Виктор Зуев - Многоликий вирус. Тайны скрытых инфекций
Хотя мембранная гипотеза и объясняла многие особенности возбудителя скрепи, но вместе с тем она не могла ответить на главный вопрос: что же представляет собой собственно инфекционное начало, пусть даже связанное с мембранами?
И здесь, как акт отчаянья, возвращение исследователей к вирусной гипотезе возбудителя скрепи. Ведь первые же исследования агента скрепи заставили думать о нем как о вирусе, и не случайно на протяжении многих лет скрепи изучался главным образом именно вирусологами. Как мы увидим далее, именно вирусологам удалось в последующие годы разгадать ряд принципиально важных частей этой дьявольской шарады.
Действительно, с точки зрения экспериментальной вирусологии не существует, казалось бы, причин, по которым возбудителя этой медленной инфекции нельзя было бы отнести к вирусам. И перечень свойств уже достаточно внушителен:
– возбудитель инфекционен;
– его размеры соответствуют размерам ряда известных вирусов человека и животных (например, вирусов полиомиелита, ящура);
– возбудитель не размножается на искусственных питательных средах;
– он хорошо размножается в организме животных;
– способен к длительной персистенции в различных тканях организма и в культуре клеток, приготовленных из таких тканей;
– чувствителен к действию мочевины и фенола;
– в зараженном организме возбудитель, достигнув определенного уровня размножения в лимфоидной ткани (в селезенке и в лимфатических узлах), прорывается в центральную нервную систему, где и вызывает характерные патологические изменения.
Иными словами, агент скрепи ведет себя как классический нейротропный (поражающий нервную систему) вирус, но только очень медленно реализующий свое болезнетворное действие.
А как же быть с большей частью необычных физико-химических свойств возбудителя? Много лет ускользающая разгадка заставляла ученых искать все новые методы исследования и самого возбудителя, и вызываемого им патологического процесса. Именно поэтому специалисты подвергли детальному анализу животных, зараженных возбудителем скрепи. И оказалось, что после заражения не у всех из них развивается заболевание. Так, козы обладают 100-процентной чувствительностью (из 100 зараженных заболевают 100) к агенту скрепи, в то время как у овец она значительно варьирует. Например, овцы породы хердвик отличаются наивысшей (78 %) чувствительностью, у дерби чувствительность уже 35 %, у шотландских черномордых — 18, у суффолков — 12, у шропширских овец — 5, а у дорсетов — 0 %!!!
Неодинаковая чувствительность к скрепи у различных пород овец привела к мысли, что естественное распространение заболевания может зависеть и от генетических особенностей хозяина. И действительно, удалось вывести особую линию мышей, у которых после внутримозгового заражения скрепи развилась не как обычно – через 25 недель, а лишь спустя 40 недель.
В дальнейшем выяснилось, что длительность инкубационного периода у мышей зависит от состояния особого гена, который контролирует время начала размножения агента скрепи в организме зараженных животных.
Но длительность инкубационного периода связана с особенностями не только организма, но и самого агента, которого, как оказалось, имеется несколько разновидностей (штаммов). Поэтому в конечном счете продолжительность инкубационного периода будет зависеть и от штамма инфекционного агента, и от генетических особенностей хозяина. В ходе распутывания всех этих хитросплетений удалось выделить два штамма агента скрепи, один из которых вызывал заболевание, характеризующееся постоянным стремлением чесаться, а другой приводил к развитию у животных состояния сонливости.
К наиболее интересным загадкам скрепи, как, впрочем, и других представителей группы трансмиссивных губкообразных энцефалопатий (группа объединяет такие заболевания, как уже известное читателю куру, а также болезнь Крейтцфельдта – Якоба, речь о которой будет дальше), относится всякое отсутствие каких-либо признаков иммунологической реакции организма.
Как известно, после проникновения любого вируса (или другого инфекционного агента) в организме развертывается сложная цепь защитных реакций, одной из которых и является выработка специфических антител к данному вирусу. И у нас в стране, и за рубежом ученые, используя все известные иммунологические реакции, пытались обнаружить хотя бы мизерные количества антител к агенту скрепи, но ни разу не добились успеха. Пробовали также вводить мышам сверхбольшие дозы мозга зараженных скрепи мышей – и опять безуспешно.
В организме зараженных скрепи животных ни в инкубационном периоде, ни во время клинически выраженного заболевания не было обнаружено даже признаков образования интерферона. Пробовали подойти к решению проблемы с другого конца: зараженным скрепи мышам стали вводить вещество, обычно резко стимулирующее в организме синтез интерферона. Но еженедельное введение мышам стимулятора на протяжении 7 месяцев не оказало никакого влияния на развитие у них инфекционного процесса. В то же время если зараженным скрепи мышам вводить любые другие вирусы или белки, то в ответ на это в их организме начинают активно вырабатываться специфические антитела на эти вирусы или белки.
Поиск возбудителя продолжался.
А между тем скрепи до сих пор встречается в различных странах Европы, Азии, Северной и Центральной Африки, Южной Америки и в 29 штатах США. В то же время заболевание искоренено в Австралии, Новой Зеландии и Южной Африке.
Источником заражения являются больные животные – овцы или козы. Более 100 лет назад была подмечена передача скрепи от больных животных здоровым на одних пастбищах. Примечательно, что для возникновения скрепи вовсе не обязательно присутствие больных животных – достаточно поместить здоровых овец на фермы, на которых ранее регистрировались случаи скрепи.
Объединенными усилиями французских и американских исследователей были получены строгие доказательства того, что возбудитель скрепи вызывает ранние изменения белкового синтеза в некоторых мембранах. Итак, кое-какие изменения при попадании в организм агента скрепи все-таки обнаружены. Значит, нет оснований опускать руки. Тем более что каждый год приносит все новые результаты.
Исследования природы агента скрепи велись всеми доступными средствами. И нужно ли удивляться тому, что вопрос о природе агента скрепи в свое время перешагнул рамки научных журналов, попав на страницы периодических изданий во всем мире. Вот лишь некоторые из заголовков статей на эту тему: «Странный организм: ни вирус, ни бактерия» (За рубежом. 1982. № 20); «Организм… без генетического материала» (За рубежом. 1983. № 52).
И неизвестно, сколько времени задавались бы эти вопросы (без ответов!), если бы в выяснение природы возбудителя скрепи не включился молодой американский профессор неврологии из Калифорнийского университета в Сан-Франциско Стенли Прузинер (см. фото).
С. Прузинер в 1982 году высказал предположение, что агент скрепи может представлять собой либо очень небольшой олигонуклеотид (нуклеотид – составная часть нуклеиновых кислот, а олигонуклеотид – соединение из нескольких нуклеотидов) с тонкой белковой оболочкой, либо инфекционный белок, полностью лишенный нуклеиновой кислоты.
Стенли Бен Прузинер
Строго говоря, предположение о скрепи как о самореплицирующейся белковой молекуле, как мы помним, было высказано еще за 20 лет до этого, однако оно не послужило основой для последующих экспериментов.
С. Прузинер, приступая к исследованиям, решил прежде всего провести сравнительный анализ действия на инфекционный агент скрепи веществ, разрушающих белки, и веществ, разрушающих нуклеиновые кислоты. Результаты опытов оказались достаточно однозначными: воздействие веществ первой группы всегда лишало агент скрепи его болезнетворности, в то время как вещества второй группы не снижали способности агента вызывать заболевание.
Вслед за этим исследователь усовершенствовал способы накопления возбудителя, с тем чтобы получить его более высокие концентрации. Им были использованы зараженные хомяки, у которых в мозговой ткани накапливалось в 100 раз больше возбудителя, чем в мозговой ткани мышей. Получив мозговую ткань с высоким содержанием возбудителя скрепи, С. Прузинер постепенно начал ее очищать от примесей, одновременно строго следя за сохранением инфекционных свойств.
Особенно эффективной оказалась комплексная очистка, включающая экстракцию детергентами, дифференциальное центрифугирование, обработку нуклеазами, протеазами и анализ в гелиевом электрофорезе.
