Тайны вирусов

...тысячи лет идет эта тихая невидимая война человека и вирусов...

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Секреты устойчивых клеток к вирусам

Секреты устойчивых клеток

Природа идеально решила задачу абсолютной невосприимчивости клеток к определенным вирусам. А что, если последовать ее примеру и путем жестокого отбора попытаться изменить чувствительные клетки так, чтобы они сделались устойчивыми к роковому для них вирусу? Такие эксперименты были проведены в Москве в отделе вирусологии Института эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи Академии медицинских наук СССР, который возглавляет академик В. Д. Соловьев.
Клетки, полученные американскими исследователями Э. Осгудом и Дж. Бруком из крови больного лейкемией, помещали в стеклянные сосуды и заливали питательной средой. Когда вырастало достаточное количество клеток, их заражали вирусом Коксаки ВЗ. Клетки лейкемии человека (сокращенно Л-96) оказались чувствительны к этому кишечному вирусу, поэтому через несколько дней вместо сплошного слоя клеток на стекле стало пусто, а в среде роста плавала мутная кашица из обрывков разрушенных клеток. Но, может быть, среди них сохранилось хоть несколько жизнеспособных клеток? Разыскать их среди миллионов разрушенных клеток практически невозможно. Решено было продолжить опыт. Помутневшую жидкость вместе с остатками распавшихся клеток сливали, а в сосуды вносили свежую питательную среду и снова помещали в термостат. Проходили дни, недели... Вскоре в некоторых из сосудов под микроскопом удалось рассмотреть крохотные островки жизни. Эти одиночные уцелевшие клетки (исследователи назвали их Л-41) дали новое потомство. Но до чего же они даже внешне изменились: похудели, вытянулись в длину. Выбрасывая навстречу друг другу длинные отростки, они как бы хотели убедиться, что не одиноки.
Такие колонии клеток бережно перенесли в небольшие стеклянные сосуды и продолжали выращивать. Дальнейшее исследование этих клеток показало, что они значительно отличались от своих предшественниц. Самым удивительным оказалось то, что они потеряли чувствительность к вирусу Коксаки.
Заражение даже большими дозами этого кишечного возбудителя болезни совершенно не влияло на нормальный рост культуры. Значит, выжившие в тяжелых условиях клетки приобрели какой-то "секрет", который помог им противостоять врагу.
Бернард Шоу как-то сказал: "Наука всегда ошибается: она никогда не разрешает проблемы, не создав еще десять новых".
Так случилось и на этот раз: исход опыта поставил перед исследователями несколько новых вопросов.
Прежде всего нужно было выяснить: сделались ли клетки Л-41 устойчивыми только к вирусу Коксаки или к любому другому? Их заразили вирусом полиомиелита - все без исключения клетки Л-41 погибли. Значит, устойчивость возникла только к одному вирусу, с которым им пришлось столкнуться в опыте.
Затем вирусологов заинтересовало, как долго может сохраняться это благоприобретенное свойство? То, что в опытах на животных потребовало бы годы, на уровне клетки протекает в считанные месяцы: ведь клетки размножаются ежедневно. Когда с момента "катастрофы" в стеклянном сосуде прошло около 60 поколений, проверили, помнит ли клетка своего врага? Оказалось, помнит. А вот через 200-300 поколений (для людей срок астрономический) часть клеток стала забывать "древнюю" трагедию. Да и внешне эти клетки по сочным формам стали напоминать прародителей. Плохо им пришлось, когда их снова атаковал вирус Коксаки. А та часть клеток, которая "помнила" перенесенное предками испытание, осталась неповрежденной и еще более устойчивой.
Так был сделан вывод, что нечувствительность к определенному вирусу связана с изменением наследственных свойств, которые клетка приобретает после болезни. И все-таки что конкретно происходит в клетках?
Прежде всего надо было проверить, не помогают ли резистентным (устойчивым) клеткам справиться с вирусом их обычные союзники - антитела, ингибиторы и интерферон. Влияние ингибиторов устранили прогреванием сыворотки, которую использовали для выращивания клеток. Затем среду, в которой культивировали нечувствительные клетки, переносили в пробирки, где росли исходные чувствительные клетки. Если бы в этой среде существовали антитела, то они бы предохранили чувствительные клетки от вируса. Но этого не случилось.
Попробовали добавлять экстракты, полученные из резистентных клеток, но это тоже не спасло чувствительные клетки от вируса Коксаки. Стало ясно, таким образом, что устойчивость к выживанию клеток не связана с известными защитными механизмами.
Тогда решили проверить наружные оболочки устойчивых клеток и сразу же натолкнулись на их изменение. Оказалось, что резистентные клетки утеряли большую часть своих специфических рецепторов. Вирус Коксаки мог подолгу кружить в питательной среде вокруг клеток, но они не обращали на него никакого внимания. Можно было предположить, что в схеме регуляции у резистентных клеток отключались гены, в которых хранилась информация о биосинтезе рецепторов.
А если все-таки вирус проникал внутрь резистентной клетки? В этом случае в бой вступала вторая линия обороны: обмен веществ в устойчивых клетках был настолько изменен, что вирус не находил возможностей для своего развития. Прежде всего он не мог "раздеться", а стало быть, запустить в производство свое "жало" - нуклеиновую кислоту. И все-таки при одном только присутствии вируса даже в нечувствительной клетке происходили значительные изменения. Исследования, в которых автору этих строк довелось принять участие, показали, что под действием вируса в резистентных клетках происходит некоторое увеличение содержания белка и РНК - это, по-видимому, связано с защитной реакцией клетки. Во всяком случае, опыты с использованием актиномицина D позволили выяснить, что при инфекции в устойчивых клетках происходит нарастание клеточных, а не вирусных РНК.
Важно было узнать также, насколько типичен процесс преобразования чувствительных клеток в устойчивые? Например, в медицине известны случаи самоизлечения от рака, но они столь редки, что не могут считаться типичным явлением.
Чтобы подтвердить закономерность перехода от чувствительности к резистентности, была подготовлена модель - клетки миндалины здоровой обезьяны, зараженные вирусом полиомиелита. Оказалось, что и в этом случае можно получить нечувствительные клетки.
Характерно, что по внешним признакам они отличались от исходных чувствительных гораздо меньше. Но в них также были нарушены рецепторы на наружных оболочках и изменен обмен веществ.
Все эти опыты показали принципиальную возможность перестройки клеток таким образом, что они приобретают способность противостоять коварному врагу.
Конечно, от проведения экспериментов в пробирке до осуществления задуманного на организме человека - огромная дистанция, но рано или поздно она будет преодолена.
Жизнь - это борьба. Действительно, как сказал поэт: "И вечный бой! Покой нам только снится"... Повседневный незримый бой за наше здоровье ведет сам организм. Надо, чтоб на помощь ему приходило знание. Вот поэтому в вирусологических лабораториях никогда не прекращается исследовательская работа, а столы заполняют все новые и новые "обоймы" пробирок, каждая из которых хоть на шажок приблизит нас к цели.