Паразиты: Тайный мир - Карл Циммер

До 1950-х гг. человека, заразившегося малярией в любой части мира, можно было вылечить несколькими дозами хлорокина — этот препарат вылечивал от малярии, превращая пищу плазмодия в яд. Поедая гемоглобин в красных кровяных тельцах, плазмодий «откусывает хвостики» молекулы, оставляя богатый железом центр. Но это ядро опасно для паразита, так как оно может отложиться в мембране плазмодия и нарушить движение молекул внутрь и наружу. В норме паразит нейтрализует этот яд двумя способами: из части молекул он собирает безвредный гемозоин, а остальные обрабатывает энзимами до такого состояния, что они больше не могут взаимодействовать с мембраной.

Хлорокин проникает внутрь плазмодия и связывается с ядром гемоглобина, прежде чем паразит успевает его нейтрализовать. В своей новой форме это вещество не способно присоединиться к кончику гемозоиновой цепочки, и энзимы паразита на него тоже больше не действуют. Вместо этого оно встраивается в мембрану плазмодия и нарушает ее структуру. Паразит не может больше всасывать атомы (к примеру, атомы необходимого паразиту калия) и выбрасывать наружу отходы; через некоторое время он погибает.

Сегодня на громадной части земного шара распространена малярия, нечувствительная к хлорокину. В конце 1950-х гг. родились два резистентных к хлорокину паразита — один в Южной Америке, другой в Юго-Восточной Азии. Исследователи не знают наверняка, что делает их устойчивыми, но подозревают, что у них появился протеин-мутант, который захватывает хлорокин прежде, чем тот успевает проникнуть слишком глубоко в тело паразита. Вероятно, такие мутанты периодически появлялись на протяжении многих тысяч лет, но странные протеины, которые они производили, никому не были нужны. Скорее всего, они даже замедляли процесс питания, поэтому естественный отбор отбрасывал эти варианты.

Но начиная с 1950-х гг. любой паразит, способный отразить атаку хлорокина, мог не бояться конкурентов. У варианта, который прежде проигрывал своим собратьям, появился простор для расселения. Год за годом дети двух плазмодиев-мутантов распространялись все дальше и дальше от родных мест. Южноамериканский мутант захватил все малярийные регионы своего континента, а мутант из Юго-Восточной Азии стал настоящим «космополитом»: к 1960-м гг. он охватил Индонезию и Новую Гвинею на востоке, а в 1970-х гг. двинулся на запад через Индию и Ближний Восток. В1978 г. азиатская форма впервые была зарегистрирована в Восточной Африке, а в 1980-х гг. она уже захватила большую часть территории континента южнее Сахары. Теперь остановить распространение малярии будет гораздо труднее, потому что другие противомалярийные лекарства гораздо дороже хлорокина; кроме того, для них тоже находятся резистентные формы.

Возрождение таких паразитов, как Plasmodium, заставило паразитологов вновь мечтать о вакцинах. Но, хотя вакцины неплохо работают против некоторых вирусов и бактерий, в продаже невозможно найти ни одной вакцины против эукариот. Ни одной! Проблема в том, что паразиты-эукариоты представляют собой сложные, неуловимые организмы. Уже внутри хозяина они проходят несколько разных стадий, совершенно не похожих одна на другую. Простейшие и животные прекрасно научились обманывать нашу иммунную систему — вспомните хотя бы, как трипаносомы сбрасывают прежнюю оболочку и отращивают себе новую, с совершенно другим рисунком химических полос, или как трематоды маскируются при помощи наших собственных молекул и при этом производят вещества, которые заставляют иммунную систему хозяина обернуться против него самого.

Первые попытки изготовления вакцины от паразитов были довольно примитивными. Ученые убивали живого паразита при помощи радиации, а затем вводили его остатки лабораторным животным. Эффект был очень слабым. За последние двадцать лет исследователи научились намного лучше настраивать вакцины на объект их действия и попытались использовать не паразитов целиком, а отдельные молекулы с их наружных покровов. Они надеялись найти несколько молекул, при помощи которых иммунная система сможет настроиться на борьбу с чужаками. Однако неудачи следовали за неудачами. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) запустила в 1980-х гг. активную кампанию по созданию вакцины против шистосомоза. Для испытаний была взята не одна молекула, а целых шесть, и каждой занималась большая команда иммунологов. Ни один из вариантов вакцины не смог обеспечить сколько-нибудь существенной защиты, так что программу пришлось свернуть, но иммунологи продолжают работу в этом направлении.

При этом нельзя сказать, что паразиты по определению неуязвимы для вакцин. По-прежнему есть вероятность, что существует какая-то молекула, без которой они просто не могут жить и которую иммунная система сможет опознавать достаточно надежно, чтобы использовать в качестве маячка при атаках на паразитов. В 1998 г. начались испытания на людях вакцины от малярии, разработанной медиками ВМФ США. Их вакцина еще более сложна, чем прежние. Ученые хотят, чтобы иммунная система человека атаковала плазмодии на раннем этапе жизненного цикла — в клетке печени. Клетки печени выставляют фрагменты протеинов плазмодия на своей поверхности, чтобы главный комплекс гистосовместимости мог начать работу. Обычно наше тело не может сражаться с паразитом на этой стадии, потому что к тому моменту, когда Т-киллеры распознают выставленные фрагменты и мобилизуют армию убийц, плазмодий уже успевает покинуть печень и переместиться в кровоток.

Но, если бы мы смогли заранее настроить Т-киллеры и подготовить их к распознаванию нужных фрагментов, они сразу начинали бы уничтожение зараженных клеток печени. Чтобы этого добиться, ученые из ВМФ хотят имитировать у человека малярию. Они разработали последовательность ДНК, которую вводят в мышцу добровольцам. ДНК попадает в мышечные клетки и начинает там производство того самого протеина, который вырабатывает плазмодий и который клетки печени выставляют на всеобщее обозрение. В теории мышечные клетки должны выставить протеины вакцины на своей поверхности, и тогда Т-киллеры, встретившись с ними, будут готовы при необходимости отразить и реальную инфекцию.

Однако от испытаний — даже на людях — еще очень далеко до кампаний по вакцинации населения, особенно если речь идет о таких заболеваниях, как малярия или шистосомоз, которыми больны сотни миллионов людей в беднейших странах мира. «Какой, в лучшем случае, окажется ваша вакцина? — спрашивает Арманд Курис, посвятивший значительную часть своей карьеры поиску путей обуздания шистосомозов. — Молекулярный биолог скажет, что она будет дорогой, потребует ревакцинации каждые пять-семь лет, а храниться сможет только на холоде. Это будет означать холодильники на всем пути от производителя до места, где вы достанете флакон из коробочки и воткнете в него шприц. Вам когда-нибудь делали прививку от оспы? Мне ее сделали на границе Коста-Рики. Вакцина у медсестры хранилась в обычной рюмке, а царапнула она меня швейной иглой. Вот что такое вакцина!» Курис указывает на то, что празикантел, средство от шистосомоза, стоит двадцать долларов. «В кенийских деревнях, где я работаю, самые зажиточные семьи могут себе позволить приобрести это лекарство для любимого ребенка, и то не всегда. Если даже это экономически невозможно, то, если я дам вам вакцину, что, черт побери, вы с ней будете делать? Я не говорю, что не надо вести таких исследований. Морякам, может, придется отправиться в малярийные места, и существуют еще Корпус мира, дипломаты… но если говорить о 200 млн людей, страдающих шистосомозом, то эта вакцина им никак не поможет. Тем не менее, по моим подсчетам, три четверти всех денег, истраченных за последние 20 лет на борьбу с шистосомозом, ушли на вакцину».

Но даже если бы ученые придумали вакцину, отвечающую стандартам Куриса (хранится в простой бутылке и т. д.), паразиты, вполне возможно, нашли бы способ с ней справиться. ВОЗ решила, что, даже если вакцина против шистосомоза будет эффективной всего на 40 %, она все же стоит затраченных средств и усилий. Причем это не означает, что 40 % из 200 млн человек с шистосомозом смогут избавиться от своих паразитов. Это означает, что каждый из них избавится от 40 % паразитов, обитающих в их венах. Звучит достойно, если не учитывать особенности шистосомоза. Трематоды, его вызывающие, чувствуют присутствие в хозяине своих собратьев, и чем больше паразитов населяет данного человека, тем меньше каждая из трематод-самок откладывает яиц. Вероятно, этот механизм кровяные сосальщики выработали в процессе эволюции, чтобы защитить своих хозяев. Если бы каждая самка выдавала максимально возможное количество яиц, то печень хозяина слишком пострадала бы и он мог попросту умереть. Поэтому вакцина, которая убьет 40 % червей в организме, может вызвать обратную реакцию: оставшиеся трематоды почувствуют, что конкурентов стало меньше, резко увеличат производство яиц и тем самым усилят проявления болезни.