Роб Данн - Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть
В этот момент на свете нашлось бы мало того, во что Боллингер и Паркер верили бы больше, чем в свою новую гипотезу. Возможно, что человеческое тело устроено так же сложно, как муравьиное сообщество. Теперь надо было решить, что делать дальше. Можно было либо немедленно опубликовать посетившую их идею, либо сначала ее проверить. Паркер и Боллингер, скрепя сердце, решили все же для начала проверить свою гипотезу. Для этого им, конечно, придется «хорошенько покопаться в кишечнике с подвешенным к нему аппендиксом». Если бы они тогда знали, что проверка гипотезы займет два бесконечно долгих года.
Озарение, снизошедшее в тот день на Боллингера, Паркера и других сотрудников лаборатории, не могло посетить кого-то одного из них. Новое знание явилось в результате соединения опыта и знаний каждого из них. Потребовался опыт Боллингера, изучавшего морфологию и структуру червеобразного отростка. Не менее важным было в этом отношении открытие, сделанное Паркером за десять лет до этого. Паркер тогда изучал антитела и читал литературу о том, как они реагируют на бактерии. Читая научные статьи, он понял две вещи: во-первых, то, что антитела иногда не атакуют, а, наоборот, помогают бактериям, и, во-вторых, что аппендикс – по необъяснимым пока причинам – буквально забит антителами. Странным казалось не только то, что такой, судя по всему, бесполезный орган вообще существует. Странным было и то, что он заполнен антителами, производство которых очень недешево обходится организму. Никто не задавался вопросом, что может быть тому причиной.
Антитела обычно описываются как часть защитной системы организма, как вторая линия его обороны, на которую наталкивается чужеродный агент, сумевший проникнуть в тело сквозь барьеры первой линии, например сквозь слизистую оболочку носа. Но это только часть правды. На самом деле главное занятие антител – это отличать клетки нашего тела от клеток других организмов. С точки зрения антител, весь мир населен двумя типами клеток – «свои» и «чужие». Вся жизнь антител проходит в распознавании этих двух типов клеток и в запуске соответствующих иммунологических реакций – ответов на вторжение в организм «чужих» клеток[61].Антитела являются древним компонентом нашей иммунной системы. По механизму своей активности наша иммунная система не отличается от систем крыс и лягушек, так как сотни миллионов лет назад, когда жили наши общие предки, эта система уже доказала свою несомненную эффективность.
Паркер начал читать о том, что другие биологи уже знали об определенном классе антител – об иммуноглобулинах А. Антитела этого вида типичны для человеческого кишечника. В поисках материалов об иммуноглобулинах А Паркер читал то же самое, что читали до него сотни ученых. «Основная функция иммуноглобулинов А состоит в поиске и идентификации бактерий, находящихся в кишечнике», чтобы другие элементы иммунной системы могли атаковать распознанные чужеродные бактерии и вытеснить их из кишечника и из организма. Но Паркер чувствовал, что в этой картине что-то не так.
Здесь я хотел бы немного отвлечься от повествования и сказать, что наука – по крайней мере в некоторых деталях – состоит из ошибок. Исправление ошибок – это то, чем сотни и тысячи ученых занимаются в своей повседневной научной деятельности. Вся надежда на то, что истина в конце концов все же пробьет себе дорогу, а ошибки будут вытеснены (фигурально выражаясь) в кишечник и удалены прочь. Но подчас этот процесс требует немалого времени и трудов. Иногда заблуждение прикидывается истиной довольно долго, ибо об ошибках пишут в учебниках и их заучивают поколения молодых ученых[62]. Находить и исправлять такие застарелые ошибки и заблуждения – занятие трудное и неблагодарное. Но если вам удастся это сделать – неважно, в результате внезапного озарения, терпения, прилежного чтения, везения или сочетания всех или некоторых из этих факторов, – то это будет похоже на то, как если бы вы на нью-йоркском Центральном вокзале обнаружили ведущую в волшебный мир потайную дверь. После такого открытия хочется останавливать всех встречных и спрашивать: «Как вы могли не заметить этого раньше?»
Просматривая статьи об иммуноглобулине А, Паркер читал то же самое, что до него читали и другие иммунологи, но ему в этих статьях виделось нечто несуразное. Присутствовали все части картины, но соединялись они неправильно. Создавалось впечатление, что смотришь на человека, у которого ступня растет прямо из бедра. В статьях, вышедших в семидесятые годы, писали, что бактерии, атакуемые иммуноглобулинами А, имеют на своей поверхности специальные рецепторы. Их можно сравнить с микроскопической дверью, специально устроенной таким образом, чтобы антителам было удобнее атаковать бактерию. Но скажите на милость, зачем бактериям двери для тех самых антител, которые атакуют их и выводят из организма? Это выглядит так же, как если бы китайцы, построив свою Великую стену, пристроили бы к ней с внешней стороны Великую лестницу. Зачем строить для врагов удобные проходы? Читая литературу, Паркер со временем обнаружил еще более странные вещи. Недавние исследования показали, что у людей и подопытных мышей с отсутствием иммуноглобулина А бактерии с рецепторами к нему исчезают.
Паркер, занимаясь исследовательской медицинской деятельностью, изучает возможности ксенотрансплантации – то есть пересадки органов животных одного вида представителям других видов. Его задача – найти приемлемое медицинское решение, отыскать способ его реализации и клиническое применение. Понимание свойств иммуноглобулина А и сходных антител показалось Паркеру ключом к решению проблемы. Если ученым удастся временно блокировать или каким-то образом изменить активность этих антител, то человеческий организм сможет принять, допустим, легкие обезьяны или сердце свиньи как свои собственные. (В мечтах Паркер видел газетные заголовки типа «В Кливленде произведена пересадка человеку легких свиньи».) Но помимо своей основной деятельности, Паркер всегда очень живо интересовался радикальными новыми идеями. Он любит их и искренне им радуется. Теперь, когда он серьезно взялся за проблемы ксенотрансплантации, у него появились и новые идеи по поводу иммуноглобулина А. Если он окажется прав, то в учебниках по биологии придется заново переписывать целые главы.
Итак, в один прекрасный день 1996 года Билл Паркер сидел в своей лаборатории, размышляя о том, что ему известно об иммуноглобулине А. Такие моменты переживали многие ученые (наверное, так чувствует себя ягуар, поймавший броненосца) – они напряженно думали, как проникнуть под броню фактов и найти закономерность, связывающую их в единое целое. Иногда вскрыть броненосца так и не удается, и он спокойно гуляет по лаборатории – целый и невредимый. Но столь же часто ягуару все же удается обнаружить в броне слабое место. Вот и Паркеру показалось, что он нашел верное объяснение, которое придавало смысл всем его разрозненным наблюдениям. Ответ был очевиден, и не требовалось никаких новых исследований, по крайней мере пока. Если теория Паркера окажется верна, то она перевернет все наши нынешние представления о самых распространенных антителах нашего кишечника.
Откровение, посетившее Паркера в 1996 году, состояло в следующем: если организм с помощью иммуноглобулинов А пытается освободиться от бактерий, то он тем самым оказывает себе поистине медвежью услугу. Если бактерии пытаются избежать контакта с антителами класса иммуноглобулинов А, им это также не удается. Они не только оставили дверь открытой, но и поменяли замок таким образом, чтобы он подходил для ключа – антител класса IgA. Естественно, у бактерий нет никаких дверей и специальных рецепторов к иммуноглобулинам А; справедливо также и обратное. Дело в том, что на поверхности антител IgA присутствуют определенные сахара. Бактерии распознают эти сахара и реагируют на них. Мысль Паркера заключалась в том, что все иммунологи, до сих пор изучавшие действие иммуноглобулинов А в нашем кишечнике, заблуждались относительно их функции. На самом деле они помогают бактериям! Антитела способствуют слипанию бактерий в конгломераты и их закреплению на слизистой кишечника. Эта фиксация препятствует вымыванию бактерий из просвета кишки.
Иммуноглобулины класса А помогают бактериям тем, что сооружают для них подобие строительных лесов, на которых бактерии соединяются вместе, образуя биопленку – сообщество разнородных бактериальных клеток. Биологические пленки очень широко распространены в природе – их, например, образуют бактерии, живущие на муравьях-листорезах. Паркер ничего не знал о листорезах, но знал, что подобное взаимодействие встречается в мире растений. Он понял, что бактерии в кишечнике человека поразительно схожи с бактериями, обитающими на корнях растений. Что, если человеческий организм, как и растения, вырабатывает вещества, способствующие прилипанию бактерий? Что, если иммуноглобулины не воюют с бактериями, а, наоборот, помогают им удержаться на слизистой кишки?
