Вирусная теория происхождения злокачественных опухолей м 1946
Обнаружение вирусов в целом ряде злокачественных опухолей, таких как, саркома Капоши, рак шейки матки, рак печени и др. позволило Л.А. Зильберу в 1945 году сформулировать теорию вирусной природы рака. Основным постулатом этой теории является утверждение о том, что геном клетки может нарушаться вследствие активации ингегрированной в него ДНК вируса.
Как известно, вирус представляет собой генетический материал (ДНК или РНК), запакованный в белковую оболочку. Встраиваясь в геном нормальной клетки, он заменяет ДНК (или РНК) клетки, что вызывает генерацию самой клеткой новых копий вируса.
Согласно вирусной теории рака, геном опухолеродного вируса интегрируется в геном нормальной клетки, что вызывает её бесконтрольное деление. Геном вируса, встроенного в ДНК клеток хозяина был назван провирусом. В 70-е годы 20-го столетия в некоторых РНК-содержащих вирусах были обнаружены гены, необходимые для превращения нормальной клетки в опухолевую. Эти гены были названы онкогенами или трансформирующими генами вирусов - v-onc. В дальнейшем копии или аналоги вирусных онкогенов были найдены в геномах нормальных клеток человека и животных, а также была экспериментально доказана способность онкогенов клеток теплокровных встраиваться в геном вируса. В настоящее время большинство онкогенов идентифицировано, установлена их химическая структура, локализация в хромосомах, а также выявлены белки - продукты активности этих генов (табл. 3).
Обнаружено несколько типов вирусов вызывающих возникновение злокачественных опухолей у человека. Среди них вирус папиломы человека (провоцирует развитие рака шейки матки), вирус гепатита В (приводит к гепатоцеллюлярному раку печени), вирус иммунодефицита человека (причина развития саркомы Капоши), вирус Т-клеточного лейкоза человека - ATLV (adult T-cell leukemia virus), вирус Эпштейна-Барра из группы вирусов герпеса, являющийся весьма вероятным этиологическим фактором лимфомы Беркитта и некоторые другие.
Таблица 3. Наиболее значимые онкогены и продукты их активности
Ген PDGF - фактора роста тромбоцитов
sis - онкоген вируса саркомы обезьян
Ростовой фактор, аналог фактора роста тромбоцитов
Ген EGF-R - рецептора эпидермального фактора роста
erbB - онкоген вируса эритробластоза птиц
"Обезглавленный" рецептор фактора роста, непрерывно посылающий сигналы к пролиферации
C-ras - ген белка, входящего в систему передачи сигнала в клетку
ras - онкоген вируса саркомы и многих опухолей животных и человека
Цитоплазматический активированный передатчик сигналов в клетку, ведущий к ее пролиферации
c-src - ген тирозинкиназы, критического звена в системе передачи сигнала в клетку
src - онкоген вируса саркомы птиц и млекопитающих
Активированный передатчик сигналов в клетку, ведущий к ее пролиферации
c-myc - ген ядерного транскрипционного фактора
myc - онкоген вируса лейкоза птиц и многих опухолей человека и животных
Ядерный фактор, активность которого ведет к непрерывному делению клеток
Первый онкоген был открыт в 1978 г., его назвали src от слова "саркома". Этот проонкоген кодирует фермент протеинкиназу Src, повышение активности которой превращает нормальные клетки в раковые. Однако при изучении гена src было обнаружено, что этот ген не играет никакой роли в жизни тех вирусов, которые его содержат, но тогда откуда в вирусах взялся ненужный им ген? Оказалось, что ген src не заносится в геном клеток вирусами, а всегда присутствует в клетках человека. Однако в норме этот ген находиться в "молчащем" состоянии, т.е. на нем не синтезируется мРНК и не производится белок. Но если этот ген внесен вирусом, то он начинает работать. Было показано, что включение гена src в геном вируса меняет регуляцию работы этого гена. В геноме вируса перед геном src оказывается очень активный вирусный промотор (последовательность нуклеотидов в ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой, начало транскрипции), наличие которого и делает ген src онкогеном. После встраивания его в таком виде в геном нормальной клетки онкоген начинает активно работать, что приводит к синтезу фермента (рис. 7). Необходимые промоторные участки содержатся в больших терминальных повторах ДНК-копий РНК-содержащих вирусов. В роли активатора структурных генов могут выступать мобильные генетические элементы, способные перемещаться по геному и встраиваться в различные его участки. Они называются транспозирующими элементами генома или энхансерами (enchancer - усилитель). Энхансеры активируют транскрипцию структурного гена, зачастую находясь на расстоянии многих тысяч пар нуклеотидов от него, а иногда они могут быть встроены в хромосому после гена. Подобный образом, например, активируется и затем транскрибируется ген тус.
Помимо src в последние годы было обнаружено ещё несколько десятков подобных онкогенов, которые присутствуют в геноме нормальных клеток позвоночных и играют важную роль во время эмбрионального развития, когда необходимо частое деление клеток. По мере развития организма работа этих генов блокируется регуляторными системами клеток. Но когда эти гены начинают активно работать в клетках взрослого организма, происходит значительный рост пролиферации этих клеток и как следствие развитие опухоли.
Рисунок 7. Схема процесса активации протоонкогена в результате вставки промотора.
Прямая роль вирусов в возникновении злокачественных и доброкачественных опухолей человека доказана пока лишь в единичных случаях и концепция о едином механизме канцерогенеза, связанным с провирусами, не нашла своего подтверждения. В настоящее время вирусная теория канцерогенеза рассматривается как частный случай, а общим механизмом в возникновении опухолей считается преобразование собственных клеточных генов (протоонкогенов) в онкогены путем их активации.
Следует отметить, что даже в случаях доказанной вирусной природы опухоли нет оснований подозревать заразность заболевания. Вирусы, которые считаются причиной возникновения некоторых форм рака животных и человека не передаются контактным путем.
нейрохирург не всегда о нейрохирургии
- Получить ссылку
- Электронная почта
- Другие приложения
Лев Зильбер - первым сформулировал вирусогенетическую теорию происхождения опухолей и заложил основы иммунологии рака.
В декабре (2008 г.) в Стокгольме объявляли лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2008 год. Ими стали сразу трое ученых: немец Гарольд цур Хаузен и французы Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье. Цур Хаузен почти четверть века назад пошел против существующей в науке догмы. Он предположил, что онкогенный вирус папилломы человека вызывает рак шейки матки у женщин, и оказался прав. Была изобретена, опробована и стала массовой первая в истории вакцина против рака.
Однако еще полвека назад, в 1944-м году, вирусную теорию рака своими опытами за колючей проволокой подтверждал русский бактериолог и вирусолог Лев Зильбер. Его судьба, как и отстаиваемая им теория, и сегодня кажутся невероятными.
В химической "шарашке" он отбывал уже третий по счету срок. И здесь тайно на тонком листке папиросной бумаги карандашом микроскопическими буквами он писал свою теорию.
На тюремном свидании он тайно передал бывшей жене - бактериологу Зинаиде Ермольевой - свернутую в крошечную пуговицу вирусную теорию рака. И случилось невероятное - Лев Зильбер вышел на свободу в 1945 году.
Его статья о раке была опубликована в "Известиях". Но в 40-е годы и вирусологи, и онкологи придерживались иной теории. Лишь позже, в 50-60-е годы, пионер вирусологии и иммунологии Лев Зильбер нашел себе сторонников. Он мечтал создать вакцину против рака, но не успел…
Прошло более полувека, и первая вакцина против рака (рака шейки матки) была создана и дала чудесные результаты, сохраняя здоровье женщин. Ее создание было бы невозможно без понимания вирусной природы заболевания, без вирусогенетической теории рака, открытой Львом Зильбером.
Сейчас в нескольких странах мира, в том числе и в так называемых "пилотных" регионах России, началась вакцинация женщин.
За несколько дней до своего ареста Лев Зильбер, директор Бакинского института микробиологии приехал в Баку из Нагорного Карабаха. Вместе с участниками своей экспедиции он вернулся победителем. Там, в Гадруте, маленьком горном селении Зильберу удалось остановить эпидемию чумы, не дать этой страшной болезни распространиться по всей республике.
Когда началась эпидемия, к Зильберу обратился уполномоченный НКВД. Стало известно о диверсантах, переброшенных из-за рубежа и орудующих в районе. Они достают чумные трупы и распространяют заразу. Когда члены экспедиции осмотрели могилы умерших, казалось, предположение о диверсии подтвердилось – в 3 из 10 могил оказались тела с отрезанными головами без сердца и печени.
По приказу Зильбера всех жителей селения изолировали, дома обработали ядовитым газом, от которого погибало все живое вместе с бактериями. Уже через 2 недели эпидемия была остановлена, а чуть позже раскрылась и тайна разоренных могил.
Местный учитель рассказал Зильберу легенду о древнем горском обычае. Если умирают один за другим члены одной семьи, это значит, что первый умерший жив и тянет всех к себе в могилу. Надо привести на могилу коня и дать ему овса. Если он станет есть, значит, в могиле живой – его надо убить, голову отрезать, взять сердце, печенку, нарезать кусочками и дать съесть всем членам семьи.
Причина быстрого распространения болезни оказалась там, где никто не ожидал, - дикий обычай горцев. Никакой диверсии не было, но именно в диверсии обвинили Зильбера по возвращении в Баку. Дескать, из экспедиции он привез с собой бактерии чумы с целью заразить население. Тогда, не подписав ни одного обвинения, Зильбер пробыл в заключении 4 месяца. Его спасло заступничество Максима Горького.
К знаменитому писателю с письмом обратился его литературный крестник, младший брат Льва Зильбера писатель Вениамин Каверин. В 1931 году Лев Александрович вернулся в Москву, и вскоре создал там первую в стране Центральную вирусологическую лабораторию.
Весной 1937 года на Дальнем Востоке распространилась смертельная болезнь. Она поражала мозг человека, его центральную нервную систему. Из 10 заболевших умирало 4. Эпидемия угрожала не только местному населению, но и частям Красной армии, расположенным в тайге. По личному распоряжению Ворошилова Зильбера назначили руководителем первой специальной таежной экспедиции.
Уже на третий день работы после разговора с первой заболевшей у Льва Александровича появилась догадка. Он скрупулезно сравнивал факты, изучал истории болезней и нашел в них закономерность: люди заболевали чаще всего весной, а до заражения работали в тайге. Зильбер предложил коллегам свою гипотезу: возбудитель болезни – вирус, а переносит его обыкновенный таежный клещ. Фактов для научного обоснования не было, версия казалась слишком простой и появилась она так стремительно, что никто из сотрудников ему не поверил.
Но болезнь продолжала распространяться, нужно было срочно защитить людей от смертоносной заразы, и Зильбер принял решение сам. Он отправил телеграмму маршалу Блюхеру, в которой советовал солдатам в воинских частях ежедневно осматривать друг друга и удалять с одежды клещей. Командарм, не сомневаясь, отдал приказ войскам, и эта простая мера спасла от заражения тысячи людей. А Зильбер с коллегами еще 2 месяца сутками напролет в глухой тайге работали над выделением самого вируса энцефалита. И сделали это первыми в мире.
Это был грандиозный успех нашей вирусологии. Экспедиция Зильбера вернулась в Москву с победой. И вдруг, как и 6 лет назад, - нелепейший донос и дикое обвинение: Зильбер – шпион, он намеренно завез вирус в столицу, чтобы заразить ее жителей.
На этот раз признания добивались пытками, голодом, бесконечными ночными допросами. Ему сломали ребра, отбили почки, но так и не получили ни одной подписи под протоколом. Он выстоял, не сломался, не оговорил себя, и это спасло ему жизнь.
В 1940 году Лев Зильбер был снова арестован - и снова по доносу. На слушании дела ему не дали сказать ни слова. Его обвинили по четырем пунктам 58-й, каждый из которых уже грозил расстрелом. Но Зильбер опять ничего не подписал, и только крикнул отчаянно в зале суда: "Когда-нибудь лошади будут над этим смеяться!" Его приговорили к 10 годам лагерей.
Это было самое тяжелое заключение Льва Зильбера. Он едва не погиб от истощения и непосильного труда. Его спас случай и медицинское образование: он удачно принял роды у жены начальника лагеря, и вскоре стал заведовать лазаретом, при котором создал небольшую научную лабораторию.
Там, за полярным кругом, в зоне тундры и вечной мерзлоты Зильбер сумел справиться с пеллагрой, страшной болезнью, косившей заключенных без разбора. Его идея была простой: выращивать на ягеле, которым питались олени, дрожжи - ценнейший источник витаминов и белков?
В маленькой лаборатории при лазарете врач Лев Зильбер вырастил дрожжи и создал новое лекарство, антипеллагрин. Одна инъекция творила чудеса – поднимала полностью истощенных людей. А самое главное, в его лагере резко упала смертность. Зильбер с разрешения начальства организовал конференцию лагерных врачей, на которой рассказал о том, как бороться с пеллагрой. А буквально на следующий день после конференции - срочный вызов в столицу.
Как и в 1931 году, Лев Зильбер надеялся на освобождение. Эта надежда рухнула сразу же после разговора со следователем. Ему предложили заняться бактериологией, но вовсе не той, о какой он мог мечтать. Зильберу предложили руководить лабораторией, изучающей средства бактериологической войны. Он отказался сразу – не помогли ни уговоры, ни угрозы. И тогда, ничего не добившись, его отправили в химическую "шарагу".
В "шараге" в нем снова заговорил ученый. Его давно привлекала онковирусология. Благо, были необходимое оборудование и время. Это не зона, где он был вынужден добывать крыс и мышей за махорку. Зильбер провел сотни опытов.
Для проникновения в тайну раковых опухолей сначала нужно было изучить сам механизм взаимодействия вируса и клетки. В своих поисках он опирался на идеи Николая Гамалея, основоположника отечественной микробиологии и эпидемиологии, и работы Владимира Хавкина, создателя первой вакцины против холеры. Хавкин выяснил, что паразиты, попадая в протоплазму инфузорий-туфелек, быстро погибают. Однако те из них, которые, все же, достигают ядра, оказываются защищенными и сами вызывают гибель хозяина. Николай Гамалея пошел дальше и допустил, что могут существовать опухолеродные вирусы, размножающие в клеточных ядрах и поражающие наследственную часть клетки. Зильбер поставил себе задачу найти и выделить этот самый вирус.
Среди онкологов того времени вирусная теория происхождения рака была непопулярна, да и доказательств у нее не было. Ни из одной опухоли человека до сих пор не удалось выделить опухолеродный вирус. А опухоли животных можно вызывать разными факторами, так что здесь вирус, скорее всего, не причем. Но Зильбера это не останавливало. Он продолжал ставить все новые и новые опыты, перенося клетки опухоли на здоровых животных, пытаясь доказать, что вирус – универсальная причина рака.
Работая над вирусной теорией рака, он чувствовал правоту своей идеи, но пока не мог ее доказать – ему никак не удавалось выделить сам вирус, порождающий опухоль. Удача пришла неожиданно. Случайно погибла одна из подопытных крыс, и при вскрытии Зильбер обнаружил у нее маленький узелок молодой опухоли. Он отфильтровал зараженные клетки и перенес полученный экстракт на здоровую крысу. Через некоторое время у нее начала расти опухоль. Зильбера осенила догадка: вирус может присутствовать в опухолях только на ранних стадиях – он лишь запускает процесс болезни, а затем исчезает.
Зильбер ставит новые опыты, теперь только с молодыми опухолями, и получает положительные результаты. Главный принцип его гипотезы – вирус не противостоит хозяйской клетке, не размножается в ней – он взаимодействует с ней, меняет ее наследственное свойство, превращая в опухолевую, а затем исчезает.
Лев Зильбер стоял на пороге великого открытия, но не имел возможности донести его до коллег. В лаборатории он находит несколько листов папиросной бумаги и микроскопическими буквами записывает на них свою теорию, надеясь передать записку на очередном свидании. В то время свидания с ним разрешались один раз в 2-3 месяца. Вместе с младшим братом - писателем Вениамином Кавериным Льва посещала любящая его женщина, первооткрывательница советского пенициллина Зинаида Ермольева. Получившая Сталинскую премию за борьбу с холерой в Сталинграде, Ермольева пользовалась огромным доверием власти и обладала невероятной энергией.
Несмотря на то, что когда-то давно их семейная жизнь не сложилась, она не только продолжала любить Льва Зильбера, но и оставалась его близким другом. В самые тяжелые годы, рискуя карьерой и жизнью, она вела титаническую борьбу за его освобождение. И тогда, когда его взяли по доносу в 1937 году, и теперь, когда по тому же доносу его взяли вновь в 1940 году.
Прошло почти 5 долгих и трудных лет его третьего заключения прежде чем на очередном свидании с братом и бывшей женой Зильберу удалось сунуть в руку Ермольевой листочки папиросной бумаги, скрученные до размеров пуговицы. Это была его вирусная теория рака.
Зинаида Ермольева прочитала записку, но почти ничего не поняла в ней – статья пугала своей новизной. Однако она, все же, решилась на очередной отчаянный шаг. В 10 утра 21 марта 1944 года в Кремль на имя Иосифа Сталина было передано письмо о невиновности Льва Зильбера, подписанное виднейшими учеными страны. На конверте Зинаида Ермольева пишет всего одно имя – главного хирурга Красной армии Николая Ниловича Бурденко, с которым она хорошо знакома. На всех фронтах шло генеральное наступление, Иосиф Сталин не мог оставить без внимания письмо главного хирурга армии.
И произошло невероятное. 21 марта в тот же день, когда письмо легло на стол в приемную вождя, Льва Зильбера освободили. Это случилось накануне его 50-летия.
17 января 1945 года в газете "Известия" профессор Зильбер опубликовал заметку "Проблема рака", в которой популярно изложил свою концепцию. Он понимал исключительную важность для человечества решение загадки рака, и осознавал, какой будет реакция на его вирусную теорию, если публикация состоится в научной прессе. И вирусологи, и онкологи в своем подавляющем большинстве в то время еще не были готовы принять главную идею теории Зильбера – вируса-индуктора, а не вируса-мотора инфекционного процесса.
Еще долгие годы Зильбер в одиночку будет искать практические доказательства своей теории. И только в 60-х у него появятся последователи.
К этому времени он создаст новую научную дисциплину - на стыке иммунологии и онкологии, опубликует множество работ о вирусном происхождении рака, будет избран членом Академии медицинских наук СССР, членом Королевского общества Великобритании, Академии наук США, членом Ассоциации онкологов Бельгии, Франции, будет удостоен Государственной премии СССР. Единственное, чего он не успеет, но о чем будет мечтать все эти годы - это создать вакцину против рака.
Вирусную теорию опухолевого роста впервые выдвинул в начале XX века Боррель (Франция).
В 1910 году, когда опухолеродные вирусы еще не были известны, наш великий соотечественник И. И. Мечников писал: «Одна из. причин злокачественных опухолей приходит извне, падая на почву организма, особенно благоприятную для их развития. Отсюда является вероятность, что существует какое-то заразное начало этих опухолей, которое, подобно заразам инфекционных болезней, состоит из мельчайших организмов, попадающих в наше тело из внешнего мира. Неисчислимые попытки найти этих микробов рака до сих пор терпели полнейшую неудачу. Пока приходится мириться с тем, что микроб рака принадлежит к числу тех заразных начал, которые не могут быть обнаружены даже сильнейшими увеличениями самых лучших микроскопов.
Уже через год, в 1911 году, американскому ученому П. Раусу впервые удалось получить экспериментальное подтверждение вирусной теории злокачественных опухолей. Он приготовил из саркомы грудной мышцы курицы породы плимутрок суспензию, профильтровал ее через особый фильтр, не пропускающий клеток, и ввел другим курам. У них, к удивлению самого экспериментатора, возникли опухоли. Впоследствии Раус показал, что другие куриные опухоли удается также перенести здоровым птицам бесклеточными фильтратами. И хотя эти данные были многократно подтверждены учеными Японии, Америки, Германии, Франции, они не могли еще поколебать общего пессимизма по отношению к вирусной теории рака.
Но спустя 23 года, в 1933 году американец Шоуп обнаружил у диких белохвостых кроликов в Канзасе доброкачественные опухоли — фиброму и папиллому; бесклеточные фильтраты этих опухолей вызывали подобные опухоли и у диких, и у домашних кроликов.
Особенно интересной оказалась папиллома Шоупа. У некоторых кроликов она превращалась в злокачественную опухоль кожи — карциному. Вирусная папиллома кроликов привлекла к себе внимание исследователей. Еще бы, она была первой вирусной опухолью млекопитающих! Здесь уже не приходилось говорить об исключении. Но это были еще только первые шаги вирусной теории рака.
И все-таки, хотя в предвоенные годы было открыто еще несколько опухолевых вирусов, большинство онкологов продолжало оставаться сторонниками химических теорий рака. Да и как могло быть иначе, если громадное большинство экспериментальных опухолей вызывали канцерогенные вещества, а вирусы в них обнаружить не удавалось? Опухоли же человека вообще были загадкой. И поразительный факт, установленный Биттнером, — чувствительность мышей к вирусу, вызывающему опухоль, лишь в первые дни их жизни — был совершенно забыт…
Однако, хотя вирусную теорию разрабатывало сравнительно немного ученых, в эти годы был получен ряд фундаментальных данных. Так, ученые изучили свойства опухолеродных вирусов, и некоторые из них получили в чистом виде. Удалось показать, что, по-видимому, действие опухолеродных вирусов очень специфично: вирус, вызывающий опухоли молочных желез, действовал только на молочные железы и только у мышей, причем у мышей лишь определенных линий.
Однако наиболее интересным было открытие Рауса и Барда (США). Они показали, что папиллома Шоупа может превращаться в карциному — злокачественную опухоль, и при этом вирус исчезает! Введенные кроликам фильтраты карциномы, вызванной вирусом, неспособны были вызвать опухоль. Вирус содержался лишь в клетках папилломы. Важность этих фактов ясна. Результат исследования зависит от стадии, на которой взята опухоль. Если эта папиллома — вирус обнаруживается, если карцинома — вируса в ней уже нет.
Куда же делся вирус? Какова его роль в росте клеток злокачественной опухоли? Это были главные вопросы, на которые ученым нужно было дать ответ. А что, если в человеческих опухолях имеется подобная ситуация? Может быть, и в них на ранних стадиях можно обнаружить вызвавший их вирус? Ведь многие опухоли поначалу бывают доброкачественными, а затем перерождаются в злокачественные!
Но отложим обсуждение этих вопросов на некоторое время. В 30—40-е годы у ученых было еще слишком мало фактов, а фронт исследовательских работ был еще очень узок.
Свое второе рождение вирусная теория рака получила в 1950 году, когда Людвиг Гросс (США), ученик замечательного русского ученого Безредки, выделил вирус, вызывающий у мышей определенный вид белокровия (лейкемии).
Бесклеточные фильтраты таких опухолей вызывали лейкемию лишь в том случае, если их вводили мышам в возрасте не старше одного дня. Удалось показать, что вирус лейкемии может передаваться потомству как через молоко, так и через яйцеклетку. После этих работ Гросса онкологи наконец-то поняли важность использования новорожденных животных в опытах.
Работы по вирусной теории рака посыпались как из рога изобилия. Десятки, сотни ученых во многих странах мира стали участвовать в разработке этой проблемы. Биологи самых различных специальностей спешили внести в нее свою лепту. Были, открыты новые вирусы лейкозов. Они отличались от вируса Гросса, вызывали различные формы лейкозов у мышей. Сейчас их известно около 20. Всего же к 1962 году было открыто около 30 опухолевых заболеваний растений, животных и человека, вызванных вирусами.
Одним из самых замечательных достижений вирусной теории рака было открытие в 1957 году американскими учеными Саррой Стюарт и Бернис Эдди вируса полиомы. Они выделили его из опухолей околоушных слюнных желез мышей, применяя метод тканевых культур. При введении этого вируса новорожденным мышам у 50—100% животных спустя примерно 6 месяцев возникают множественные опухоли. Стюарт и Эдди насчитали 23 различных вида злокачественных опухолей: опухоли слюнных желез, почек, легких, костей, кожи, подкожной ткани, молочных желез и т. д.
Не только мыши оказались чувствительными к действию этого вируса; разнообразные опухоли возникали и у крыс, и у золотистых сирийских хомячков, и у морских свинок, и у кроликов, и у хорьков. Поразительно широкий спектр действия! Кажется, что вирус полиомы отучил онкологов удивляться чему-либо.
Особенно чувствительными к нему оказались золотистые хомячки. Опухоли почек возникали у новорожденных животных уже спустя примерно 10 дней после введения им вируса.
Ни одно канцерогенное химическое вещество не обладало такой силой воздействия. Самым поразительным оказалось то, что из опухолей хомячков, как правило, а часто и из опухолей мышей, крыс и кроликов выделить вирус не удавалось. Вот здесь-то и вспомнили вирусную папиллому Шоупа кроликов — там при превращении папилломы в злокачественную опухоль выделить вирус, вызвавший ее, тоже не удавалось под влиянием вируса полиомы злокачественные опухоли возникают сразу, а активного вируса выделить из них не удается.
Может быть, опухоли людей сходны с полиомными опухолями, и все неудачи выделить из них вирус обусловлены теми же причинами, что и при полиомных опухолях хомячков?
Куда же девается вирус в полиомных опухолях, какова его судьба и роль в дальнейшей жизни опухолевой клетки? Что происходит с вирусом после того, как он превращает (трансформирует) нормальную клетку в опухолевую?
Нужно ли говорить, что механизм исчезновения вируса (маскировка вируса) — ключевой вопрос проблемы рака? Было сделано много догадок, предложено много гипотез, но подтвердить их, увы, не удавалось…
В 1954 году советские ученые Л. А. Зильбер и В. А. Артамонова показали, что если смешать в пробирке вирус папилломы Шоупа с экстрактом из вызванной им карциномы, то уже через 30—40 минут вирус полностью теряет способность образовывать папилломы. Изучая свойства этого фактора опухолевой ткани, блокирующего вирус, ученые установили, что он представляет собой особый белок, причем свойством блокировать вирус Шоупа обладал лишь белок карциномы Шоупа. Белки других опухолей кроликов этим свойством не обладали. Действие здесь было строго специфичным. Следовательно, отсутствие вируса в карциноме Шоупа может быть обусловлено… блокировкой его белками этой же опухоли!
Исследования последующих лет показали, что описанный механизм маскировки не единственный.
Мы говорили уже, что обнаружить вирус, вызвавший полиомные опухоли, как правило, не удается. В ряде таких опухолей не удалось не только обнаружить вирус, но и какие бы то ни было его следы. Однако сами опухоли росли, клетки их размножались. И хотя вируса в них уже не было, они продолжали оставаться злокачественными.
Л. А. Зильбер (СССР) выдвинул теорию, названную вирусогенетической, которая позволяет объяснить механизм действия опухолеродного вируса. По этой теории вирус наследственно превращает нормальные клетки в опухолевые, но не играет роли в развитии и росте опухоли (иными словами, в последующем размножении уже образовавшейся опухолевой клетки). Само же превращение нормальной клетки в опухолевую обусловлено нуклеиновой кислотой вируса (его наследственным веществом) или, как сейчас принято говорить, генетической информацией вируса, инкорпорированной (введенной) в генетическую информацию клетки.
Японский ученый И. Ито в 1961 году выделил нуклеиновую кислоту из карциномы Шоупа (опухоли, как мы уже знаем, не содержащей вируса), которая вызывала типичные вирусные папилломы у кроликов. Казалось, что круг замкнулся. Теория подтверждена фактами, и ее можно принять как руководство к действию. Однако ни советские, ни американские ученые не смогли подтвердить эти факты в опытах как с полиомными опухолями, так и с самой карциномой Шоупа. В чем же дело? Возможно, в клетках вирусных опухолей находится не вся нуклеиновая кислота вируса, а только часть ее. Словом, нужны еще дополнительные опыты для окончательного суждения.
Много еще трудностей на пути вирусной теории. Рассмотрим некоторые из них.
Оказалось, что мало выделить вирус из опухоли, надо доказать, что именно выделенный вирус вызывает эту опухоль.
Однако хорошо еще, если выделенный вирус окажется уже известным, изученным — тогда ошибку установят быстро. Но представим себе, что из опухоли человека выделят ранее неизвестный инфекционный вирус. Задача идентификации его, которая встанет тогда перед исследователем, будет очень и очень трудной.
Интересно отметить, что и опухолевые вирусы могут поселяться в опухолях, вызванных другими агентами (вирусными или химическими), и размножаться в них. Так, вирус полиомы активно размножается в клетках лейкемических опухолей, а вирус лейкоза Граффи; по данным советских ученых В. Н. Степиной и Л. А. Зильбера, может накапливаться в опухолях молочных желез мышей, вызванных фактором молока. Интересно, что эти опухоли молочных желез, в которых накапливается вирус, уже не содержали фактора молока.
Однако оказалось, что его присутствие или отсутствие не безразлично для опухолевой клетки: вирус резко ускорял рост опухолевой ткани. В то же время присутствие вируса Рили не необходимо для роста опухоли: удается рядом методов освободить от него инфицированные опухоли, и их злокачественные свойства не утрачиваются от этого.
Впоследствии было доказано, что активировать покоящийся опухолеродный вирус у мышей могут самые разнообразные материалы, в том числе и экстракты человеческих опухолей. Значение этих работ очень велико. Значит, мало получить вирусную опухоль у подопытного животного экстрактом опухоли человека, надо еще доказать природу этого вируса, доказать, что выделенный опухолеродный вирус — опухолеродный вирус человека, а не активированный покоящийся вирус животного. Доказать же это очень и очень трудно, а на сегодняшний день — невозможно!
Но есть еще одна трудность, о существовании которой онкологи узнали лишь в 1961—1962 годах. Американские ученые показали, что вирус SV40, который очень широко распространен среди обезьян, хотя и не вызывает у них какого-либо заболевания, но образует злокачественные опухоли, если ввести его золотистым хомячкам.
Вирус SV40 оказался не единственным таким вирусом. Американский ученый Д. Трентин нашел, что человеческие вирусы — аденовирус тип 12 и 18, распространенные среди людей и не вызывающие у них какого-либо заболевания, вызвали злокачественные опухоли у золотистых хомячков! Интересно, что в обоих случаях самого вируса в вызванной им опухоли обнаружить не удалось.
Представьте себе обратную картину: у золотистых хомячков (или у каких-либо других животных — диких или домашних) имеется безвредный для них вирус, который будет вызывать опухоль у человека, причем сам в ней не будет обнаруживаться. В свете изложенных фактов это предположение не кажется невероятным. Значит, в природе могут существовать вирусы, которые ведут себя по-разному, в зависимости от того, в какой организм они попали.
Эти опыты удивительны еще и по другой причине. Уже классической стала истина, что опухолеродные вирусы обладают резко выраженной видовой и тканевой специфичностью. Классический пример — фактор молока Биттнера, который поражает только эпительные клетки молочных желез мышей, и то лишь определенных линий. Такая видовая и тканевая специфичность опухолеродных вирусов считалась их характерной отличительной чертой.
Но (как часто это слово уже употреблялось при обсуждении вирусной теории рака!) в 1957 году было сделано еще одно открытие. Советские ученые Л. А. Зильбер и И. Н. Крюкова и независимо от них Г. Я. Свет-Молдавский и А. С. Скорикова показали, что если вирус Рауса (вирус куриной саркомы) ввести под кожу новорожденным крысятам, то у них возникают множественные кисты, а затем и опухоли (подробно об этих кистах мы расскажем дальше). Это был поразительный факт. Надо учесть, что в это время вирус полиомы еще не был известен, а понятие о строгой видовой специфичности опухолеродных вирусов было записано во всех учебниках. Факты оказались верными! Их подтвердили ученые Швеции и Америки.
Было доказано, что вирус Рауса способен вызывать опухоли не только у крыс, но и у кроликов, морских свинок, мышей, золотистых хомячков и даже обезьян, причем самых разных видов. Иначе говоря, понятие о строгой видовой специфичности опухолеродных вирусов оказалось неверным. Вирус Рауса мог вызвать опухоли у животных не только другого вида, но даже другого класса.
Данные об отсутствии строгой видовой специфичности были получены и для других опухолеродных вирусов: вируса полиомы, почти всех вирусов лейкозов мышей, вируса опухолей почек лягушек. Если отсутствие строгой видовой специфичности характерно и для других опухолеродных вирусов, то, возможно, удастся выделить из опухолей человека вирус, который будет вызывать злокачественную опухоль у животных.
Но только ли опухоли могут вызываться онкогенными вирусами? Мы уже говорили, что вирус Рауса может вызвать у крыс образование кист. А еще в 1940 году замечательный американский ученый Франциско Дюран-Рейналс обнаружил, что если вирус Рауса вводить не курам, а куриным эмбрионам или очень молодым цыплятам, то у них образуются не опухоли, а поражения сосудов — так называемая геморрагическая болезнь, при которой разрушаются клетки кровеносных сосудов. Иначе говоря, в данном случае онкогенный вирус ведет себя как типичный инфекционный вирус!
Подобные факты были получены и для вируса полиомы. Важность их очевидна. Следовательно, выделенный опухолеродный вирус в ряде случаев вызывает у животного не опухоль, а заболевание, сходное с инфекционным и ничего общего с опухолью не имеющее.
Попытаемся суммировать факты, касающиеся вирусной теории.
А как же все-таки канцерогенные вещества? Каково их место? Не нарушают ли они сложное, но четкое построение вирусной теории? Существуют два возможных объяснения.
Первое — могут быть опухоли, возникновение которых обусловлено как канцерогенными веществами, так и вирусами. Второе — все опухоли вызваны вирусами, а канцерогенные вещества лишь способствуют проявлению, или, как принято говорить, активации опухолеродного вируса, бессимптомно (латентно) существующего в живом организме.
В 1945 году советский ученый Л. А. Зильбер показал, что в очень молодых опухолях мышей, вызванных химическим канцерогеном, можно было обнаружить агент, сходный по своим свойствам с вирусом. В довольно высоком проценте случаев этот вирус вызывал саркомы у мышей, предварительно обработанных очень малыми дозами канцерогенного вещества, которые не вызывали опухолей у контрольных животных. В зрелых же опухолях, вызванных тем же канцерогенным веществом, вирус обнаружить уже не удавалось.
Подобные результаты, но на другой модели, получили в 1959 и 1960 годах американские ученые Л. Гросс, М. Либерман и X. Каплан. Они показали, что из лейкемических опухолей мышей, вызванных лучами Рентгена, можно выделить вирусы, которые при введении их необлученным новорожденным мышатам вызывают у них лейкозы, идентичные исходным.
Таким образом, очевидно, что все эти примеры доказывают активацию опухолеродного вируса канцерогенными факторами.
Подобные факты были получены и для вируса папилломы Шоупа. А что, если и в других случаях, при возникновении опухоли под влиянием канцерогенных веществ, превращение нормальной клетки в опухолевую обусловлено вирусом, который активирован канцерогеном, а затем маскируется?
Мы уже говорили, что в ряде вирусных опухолей вирус, вызвавший опухоль, обнаружить не удается. Говорили мы и о вирусо-генетической теории Л. А. Зильбера, по которой наследственное превращение нормальных клеток в опухолевые обусловлено очень интимным вхождением нуклеиновой кислоты вируса в наследственный аппарат клетки, причем для последующего размножения уже образовавшихся опухолевых клеток зрелый вирус не необходим.
Это было показано не только для папилломы Шоупа и полиомы. В саркомах Рауса, например, вирус также не обнаруживается после 40 дней их роста в том случае, если они вызваны малыми дозами вируса, хотя опухоли при этом и продолжают расти. Даже такой вирус, как вирус Биттнера, который постоянно обнаруживается в вызванных им опухолях, может исчезнуть из них, и опухоль при этом не потеряет злокачественность даже после многих ее пересевов. Но если злокачественность клетки сохраняется после потери ее зрелого вируса, то, по вирусо-генетической концепции Л. А. Зильбера, нуклеиновая кислота вируса или ее фрагменты должны сохраняться в клетке, ибо именно они, а не зрелый вирус, и обусловливают злокачественность. Эту нуклеиновую кислоту вируса (либо ее фрагменты) или, как теперь принято говорить, дополнительную генетическую информацию, называют по-разному: одни неполным вирусом, другие — провирусом и т. д.
Однако если бы эту дополнительную генетическую информацию удалось выбить из наследственного аппарата клетки, то, по логике вирусо-генетической концепции Л. А. Зильбера, такая опухолевая клетка превратилась бы в нормальную. Иначе говоря, мы имели бы в руках то, о чем веками безуспешно мечтает человечество — метод лечения рака. Это — с одной стороны.
А с другой — если бы в процессе превращения опухолевой клетки в нормальную при утрате дополнительной генетической информации (или опухолевого провируса) неполный вирус реконструировался бы в полный, то это позволило бы нам судить о причине возникновения опухоли. Надо ли говорить, как это важно?
К сожалению, наука не располагает сейчас какими-либо методами, позволяющими решить этот вопрос. Но придает ли дополнительная генетическая информация вируса, присоединенная к наследственному веществу клетки и интимно связанная с ним, новые (кроме злокачественных) свойства такой клетке?
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: