Одна медицина. Как понимание жизни животных помогает лечить человеческие заболевания - Мэтт Морган

состояние его значительно ухудшилось. Химиотерапия держала лейкоз под контролем, но сильно сказывалась на стареющем организме. Рак оставался неизменным спутником Билла: тек по его венам, жил в его органах и костном мозге.

– Мы думали, он умрет, – признавалась супруга Билла, – как вдруг Элисон рассказала нам о новом клиническом исследовании.

Элисон – это профессор Элисон Лорен, возглавляющая отделение трансплантации костного мозга в ведущей мировой больнице Пенсильванского университета. При первой нашей встрече она сказала мне, что кровь очень красивая. Элисон давно восхищалась ее цветом, текстурой, функциями, тем, как она течет по телу и как густеет. Когда Элисон было всего пять, ее соседка, милая девятилетняя девочка, скончалась от лейкоза. Позже, во время учебы в медицинской школе, Элисон думала о своей соседке, когда рассматривала в микроскоп убившие ее клетки крови. Она была решительно настроена изменить ситуацию, и ей это удалось. Сегодня та девочка поборола бы рак благодаря современным схемам лечения, разработанным профессором Лорен и ее коллегами. Для Билла, однако, их было недостаточно.

Требуется около пятнадцати лет и более миллиарда долларов, чтобы доставить пациенту новое лекарство от рака.

Бурный рост генетических исследований, произошедший за последние пятьдесят лет, сократил эти расходы и расширил наше понимание многих болезней, приводящих к страданиям и смерти. Открытие генов, которые включают и выключают пути развития рака в организме, превратило его из заболевания, обусловленного образом жизни, в генетическое заболевание. Однако в течение следующих пятидесяти лет онкологию станут рассматривать как проблему, связанную не только с генами, но и с работой иммунной системы.

Даже по окончании медицинской школы мое понимание иммунитета ограничивалось белыми кровяными тельцами. Между тем внутри каждого из нас находится поразительно сложная система с более разветвленной и хитроумной «инфраструктурой», чем у современного города. Сотни различных клеток, выполняющих всевозможные функции, взаимодействуют с вашими тканями, гормонами и белками, даже когда вы спите. Кровеносные сосуды почек улавливают шепот ваших легких. Их «разговоры» стимулируют выработку нужных химических веществ в нужное время.

Все это направлено не только на то, чтобы сдерживать различные патогены, но и на устранение ошибок, допускаемых клеточными фабриками, ежесекундно штампующими новые клетки по генетическому шаблону. Деление клеток всегда сопровождается случайными ошибками – такова уж хаотичная природа генетики. Хотя большинство из них не представляют опасности и остаются незамеченными, ключевые изменения в генах, следящих за репликацией клеток, могут привести к тому, что клетки начнут делиться неконтролируемым образом. В результате развивается рак. Иммунная система распознает ошибки, выслеживает этих «проходимцев» и уничтожает их, прежде чем они успевают сплотиться в целую армию злокачественных клеток.

В случае Билла В-лимфоциты, которые в норме производят антитела, вышли из строя. Генетические ошибки не были обнаружены, и клетки начали бесконтрольно размножаться. Более трех килограммов онкоцитов бесчинствовали в крови Билла и жили в его костном мозге. Химиотерапия была молотком, без разбора уничтожающим все делящиеся клетки, в том числе и здоровые. Вот почему каждый курс лечения, убивая лишь небольшой процент мутировавших клеток, заметно ослаблял его организм.

Более пристально изучив роль иммунной системы в развитии рака, исследователи придумали новые способы лечения онкологических заболеваний. Можно ли создать иммунные клетки, способные выслеживать дефективные В-лимфоциты? Это позволило бы селективно уничтожать онкоциты. Такой метод лечения был назван терапией Т-лимфоцитами с химерными антигенными рецепторами, или сокращенно – CAR-T терапией. Блестящая идея. Но, чтобы она заработала, ученые должны были заглянуть внутрь живых клеток в режиме реального времени. А инструментов для этого не существовало.

Генетическая революция стала возможной благодаря таким открытиям, как полимеразная цепная реакция (ПЦР), с помощью которой можно быстро копировать и анализировать генетический код. Затем были разработаны особые ферменты, позволяющие расщеплять коды отдельных генов и склеивать их обратно. Современные технологии вроде CRISPR/Cas9[34] открывают перед нами двери в более точную и относительно недорогую генную инженерию. Быстро и дешево, меняя букву за буквой в цепочке ДНК, мы можем модифицировать функции генов, корректировать медицинские дефекты или повышать устойчивость сельскохозяйственных культур.

Тем не менее, несмотря на мощные генетические инструменты, исследователям не удавалось изучить белки, производимые генами в живых тканях. Подходили лишь эксперименты, в которых ученые убивали бы лабораторных животных, окрашивали их ткани пигментом и в течение нескольких дней или недель ожидали результатов лечения. При наличии только таких простейших инструментов мы бы вряд ли увидели значительные достижения в этой области.

Необходимо было найти способ в реальном времени отслеживать изменения в белках, к которым могли привести генетические манипуляции. Рак нужно изучать в живых организмах, а не смотреть в микроскоп на тонкие слои мертвых тканей. Все это требовалось сделать, не затрагивая основные функции изучаемых клеток. Кто бы мог подумать, что разгадку нам дадут светлячки, грибные комарики и медузы?

Ответы ученым удалось получить благодаря «непредвиденным событиям и обстоятельствам, научным исследованиям, людям и случайностям, которые привели к невообразимым результатам». Это слова Осаму Симомуры, японского биохимика, получившего Нобелевскую премию за открытие механизмов биолюминесценции у медуз. Симомура смог выяснить, как именно подобные животные (и насекомые) источают яркий свет в глубинах океана и ночной тьме. Именно это исследование помогло воплотить в жизнь инновационные методы лечения рака, включая тот, что был опробован на Билле. Но сначала Осаму Симомуре предстояло пережить ядерную войну.

Первый день в старших классах оказался для шестнадцатилетнего Осаму Симомуры не таким, как он ожидал. Шел 1945 год, и в Японии бушевала Вторая мировая война. Урок математики отменили, и учеников по распоряжению директора отправили на завод по ремонту истребителей. Поврежденные одноместные «Мицубиси Зеро» поступали на протяжении двух месяцев, пока завод резко не опустел. Из‑за перехода к тактике камикадзе, когда летчики‑смертники врезались в борта кораблей, самолеты практически перестали возвращаться.

Девятого августа 1945 года над заводом, где теперь работал Осаму, разнесся до боли знакомый оглушительный вой воздушной тревоги. В полдевятого утра, когда дали отбой, Осаму и его друзья не вернулись на рабочие места, а вместо этого решили забраться на ближайший холм, чтобы посмотреть на американского бомбардировщика В-29, в одиночестве скользившего по небу. Предполагалось, что это разведывательный самолет, и новой воздушной тревоги не последовало. Три мягких белых парашюта медленно опустились на землю. Может, это американские солдаты? В поле зрения появился еще один В-29. А потом мир изменился.

Все вокруг вспыхнуло ослепительно‑белым, зазвенели выбитые фабричные стекла. Потоки черного вязкого дождя хлынули на рубашку Осаму, вручную сотканную его бабушкой из нитей тутового шелкопряда. Паника, обломки, воздух, странный на вкус. Разрушенные здания. Погибшие люди