Роб Данн - Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть
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?
Для того чтобы проверить эту идею, Паркеру нужно было в лабораторных условиях смоделировать взаимодействие иммуноглобулинов А с кишечными микробами. Ученый начал выращивать клетки слизистой оболочки кишечника на пластиковых пленках, а затем добавлял в эти культуры бактерии. По всей лаборатории были расставлены пробирки с невообразимой дрянью. Для усиления роста клеток в культуры добавляли человеческие экскременты. Иногда путь к открытию приходится прокладывать через незнакомый лес, где взору исследователя вдруг открываются неведомые ранее чудеса. Но бывает, что роль леса исполняет лаборатория, заполненная бактериями, выделенными из человеческих экскрементов. Всякому стороннему наблюдателю эта картина показалась бы ужасной и даже вульгарной – но не Паркеру, которому лабораторный запах казался сладким запахом открытия.
В 1996 году у Паркера не было ничего, кроме идеи, но она имела колеса и могла двигаться. Это и надо было проверить. Опыты заняли целых семь лет. Наконец, Паркеру удалось показать, что если к биопленкам добавлять иммуноглобулины А, то пленки растут быстрее и достигают большей толщины. В присутствии иммуноглобулинов А к клеткам кишечника прилипало вдвое больше бактерий. Если же к пленкам добавляли фермент, расщепляющий иммуноглобулины А, то пленки распадались. Паркеру показалось, что он нашел убедительные доказательства своей правоты, но… сначала ему никто не поверил. Колеса идеи прокручивались вхолостую. Никто не давал денег на исследования, ни один журнал не принимал его статьи. Наконец, в 2003 году Паркеру удалось опубликовать статью. Но заметят ли ее? Не канет ли она в Лету вместе с другими безвестными идеями? Паркер мог быть тысячу раз прав, но это не гарантировало признания.
Наконец в 2004 году случился прорыв. Джеффри Гордон, известный и заслуженный ученый, получавший в виде грантов миллионы долларов и имевший в своем распоряжении дюжину докторантов, написал теоретическую статью в поддержку идеи Паркера[63]. Статья Гордона стала неким порогом, необходимым толчком, и вскоре тем, кто выжидал, было дано разрешение поверить Паркеру. Со скоростью приливной волны, захлестывающей корни мангровых зарослей, идея Паркера превратилась из ереси если и не в догму, то, во всяком случае, в признанную теорию. Стало очевидно, что основной функцией иммуноглобулинов А является помощь бактериям. В своих лабораторных исследованиях, результаты которых изначально никто не хотел публиковать, Паркер показал, что в присутствии иммуноглобулинов А бактерии растут в пятнадцать раз быстрее, чем в отсутствие IgA. Следовательно, иммуноглобулины не просто помогают бактериям, но и делают это очень активно!
Идея Паркера, несмотря на свою внешнюю непритязательность, оказалась поистине революционной. Когда Паркер приступал к своей работе, все были убеждены, что первоочередная задача нашей природной иммунной системы – воевать с бактериями. Дело было закрыто. Теперь Паркер и многие ученые стали отстаивать абсолютно противоположную точку зрения. Антитела иммуноглобулинов класса А, стучась в двери бактерий, не атакуют их. Иммуноглобулины помогают бактериям, поставляя вещества, позволяющие им образовывать структуры, называемые биологическими пленками. Паркер и Боллингер показали, что такие пленки выстилают слизистую оболочку большей части толстого кишечника и аппендикса. На микроскопических срезах был отчетливо виден ковер, состоящий из плотных рядов коротких стержней и напоминающий строй солдат, стоящих плечом к плечу[64]. С медицинской точки зрения эти биологические пленки всегда рассматривались как зло. Такие пленки охотно вырастают на стенках лабораторных пробирок и на прочем лабораторном оборудовании. Но в нашем кишечнике биопленки, возможно, играют положительную роль, может быть, они нам даже необходимы. Мы еще вернемся к вопросу о том, для чего хороши эти бактериальные пленки, а пока вспомним, что рассуждения Билла Паркера – это еще не конец истории.
Рэндал Боллингер, воспользовавшись идеей (а теперь уже и открытием) Билла Паркера, предложил свое объяснение функции аппендикса в человеческом организме. Если иммунная система помогает бактериям кишечника и если аппендикс – это то место, где мы встречаем наибольшую концентрацию иммунной ткани и антител (причем скорость отмирания клеток здесь сравнима скорее с тихой заводью, нежели со стремительной рекой), то, вероятно, именно в аппендиксе антитела в наибольшей степени помогают бактериям. Аппендикс – это маленький инкубатор, отделенный от быстрого потока, несущегося по кишечнику (и отгороженный от плывущих в этом потоке патогенных бактерий), эдакий дзен-буддийский садик микробной жизни.
Боллингеру и Паркеру пришлось ждать возможности исследовать человеческие кишки, чтобы подтвердить предположение Боллингера о том, что бактериальные пленки должны быть наиболее плотными именно в аппендиксе. Когда ученые наконец получили ожидаемое, им удалось подтвердить справедливость гипотезы Боллингера. Просвет кишок оказался густым лесом из клеток, это был даже не лес, а настоящее гнездо жизни. Интерпретация Боллингера заключалась в следующем: в виде биопленки аппендикс содержит огромное количество бактерий, которые, в свою очередь, оказывают нашему организму неоценимые услуги. Помимо этого, Боллингер считает, что аппендикс – это тихая гавань для микробов. Когда патогенные микроорганизмы вытесняют из кишок полезные бактерии, аппендикс служит источником повторной колонизации кишечника после стихания инфекции.
В настоящее время то, что предлагают Паркер, Боллингер и их коллеги, – это единственное правдоподобное объяснение тех феноменов, которые мы наблюдаем в аппендиксе. Эта гипотеза позволяет объяснить и другие аспекты функции аппендикса, которые до сих пор плохо поддавались пониманию. Теория, предложенная учеными, объясняет, почему аппендицит больше распространен в развитых, а не в развивающихся странах, где люди вообще чаще страдают от кишечных инфекций и паразитов. Такой подход позволяет объяснить этот феномен тем, что в развивающихся странах аппендикс до сих пор выполняет свою задачу восполнения микробной флоры кишечника. В развитых же странах аппендикс нечасто встречается с патогенными бактериями. Ему недостает стимуляции, как и всей иммунной системе в отсутствие паразитов и/или патогенных бактерий. Таким образом, аппендицит, как и большинство так называемых современных болезней цивилизации, является результатом изгнания других организмов из нашей повседневной жизни. Аппендикс воспаляется, потому что наш организм за отсутствием другой мишени ополчается против самого себя. Смерть все же нашла Дина Ректора, первого человека, которому выполнили аппендэктомию на подводной лодке. Спустя некоторое время он погиб в результате неисправности выпущенной торпеды, которая, покинув лодку, развернулась и поразила ее. Она ополчилась на подводную лодку точно так же, как аппендикс Дина Ректора восстал против своего хозяина. Но на этот раз у Дина не было никаких шансов избежать гибели.
