Яд или лекарство? Как растения, порошки и таблетки повлияли на историю медицины - Томас Хэджер

опознать по научным названиям: у слова будет окончание «-маб» (по первым буквам английского словосочетания «моноклональные антитела» – «Monoclonal AntiBody»). Они включают инфликсимаб для аутоиммунных заболеваний, бевацизумаб (Авастин) для лечения рака, трастузумаб от рака груди, ритуксимаб (Ритуксан) от рака. На самом верху – адалимумаб, который используют для лечения все большего числа болезней, связанных с воспалениями. Эти лекарства приносят миллиарды долларов.

И на подходе еще много моноклональных препаратов.

Все они – синтетические клоны, антитела, направленные против специфических заболеваний, приносящие большие деньги, – относятся к изумительно сложной и абсолютно необходимой для жизни части нашего тела: иммунной системе. Когда я был школьником, в 1970-е годы, мы мало об этом знали, и иммунная система казалась мне чем-то вроде карикатурной машины Голдберга, если бы он изобразил ее под кислотой. Участников процесса было слишком много, как мне казалось, – тщательно дополняющая друг друга ошеломляющая паутина связанных между собой органов, клеток, рецепторов, антител, сигналов, путей, ответных реакций, генов и последовательных соединений ферментов – все это каким-то образом работало сообща, чтобы защитить вас. Сегодня мы знаем гораздо больше, и сейчас иммунная система кажется скорее симфоническим оркестром, где каждый издает разные звуки, но все играют одну и ту же композицию, величественное музыкальное произведение.

Неким образом иммунная система знает, как различить, что часть вас самих – где ваши собственные клетки, – а что нет.

Это не только способность распознавать миллиарды различных чуждых веществ, вся эта система может направить белые кровяные клетки на произведение миллионов антител, каждое из которых будет создано для попадания в определенную цель. Затем система запоминает каждого из этих «не являющихся вами» захватчиков на годы, а то и на десятилетия. Это похоже на то, как работала вариоляция леди Мэри Монтегю: нужно подвергнуть пациента контакту с небольшим количеством вещества-захватчика, чтобы иммунная система была готова распознать и запомнить врага. И спустя годы, когда приключится новая волна инфекции, тело нарастит иммунный ответ гораздо быстрее, чем оно бы смогло без первоначального «знакомства». Результат: вы под защитой.

Но каким образом клетки обладают памятью? Как у них получается замечать захватчиков и распознавать их, отличая их от вас самих? Как иммунная система может давать ответ практически на все в природе, что не является вами, – включая миллионы синтетических химикатов, которые никогда не существовали до их изобретения человеком? Мы вскрываем слои этой выдающейся системы, открываем ее самые большие секреты, но очень многое сильно сбивает с толку и бесконечно увлекает нас. Неудивительно, что это привлекает внимание целых поколений ученых.

По-настоящему поразительно то, что бо́льшую часть времени она работает на удивление хорошо. Она никоим образом не безупречна: существуют аутоиммунные заболевания, когда иммунная система решает, что ваши собственные клетки – захватчики и вырабатывает защиту; есть аллергии, когда реакция на соприкосновение с чужаками слишком сильная, иногда вирусы и раковые клетки обманывают систему, – но в целом она настигает чужаков. Прямо сейчас она работает в режиме полного наблюдения, выстраивая защиту, очищая ваш организм и поддерживая ваше здоровье. Большинство важных частей иммунной системы были обнаружены в середине XX века, и ученые начинали рассматривать, как они работают вместе на молекулярном уровне, изучая, как болезни запускают ее и что может пойти не так. Но кое-что ускользало от них. Все новые знания не помогали создать новые эффективные лекарства.

Вплоть до 1975 года.

Сезар Мильштейн был эталоном интернационального ученого. Он родился в Аргентине, получил образование в Великобритании, посвятил себя строительству науки в развивающихся странах по всему миру. Мильштейн казался живым доказательством того, что наука основана на открытом общении и международном сотрудничестве. «Наука не знает границ» – и все в таком духе. Сейчас это кажется очаровательно старомодным. Но Мильштейн и был очаровательно старомодным ученым.

Он выглядел соответственно: невысокий, лысеющий, напоминающий сову со своими большими очками, одетый в рубашку и брюки, дополненные лабораторным халатом. Но в одном важном отношении он разрушал стереотип об ученом-ботанике. Он любил людей. Он много улыбался. Он много говорил. Он был «человеком, которого многие обожали, – вспоминал один из его многочисленных поклонников, – с особым даром дружбы».

Он также был великолепен в лаборатории – он работал в Кембриджском университете, – где сосредоточился на антителах, этих управляемых белках-ракетах, производимых белыми кровяными тельцами. Мильштейн, как и многие другие исследователи, был озадачен огромным разнообразием и невероятной чувствительностью этих молекул. Казалось, что организм способен создавать почти бесконечное число различных антител, каждое из которых точно соответствует определенной части вторгшегося вещества. Эти мишени могли варьироваться от нескольких атомов на оболочке вируса до невиданных синтетических молекул, только что созданных в лаборатории. Нацеливание было невероятно точным; воздействие одного вида бактерий могло подстегнуть иммунную систему животного к созданию нескольких сотен различных видов антител, каждое из которых было направлено против различных наборов всего лишь нескольких атомов на поверхности захватчика. Как стало возможным такое разнообразие?

Мильштейн глубоко изучал этот и многие другие вопросы, работая с иммунной системой на уровне отдельных молекул, пытаясь понять, как белые кровяные тельца могут вырабатывать столько разных антител к разным веществам. В вашем организме миллиарды лейкоцитов, вырабатывающих антитела (они называются В-клетки), и, включаясь, каждый из них может производить миллионы молекул антител в минуту.

Каждая отдельная В-клетка вырабатывает только одну специфически направленную форму антител. Но поскольку В-клеток в вашем организме миллиарды, вы можете производить антитела к миллиардам целей.

Антитела – это белки, большие и сложные молекулы, гораздо более крупные, чем большинство лекарств (старые лекарства, те, которые большинство химиков создавали до 1975 года, теперь называются «мелкомолекулярными препаратами»). Молекулы антител имеют форму буквы «Y», а концы двух рукавов в верхней части – это места, которыми антитело цепляется за захватчика. Эти липкие концы точно подогнаны к какому-то участку вторгшегося вещества, как при крепком рукопожатии. Чтобы они приклеились, посадка должна быть очень точной. Разница в несколько атомов может разрушить связь. Однако как только связь установлена, она приводит в действие другие части иммунной системы, и – бинго! – захватчик уничтожен.

В лаборатории Мильштейна пытались понять, как организм вырабатывает антитела с такой точностью, и команда ученого искала способы выращивания В-клеток вне организма для более тщательного изучения. Это привело их к антителообразующим клеткам, раковым – клеткам миеломы, потому что в то время как нормальные белые кровяные клетки перестают размножаться и отмирают через некоторое время после выхода из организма, раковые клетки могут продолжать расти вечно. Они не знают, когда остановиться, – это и делает их раковыми. Это также делает их отличным материалом для лабораторных