Первая клетка. И чего стоит борьба с раком до последнего - Азра Раза

дочерним клеткам. Поскольку нужно быстро повторить три миллиарда пар оснований, неизбежны ошибки – мутации. Мутации постоянно редактируются, исправляются и корректируются встроенными клеточными механизмами. Если восстановление невозможно, а мутация произошла в жизненно важном гене, клетка вынуждена покончить с собой. Если мутировал ген, который для этой клетки не жизненно важен, мутация может сохраниться и передаться следующему поколению. Большинство мутаций ДНК не приводят ни к каким последствиям: белки, вырабатываемые в результате таких мутаций, либо остаются неизменными, либо меняются лишь незначительно. Но если ошибка затрагивает гены, чья функция – либо способствовать росту, либо останавливать его, клетка рискует ступить на неуправляемый путь неукротимого разрастания и превратиться в раковую.

В сущности, события, инициирующие рак, могут быть спровоцированы как внешним фактором – например возрастом или генетической предрасположенностью, так и внутренним – например токсинами из окружающей среды, которые повреждают ДНК, курением, алкоголем, ультрафиолетовым излучением или патогенами. Роль патогенов как этиологических агентов злокачественной опухоли может показаться неожиданной, но примерно 20 % рака во всем мире вызывается вирусами или бактериями. В частности, в 1977 году была описана Т-клеточная лимфома у взрослых японцев, а затем в лаборатории Роберта Галло был открыт Т-лимфотропный вирус человека первого типа (HTLV-1), который, как доказали ученые, вызывает эту болезнь. Вирус HTLV-1 вызывает много незлокачественных заболеваний, в том числе тяжелых и смертельных – например, увеит и миелопатию, – но его онкогенный потенциал, то есть способность вызывать рак, просто поражает. В число вирусов, считающихся возбудителями рака, входят и вирусы папилломы человека (их связывают с несколькими видами рака, главное место среди которых занимает рак шейки матки), вирус Эпштейна – Барр (лимфома Беркитта, некоторые виды рака носоглотки и желудка) и вирус герпеса человека восьмого типа (HHV-8 связывают с саркомой Капоши). Первая и единственная бактерия, которую связывают с раком, – Helicobacter pylori (рак желудка, лимфома желудка).

Вышеперечисленные патогены вызывают рак примерно так же, как курение вызывает рак легких. И те и другие запускают на уровне клетки изменения, позволяющие ей начать бесконечный цикл деления, не сдерживаемый нормальными сигналами, препятствующими росту, и тогда клетка начинает самостоятельную жизнь, развивается и превращается в машину для убийств, обретает преступную, мятежную, разбойную независимость. Рак легких не излечивается сам собой, если больной бросает курить, поскольку вред, нанесенный курением, – это лишь провоцирующий фактор. Каким бы ни был триггер – курение, вирус, контакт с токсином, – в наши дни принято считать, что в конечном итоге, чтобы возник рак, в клетке должно произойти генетическое изменение.

Какое именно генетическое изменение? В раковых клетках можно найти мутации, которые отключают гены, защищающие от рака, и включают гены, его вызывающие. Обнаруживается в них и так называемая анеуплоидия – изменения хромосомного состава клеток. Одних хромосом недостает или они повреждены, у других появляются лишние копии. Коротко говоря, причины либо в генетике – составе генов в клетке, либо в цитогенетике – составе хромосом, либо и в том и в другом. И тогда на первый план выходят вопросы, которые я обсуждала с Пером Баком: можно ли считать каждое изменение песчинкой, а возникновение рака – моментом, когда песчаная куча внезапно осыпается. Может ли анархическое восстание под предводительством рака, нигилистическая власть толпы, стать результатом воздействия внешних факторов, подталкивающих клетки к мятежу?

* * *

Пейтон Раус, родившийся в Балтиморе в 1879 году, с ранних лет живо интересовался биологией. В 1905 году он получил медицинскую степень в Университете Джонса Хопкинса и с 1909 года до самой смерти – а скончался он в 1970 году в девяносто лет – работал в Рокфеллеровском институте в Нью-Йорке. В 1910 году, когда Раус работал патологоанатомом, один фермер принес ему рябую курицу породы плимутрок с опухолью в груди. Раус установил, что это саркома, и начал изучать ее в лаборатории. Он пересадил другим животным злокачественные клетки из первичной опухоли. Когда он пересаживал их неродственным животным, ничего не происходило. Но когда он пересаживал их родственным птицам, у тех не просто появлялись новые опухоли – с каждой дальнейшей пересадкой болезнь становилась все более агрессивной и инвазивной. “Это веретеноклеточная саркома у курицы, – писал Раус в отчете об эксперименте, – которая на сегодня распространилась на четвертое поколение. Были задействованы чистопородные птицы из небольшой близкородственной стаи, в которой и возникло новообразование. Приобретенные на рынке курицы той же породы оказались невосприимчивыми, как и курицы смешанных пород, голуби и морские свинки”.

Итак, было установлено, что рак можно передать от одного животного к другому, однако вопрос о возбудителе остался открытым. Сначала Раус измельчал опухоль в соляном растворе и пропускал сквозь такой тонкий фильтр, что на нем оставались клетки и любые другие частицы размером с бактерию. Получившийся отфильтрованный экстракт он вводил шприцем здоровой курице, состоявшей в родстве с больной. Появлялись новые опухоли. Поскольку из экстракта были отфильтрованы и раковые клетки, и бактерии, Раус предположил, что причина саркомы – что-то, что меньше бактерии, то есть вирус. С этого наблюдения началась онковирусология. Вирус саркомы Рауса (RSV) в дальнейшем был классифицирован как РНК-содержащий вирус, поскольку его геном представлен РНК, а затем – как ретровирус, после открытия обратной транскрипции РНК в ДНК. Вирус саркомы Рауса стал первым известным вирусом, вызывающим рак.

Первоначально открытие Рауса, за которое он полвека спустя удостоился Нобелевской премии, осталось незамеченным и неизученным – его просто проигнорировали. В то время, когда Раус рассказал о своих находках, рак еще не вошел в число широко исследуемых, популярных тем, как, впрочем, и вирусы. Более того, ученым того времени трудно было понять, какое отношение опухоль у курицы может иметь к людям. Раус и сам засомневался в значимости своих результатов и отказался от исследований рака. Но в 1939 году был обнаружен второй вирус, вызывающий рак: Ричард Торп доказал, что вирус папилломы вызывает у кроликов опухоли (бородавки). Теперь игнорировать открытия Рауса стало трудно, и открытие второго вируса, связанного с раком, возродило интерес к вирусу саркомы Рауса. Вспыхнувший интерес заставил Пейтона Рауса поверить в свои силы, и он вернулся к изучению рака. Впоследствии онкогенные вирусы были открыты и у многих других животных – в том числе у мышей, кошек и приматов. В 1964 году ученые доказали, что вирус Эпштейна – Барр вызывает у людей одну из разновидностей лимфомы. Началась охота на новые онкогенные вирусы и на механизм, при помощи которого они вызывают “онкологическое” поведение клеток. Было надежно показано, что вирус саркомы Рауса передает саркому у животных, выведенных в результате инбридинга. Как только стали доступны молекулярные методики, исследования вируса саркомы Рауса пошли полным ходом. В его геном вносились искусственные мутации, был получен штамм, который продолжал делиться, но уже не вызывал рак. Когда Питер Дюсберг и Петер Фогт сравнили два штамма вируса саркомы Рауса – тот, что вызывал рак, и