исказить их строение, допустить маленькую умышленную ошибку? А потом предложить клетке? «Разглядит» она отклонение от стандарта? Если «разглядит», то заставить ее вести работу, применяя негодные строительные блоки, конечно, вряд ли удастся…
Идея была осуществлена. Азотистые основания — почти такие же, какие обычно используются для строительства аденовируса — изготовлены. И предложены клетке.
Отвергнет или нет?
Клетка, не замечая брака, принимала блоки. Работа внутри клетки продолжалась. Однако теперь изготовлялись аденовирусы, заранее обреченные на гибель: они были лишены возможности размножаться.
Новые препараты — аномальные азотистые основания — испытаны в клинических условиях.
Неизвестный против сине-зеленых
Картина разбойного нападения вирусов, предположим, на бактерию будит эмоции: жалко бактерию! Такова человеческая психология — мы на стороне слабого, мы против тех, кто совершает насилие, причиняет другому вред.
Но эмоция — не всегда лучший помощник исследователя. Поэтому ученые предпочитают, не поддаваясь настроению, спокойно, бесстрастно и объективно анализировать результаты своих наблюдений. И если именно так относиться к повадкам вирусов, окажется, что они могут быть полезными для людей. Например, представим, что бактерия, подвергшаяся нападению фагов, — вредоносна. Тогда вирусы не только нельзя осуждать, но их надо внести в список наших друзей и всячески поощрять их «кровожадность».
Сине-зеленые — это тип весьма распространенных водорослей. Если в середине лета вы увидите в пруде или в озере густую, зеленую воду, знайте, что вы имеете дело именно с сине-зелеными. Когда в наших искусственных морях — водохранилищах — начинает «цвести» вода и гибнет от недостатка кислорода не только рыба, но и вся другая живность, когда села и города на берегу этих водохранилищ задыхаются от зловония, — это тоже, в основном, дело бурно размножающихся сине-зеленых.
Как бороться с ними? Микробиологи пытаются найти способ извлекать из зловредной водоросли хоть какую-нибудь пользу — перерабатывать ее в корма для сельскохозяйственных животных, получать из нее белки, жиры. Но здесь много трудностей. Химики предлагают травить водоросли химикалиями. Однако для этого требуются огромные затраты (десятки миллионов рублей в год только для одного Киевского моря!), и неизвестно еще, удастся ли уберечь от гибели полезных обитателей водоемов.
И вот недавно появилась надежда, что проблему сине-зеленых все-таки можно решить.
В Кременчугском водохранилище во время буйного «цветения» воды киевские вирусологи обнаружили прозрачные «окна» — участки с почти полностью «лизированными», то есть растворившимися водорослями. Причина этого непонятного явления открылась, когда подвергли исследованиям воду из этих «окон»: водоросли были атакованы крошечными хвостатыми вирусами — бактериофагами.
Сейчас эта неизвестная науке разновидность фагов всесторонне изучается. Оказавшись в колбе с совершенно непрозрачной, зеленой водой, вирус в течение двух-трех дней полностью очищает ее. Видимо, никому, кроме сине-зеленых, вреда он принести не может. Не исключено, что вирусологам удастся отыскать или вывести в лаборатории такую «породу» бактериофагов, которые, попав в водоем, вызовут среди сине-зеленых повальную эпидемию.
Но уверенности пока нет. Возможно, новый знакомый станет нашим помощником. А может, обернется врагом?..
Надо ждать, пока ученые изучат все особенности вируса. Так же, как надо ждать новых результатов интереснейших исследований, проводимых в Институте микробиологии Академии наук Латвийской ССР.
Вирусы-сироты
Здесь давно занимаются энтеровирусами — многочисленной группой вирусов со сходными свойствами. По одному из таких общих свойств все члены группы получили грустное прозвище: их называют «сиротскими». Почему? Эти микробы давно открыты, давно известны науке. Однако их связь, «родство» с какой-либо болезнью до сих пор не установлены. Во всяком случае — большинства из них. Вот они, в отличие от других вирусов, и остаются в научных каталогах «неприкаянными», сиротливо ожидающими, когда же ученые найдут им место среди возбудителен конкретных болезней.
Но вирусологи ясности в этот вопрос пока не внесли. И более того, порой высказывают сомнение: а почему, собственно, энтеровирусы обязательно должны порождать какие-то заболевания? Может быть, они не порождают никаких.
Тогда зачем они существуют? Мы привыкли, что в природе все имеет смысл.
Вот этой проблемой — выяснением биологической роли «сиротских» вирусов и занялись в институте.
Здесь надо сделать небольшое отступление.
Как уже упоминалось, перерожденные — раковые — клетки главным делом своей жизни считают активный рост и безграничное размножение. Той же особенностью отличаются и многие клетки эмбрионов, клетки новорожденных животных.
Еще в 20-х годах ученые заметили, что вирусы предпочитают селиться в тканях зародышей и только что рожденных животных, а также… в злокачественных опухолях. Это обстоятельство долго использовалось для искусственного разведения возбудителей бешенства, оспы, энцефалитов в опухолях животных. Сейчас это может показаться странным или, во всяком случае, не очень рациональным: как мы знаем, сегодня вирусы перечисленных заболеваний прекрасно размножаются в куриных эмбрионах, в новорожденных крысятах, в клетках животных и человека, выращиваемых на искусственной среде в пробирке. Но в те времена методы культивирования тканей не были достаточно разработаны, а пауке для изучения возбудителей болезней и поисков средств борьбы с ними нужны были большие количества вирусного материала, особенно высокопатогенного. Ну. а коль опухоли способны быть кормушками для нужных науке вирусов, их для этого и использовали.
Лишь много лет спустя стали специально искать и инвентаризировать вирусы, способные уничтожать раковые клетки. В инвентарных списках науки таких «ракоядных» вирусов уже значится внушительное количество. Но большинство из них — инфекционные, вызывающие у человека заразные болезни. Это обстоятельство, понятно, делает их не очень привлекательными для работников практической медицины…
Разворачивая исследования, латвийские ученые включили в программу работ поиски «ракоядных» «сиротских» вирусов.
Человеческий рак прививали золотистым хомячкам, и у них вырастали довольно большие опухоли. А потом в опухоль вводили «сиротский» вирус. Проходила неделя, и опухоль, до этого красная, начинала бледнеть. Еще через неделю она резко уменьшалась.
При микроскопическом исследовании видно было, что когда опухоль, если можно так сказать, в своем расцвете, то она сплошь состоит из раковых клеток. Но по мере того, как в ней размножается вирус, количество клеток уменьшается, они замещаются соединительной тканью. И хотя через две-три недели еще остается небольшая опухоль, раковых клеток там практически уже нет. Опухоль состоит в основном из соединительной ткани. А потом и соединительная ткань рассасывается. Опухоль исчезает.
Что делает со злокачественной клеткой вирус? Проникнув внутрь, он оглушает этого бунтаря, подчиняет себе и переключает его работу на себя. Активно росшая и размножавшаяся «бешеная» клетка так же бешено начинает продуцировать вирусные частицы. Вся она покрывается словно сыпью. Это множество энтеровирусов. В конце концов клетка, как прелый мешок, распадается, вирусы выходят из нее и атакуют другие раковые клетки.
Но все это были эксперименты на животных, хотя и с человеческими опухолями. Что же будет с раковыми клетками человека, живущими вне организма? Исследователи брали кусочки раковой опухоли после операции в клиниках, сохраняли их живыми и на этих кусочках ставили опыты. И здесь вирусы работали неплохо.
Встретились ученые и с целым рядом сложностей. Например, выяснилось, что вирус склонен расправляться далеко не с каждой разновидностью рака. У него, у «сиротского», как оказалось, большая избирательность, изощренный вкус. Он способен развиваться только в определенном виде злокачественных клеток. Скажем, еще на первом этапе исследований, когда на опухолях, пересаженных хомячкам, проверяли действенность сорока девяти «пород» энтеровирусов, выяснилось, что 33 из них могут развиваться на саркоме типа ЧЭ-67. Но только два из этих тридцати трех были в состоянии жить на другой саркоме — 40–79.
А вот еще опыт. Взяли кусочки опухоли после операции десяти больных, страдающих раком желудка, И каждый образец заразили шестью видами вируса. Оказалось: в опухоли одного больного развивалось пять вирусов из шести; у другого больного— четыре; а у третьего — лишь один. Но ведь у всех больных был один и тот же недуг — рак желудка!
Следовательно, говорить о практическом использовании «сиротских» вирусов в борьбе со злокачественными новообразованиями пока нельзя. Впереди еще очень много работы, которая даст прежде всего теоретические результаты. Нужно достаточно хорошо узнать «вкусы» и возможности всех «ракоядных» микробов. Видимо, придется определять индивидуальную чувствительность раковых клеток разных больных и искать здесь какие-то закономерности. Необходимо исследовать и союзников вируса — химиопрепараты. В институте, например, установили, что если, перед тем как заражать опухоль, ввести туда очень небольшую дозу химиопрепарата, то вирус развивается еще более активно. Видимо, химические вещества ослабляют оборону раковых клеток и помогают энтеровирусу пробраться в них.
«Сиротские» преподнесли своим опекунам-ученым еще один сюрприз. Выяснилось, что к энтеровирусам чувствительны не только раковые клетки, развивающиеся в желудке или кишечнике. Натиска «сиротских» не выдерживают и гинекологические опухоли, и опухоль молочной железы. А ведь это ткани совсем другого происхождения! Ученые пока не могут достаточно уверенно объяснить это неожиданное явление.
Никому лучше, чем самим исследователям, не виден тот долгий путь, который им еще предстоит пройти до цели. Наверное, поэтому директор института доктор медицинских наук Р. А. Кукайне высказывается о результатах этих работ весьма осторожно:
— Конечно, вряд ли можно полагать, что нам удалось отыскать самых сильных, самых надежных врагов раковых опухолей. Не исключено, что удастся найти другие разновидности вирусов, еще неизвестные, или известные, но неиспытанные, и они окажутся гораздо более активными, чем «сиротские». Скажем, вакцины против некоторых вирусных заболеваний действуют и на опухолевые клетки: они разрушают их. Возможно, помогут генетики: выведут какую-либо особо надежную в борьбе против рака разновидность микробов. А может быть, будет найдено какое-то совсем иное средство, и наши вирусы никому не понадобятся.
Да, все может быть в биологии. Тем более в век биологии. И скептические высказывания исследователей понятны. Впрочем, как понятно и то, почему они иногда уже затрагивают в своих спорах проблему клинической проверки способностей «сиротских» вирусов, а в их лексиконе даже стало мелькать такое непривычное слово, как виротерапия.