Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий
Шрифт:
У нашего организма есть еще один вариант защиты от вирусов. Некоторые повреждения, вызываемые размножением вируса в клетке, могут быть обнаружены специальными системами внутреннего клеточного контроля, которые запускают механизм так называемого апоптоза, или программируемой смерти. Понимая, что не может справиться с врагом, клетка совершает самоубийство, жертвуя собой для блага организма в целом и препятствуя таким образом дальнейшему распространению болезни.
Я не случайно использую военную терминологию. В организме при вторжении вируса происходит самая настоящая нановойна: вирусы атакуют ДНК, прорываясь через клеточную мембрану, этому препятствуют белки, все это, подчеркну лишний раз, классические нанообъекты.
Вирусы используют весь арсенал уловок и военных хитростей, известных нам из истории человеческой цивилизации. Они, как диверсанты, могут пробраться
Гораздо неприятнее, когда затаившийся диверсант вдруг проявляет себя и приступает к активным действиям. Таков, например, вирус герпеса, который, к сожалению, сидит почти в каждом из нас – по различным оценкам, доля инфицированных вирусом герпеса составляет во всем мире от 65 до 90 %. Живешь не тужишь, но вдруг при небольшом переохлаждении или недостатке витаминов – “лихорадка” на губах или где похуже. Вывести эту заразу до конца не под силу ни Природе, ни врачам, удается только подавить ее внешние проявления в момент обострения.
Вирусы могут отсидеться на нейтральной территории. Такова тактика всех паразитов, помимо целевой аудитории они обычно имеют про запас еще одного хозяина, в организме которого они сохраняются и понемножку размножаются, не нанося ему заметного вреда. Например, вирус лошадиного энцефалита хоронится в птицах, а переносится комарами, для тех и других он безопасен. Возможно, и мы с вами служим носителями чьих-то “чужих” вирусов, но нам это хлопот не добавляет.
Природа вообще устроена очень рационально, каждому овощу – свой фрукт, каждому живому организму – свой вирус. Вирус птичьего гриппа поражает птиц, свиного – свиней. Но иногда в результате мутаций эти вирусы приобретают способность инфицировать и животных других видов, например человека. Конечно, любой взбрык природы неприятен, потому что не сулит ничего хорошего. И реагировать на него надо незамедлительно, в первую очередь ученым. Но без истерии, которую мы наблюдали на протяжении нескольких последних лет на примере “птичьего” и “свиного” гриппов. Ниоткуда не следует, что такой грипп будет опаснее человеческих штаммов. Это, собственно, и подтвердилось на практике: число заболевших гриппом, равно как и умерших от осложнений, вызванных вирусной инфекцией, в год разгула его “свиного” собрата было меньше, чем в предшествующие годы. А сотни миллионов доз вакцин, закупленных органами здравоохранения по всему миру у нескольких компаний-производителей, так и остались невостребованными. Полагаю, что вы с вашим жизненным опытом сами поймете, почему, зачем, кому и сколько, и впредь будете спокойнее относиться к “страшилкам”, несущимся с экрана телевизора.
Вклад в раздувание истерии внесли и ученые своими неопределенными заявлениями и многочисленными оговорками: “с одной стороны, нельзя не заменить, а с другой стороны, нельзя не отметить”. Но ведь ученые тоже люди и им нужны средства для проведения научных исследований, а угроза нашествия неизвестного ранее вируса – прекрасная возможность привлечь внимание власть имущих к проблемам науки. Да и то сказать: вакцину они, как и обещали, создали.
Таким кружным путем мы вернулись к вопросу о том, как бороться с вирусами. В сущности, большая часть из того, что мы сейчас имеем, не является лекарством в обыденном смысле этого слова – оно не убивает вирус напрямую. Вакцина – это учебное пособие для иммунной системы, на основе которого она отрабатывает навыки борьбы с потенциальным врагом. Интерфероны, наиболее эффективные при первых симптомах заболевания, играют роль кнута для организма, мобилизующего его на борьбу с захватчиком [51] . Многие другие широко рекламируемые средства содействуют в той или иной степени лишь “повышению иммунитета” или общего тонуса нашего организма, который борется с вирусами своими методами.
51
Если история вакцинации насчитывает уже более двух веков, то интерфероны стали производить в заметных количествах лишь в начале 1980-х гг. после создания методов генной инженерии. Помню, как в те годы мы вовсю закапывали в нос этот чудодейственный препарат, не прошедший еще клинических испытаний, – нам его давали друзья из Института биоорганической химии, принимавшие участие в разработке. А мы им в знак благодарности сообщали результаты испытаний: помогает!
Создать вещество, разрушающее вирус, действительно очень сложно, ведь вирусы состоят из белков и нуклеиновых кислот, которые мало чем отличаются от наших собственных белков и ДНК, так что агент, убивающий вирус, будет, скорее всего, смертельно опасен и для клеток нашего организма. И тем не менее ученые научились использовать имеющиеся тонкие различия и, детально изучив все стадии “жизни” вируса, создали антивирусные препараты.
Первым был ацикловир, средство от герпеса, действующее начало зовиракса, который давно продается в аптеках. Сконструировала его Гертруда Белл Элайон, что дает мне приятный повод рассказать еще об одной ученой даме. Тем более приятный, что Элайон – наш человек, пусть и во втором поколении. Ее отец эмигрировал в США из Литвы, а мать – из России, из зоны оседлости.
Гертруда Элайон родилась в 1918 году в Нью-Йорке во вполне благополучной и обеспеченной семье: ее отец был дантистом, его приемная располагалась в большом помещении на Манхэттене, в котором также жила его семья. Через шесть лет после Гертруды родился ее брат, и вскоре семья перебралась в Бронкс, в то время – вполне респектабельный район. По воспоминаниям самой Гертруды, у нее было счастливое детство и она получила хорошее образование в школе и женском колледже Хантер. Она одинаково успевала по всем предметам, но выбрала занятия наукой, и в частности химией. На решение повлияло то, что дед Гертруды скончался от рака и она мечтала найти средство борьбы с этой болезнью.
К сожалению, она не смогла продолжить образование, потому что материальное положение семьи сильно пошатнулось после Великой депрессии. С работой поначалу тоже не заладилось, потому что в то время женщин в исследовательские институты брали неохотно даже на должности лаборантов. Но Гертруда была готова трудиться бесплатно, единственно ради приобретения опыта. На таких условиях ей удалось пристроиться в одну химическую лабораторию. Там она проработала полтора года, под конец ей даже платили зарплату – целых двадцать долларов в неделю.
В 1939 году ей удалось все же поступить в Университет Нью-Йорка. Гертруда была единственной девушкой на химическом факультете, но в то время это воспринималось как должное, не женское это дело – наука, тем более химия. Все необходимые курсы Гертруда прошла за год и приступила к выполнению дипломной работы. Проблема заключалась в том, что исследованиям она могла уделять только ночи и уик-энды, потому что в остальное время зарабатывала на жизнь, преподавая химию и физику в школе. Но все трудности были преодолены, и в 1941 году Гертруда получила магистерский диплом по химии.
Начавшаяся Вторая мировая война освободила много вакансий в промышленных лабораториях, на которые волей-неволей стали брать женщин. Элайон поработала в одном месте, во втором, пока ей не посчастливилось устроиться ассистентом к Джорджу Хитчингсу в исследовательский центр фармацевтической компании “Wellcome”. Это решило ее судьбу и в определенной мере определило пути развития медицины.Элайон занималась синтезом различных биологически активных соединений. Хитчингс быстро разглядел ее выдающийся талант и всячески способствовал расширению ее научного кругозора. Посещая по вечерам Бруклинский политехнический институт, Элайон освоила биохимию, фармакологию, иммунологию и вирусологию. Но, к слову сказать, диссертации она так и не защитила. По существовавшим правилам ей для этого необходимо было перевестись на очное отделение и оставить работу, а на это Элайон не могла пойти по многим причинам. Главной из которых была та, что она любила свою работу, а работа любила ее, вознаграждая результатом.Именно в те годы был создан ацикловир. Даже с высоты нашего сегодняшнего знания эта работа выглядит гениальной. Элайон под руководством Хитчингса синтезировала довольно простое соединение на основе пурина, которое внешнее чрезвычайно напоминает нуклеозид – строительный блок ДНК. Настолько напоминает, что эта “обманка” вводит в заблуждение даже ферменты, размножающие ДНК вируса в клетке. Они автоматически вставляют эту молекулу в растущую цепь ДНК, и на этом процесс обрывается. Вирус не может размножиться в клетке, он не может “собрать себя сам”, он превращается в груду обломков, которые ферменты клетки постепенно истирают в молекулярную пыль.