Двуликий вирус
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР выдал диплом на открытие двум ученым: действительному члену Академии медицинских наук Виктору Михайловичу Жданову и кандидату медицинских наук Гедиминасу Чепулису. А вот и суть открытия: экспериментально установлено не известное ранее явление потери естественной устойчивости к миксовирусной (например, гриппоподобной) инфекции животными, восприимчивыми (толерантными) к антигенам чужеродных незараженных клеток при наличии этих антигенов в структуре миксовирусов.
Номер диплома — 72. Это значит, что прежде был выдан лишь 71 диплом на научное открытие по всем (!) областям науки.
В вирусологии диплом об открытии выдается лишь второй раз за полувековую историю советской науки.
Речь, стало быть, идет не об «очередном» научном изыскании, но о работе, выходящей за рамки того круга событий в науке, которые привлекают внимание лишь специалистов.
Что же скрывается за формулировкой открытия?
«...явление потери естественной устойчивости к миксовирусной инфекции...»
Эти миксовирусы за последнее время привлекают все более пристальное внимание ученых. От других своих соплеменников в царстве вирусов они отличаются спиральным строением так называемого нуклеокапсида — тела вируса, состоящего из рибонуклеиновой кислоты и белка, и еще тем, что все они вызывают непродолжительные, но острые и нередко тяжелые заболевания верхних дыхательных путей.
Именно миксовирус, пренебрегая государственными границами и пользуясь самыми скоростными средствами сообщения, вламывается в большие и малые страны, на целых континентах устраивает свои разорительные «пиршества».
Грипп! Это — одни из самых важных «участков работы» миксовируса. Нет нужды напоминать об опустошительной эпидемии «испанки», которой в 1918 году переболело в мире 550 миллионов человек. А ведь «испанка», унесшая миллионы жизней, была просто гриппом. Во время пандемии гриппа, бушевавшей в 1957 году, болели два миллиарда человек.
Но гриппом болеют не только люди. Болеют и животные, только своим собственным. Грипп бывает у свиней, лошадей, у гусей и уток. Причем люди не заражаются вирусом свиного или утиного гриппа. Никогда. Ни при каких обстоятельствах! Хотя внешне, в электронный микроскоп, эти вирусы почти неотличимы.
Вирус болезни Ньюкасла (о нем ниже пойдет речь, ибо он стал объектом исследований Г. Чепулиса и В. Жданова) поражает только кур, индеек, фазанов, голубей, павлинов. Но никогда эта болезнь, именуемая также ложной чумой кур, не бывает у белых мышей. Неоднократно ею пытались заразить мышей, но ничего не получалось. Ибо у белых мышей врожденный иммунитет к этому вирусу.
И ничто до сих пор не нарушало традиционных представлений о естественном иммунитете организма, об этом невидимом, но совершенно непреодолимом барьере. Уж если собаки не болеют чумой крупного рогатого скота, то никакими силами их болеть не заставишь. Антитела в организме собаки немедленно накидываются на пришельцев-вирусов. Они безошибочно угадывают несущие угрозу чужеродные белки-антигены и разными способами, то растворяя их, то склеивая в комочки — агглютинируя, очень быстро обезвреживают вирусов.
Но вот в 1944 году ученый Найт обнаружил у миксовирусов любопытное свойство. Они, оказывается, умеют в состав своей оболочки включать части клеток хозяина. Будучи стопроцентными паразитами, вирусы размножаются только внутри клеток живого организма. И покидая захваченную и разгромленную клетку, они, как настоящие грабители, прихватывают с собой белковые, углеводные и жировые частицы из уже разрушенного пристанища. Причем не включают эти приобретения в свой нуклеокапсид, а располагают на поверхности, как бы одеваются в награбленное добро.
Таким образом, вирусная частица оказывается в шубе или доспехах из клеточных белковых структур, свойственных тому животному, в котором вирус паразитирует.
Без малого двадцать пять лет прошло после того, как Найт «уличил» миксовирусы в присвоении чужого добра. За это время подобные наклонности были замечены и за некоторыми вирусами, вызывающими рак. Но вот зачем это вирусу?
Рабочая гипотеза, которую построили В. Жданов и Г. Чепулис, вкратце сводилась к следующему: организм воспринимает частицы своих собственных клеток как нечто родное, и поэтому, став «шубой» вируса, такие частицы служат как бы дымовой завесой, под прикрытием которой он проникает в клетку. Ну, а здесь он уже не стесняется! Сбросив защитную шубу, вирус в сокрушительном темпе приступает к размножению и разрушению клеток.
Для эксперимента исследователи избрали вирус болезни Ньюкасла (ложная чума кур) и белых мышей, которые, как уже говорилось, совершенно невосприимчивы к этому заболеванию. Их задачей было: заразить мышь куриной болезнью. А ведь курица и мышь принадлежат к разным классам животного мира!
Начали Г. Чепулис и В. Жданов с обходного маневра.
Организм обладает естественным иммунитетом. Но — возникает он у разных видов животных и у человека в разные сроки. Например, у белых мышей защитные иммунные реакции обнаруживаются через 48 часов после рождения. И мышиный эмбрион и новорожденный мышонок (как и только что родившийся ребенок) воспринимают чужеродный белок относительно спокойно.
В этом и заключалась лазейка для того, чтобы обойти иммунитет и «приучить» мышей к чужим для них куриным антигенам. Ученые делали вливание новорожденным белым мышам. Крохотные, размером меньше наперстка, мышата получали порцию чужеродных белков, содержавшую целый букет из различных тканей и органов невылупившегося цыпленка. Теперь оставалось ждать несколько месяцев, пока мышата вырастут, чтобы проверить, появилась ли у них нечувствительность к куриным белкам.
Но вот время подошло. Можно приступить к решающей стадии эксперимента. Под легким эфирным наркозом мышам в нос закапали солидную дозу вируса болезни Ньюкасла. В нос, ибо ложная чума кур, подобно другим миксовирусным заболеваниям, поражает дыхательные пути.
Теперь, если гипотеза верна, толерантные — «знакомые» с чужим куриным белком мыши должны заболеть ложной чумой кур. Ведь клеточные частицы куриных эмбрионов, находящиеся на поверхности вируса, не будут встречены в штыки организмом мыши. И тогда вирус проникнет в ее клетки с такой же легкостью, с какой он это делает в организме своих законных хозяев — кур, индеек, цесарок.
На третий-четвертый день после введения вируса некоторые подопытные мыши начали погибать. И это — при полнейшем процветании контрольных животных. Казалось бы, верный признак болезни. Но для вирусолога это не доказательство. Нужно обнаружить вирус, убедиться в его активности, увидеть обезображенные им клетки.
И вот вирус обнаружен! Обнаружен у мышей, которые никогда не болели ложной чумой. кур. И не могли болеть.
Однако этого мало. Вернемся на момент к исходной гипотезе. Ученые исходили из того, что миксовирус включает в свою «шубу» клеточные элементы тех животных, в которых он паразитирует. Первые пришельцы пробились только потому, что попали в организм предварительно «обработанных» животных — с наведенной толерантностью.
Но вот вирус проник в клетки мыши. Он сбросил ненужную ему теперь шубу, и началась штамповка себе подобных. Трудно подобрать другое определение для процесса размножения вирусов. Это одновременно и штамповка деталей, и сборка из них готовых вирусов.
Разломав все в одной клетке, вирусы перебираются в другую, где все начинается сначала и т. д. Однако, уходя, они не забывают соорудить себе «шубу». Из чего же «сшита» она теперь? Ведь миксовирусы пользуются готовыми блоками клеток хозяина, а хозяин теперь другой — белая мышь. Стало быть, вирусы приобрели теперь в качестве доспехов совсем другие белки, углеводы и липиды. Мышиные.
А если это так, то в новой одежде вирус способен заразить и обычную белую мышь. Не толерантную. Не знакомую с белковыми структурами куриного эмбриона.
Для проверки и этого предположения небольшую дозу вируса, взятого из дыхательных путей больной мыши, ввели обычному животному, невосприимчивому к болезни Ньюкасле. И уже через трое суток ложной чумой кур заболело животное, обладающее устойчивым врожденным иммунитетом к ней.
Это больше чем парадокс, это удивительно.
Об этом красивом эксперименте мне рассказывает Гедимниас Чепулис, или Гедас, как все зовут его в Институте вирусологии. Говорит он с легким акцентом. Он литовец. Молодой кандидат медицинских наук проделал всю работу под руководством Виктора Михайловича Жданова.
Мне понятна радость молодого ученого. Ведь здесь эксперимент подтвердил теоретическую гипотезу — сугубо умозрительную. Никто не видел на живом вирусе, как в действительности размещается на поверхности вируса тот видоспецифический клеточный антиген, который словно отмычкой взламывает «двери», ведущие в клетку. В электронный микроскоп ученые видят не живой материал, а специально приготовленный препарат. К тому же поток электронов смертелен для вирусов. На вирусных же «трупах» в препарате много смещено, искажено. Да и вообще, речь идет о существах молекулярного размера. Диаметр рибонуклеопротеида миксовирусов 50-60 ангстрем.
С изображенным здесь миксовирусом многие знакомы весьма близко. Так выглядит (при увеличении в 200 000 раз) вирус гриппа А-2 (Гонконг-69). Первое фото — после размножения в курином эмбрионе.
Второе фото — у больного гриппом. Снимки сделаны в электронный микроскоп кандидатом медицинских наук А. Ф. Бочаровым и Ю. В. Мозолюком.
Успешно завершенное исследование пролило свет на ряд обстоятельств, связанных с огромной изменчивостью вирусов гриппа. Доказано, что даже при так называемой вирусемии, когда в крови много вирусов, ответная иммунная реакция, ответная выработка антител может не последовать. Наконец, важное значение имеет установление биологической роли клеточных частичек, в которые облекается миксовирус, — его троянского коня.
Внутренняя часть вирусной частички — это нуклеокапсид, облеченный в белковую мембрану. А сам нуклеокапсид— спирально свернутая рибонуклеиновая кислота, и еще как бы облепленная белковыми частицами. На белковой оболочке-мембране выстроился гемагглютининовый частокол — торчащие во все стороны полые трубки из аморфного белка и углеводов. Поверх всего этого миксовирус еще одевается в доспехи из готовых клеточных структур.
Ф. Городинский
«Знание-Сила» №7 1970 год
*** |
