Как победить лейкемию

Тренды
Москва, 17.01.2008
«Русский репортер» №1 (31)
В гематологии — науке о крови — сейчас настоящий бум. Сотни научных коллективов ищут средства от болезней, которые прежде считались неизлечимыми. Корреспондент «РР» побывал в российской лаборатории, где разрабатывают препарат, позволяющий остановить лейкемию — рак крови

Ну что, Торгашев, я тебе тут оставила образцов, — говорит Лена Аксенова, моя однокурсница по биофаку МГУ, выпускница 92-го года. — Вот как я здесь написала, так и вноси, — Лена двигает мне по столу листок с расписанным экспериментом.

— Ты что, — отвечаю, — это мне много. Я десять лет живого сэмплера в руках не держал, до вечера буду возиться. А если сам буду смешивать, ты такой результат получишь, которого в вашей лаборатории отродясь не видели и никогда больше не увидят. Тем более по твоим записям — мне в них час разбираться!

Сэмплер — это последнее, что забудет дряхлый, страдающий потерей памяти, больной всеми нейродегенеративными заболеваниями молекулярный биолог, и первое, с чем он еще студентом имел дело в самой первой своей лаборатории.

Сэмплер — это автоматическая пипетка. От английского sample — проба. Применяется для раскапывания растворов по пробиркам. Пользоваться сэмплером нужно так: берешь в правую руку, крутишь специальное колесико, отмеряя правильное количество жидкости (единица измерения — микролитр, одна миллионная часть литра); затем другой рукой открываешь бокс с разовыми пластиковыми насадками — «носиками», втыкаешь кончик сэмплера в горлышко одного из них (ни в коем случае не трогать руками!), слегка нажимаешь, чтобы носик притерся, вынимаешь. Далее большим пальцем руки, в которой зажат сэмплер, нажимаешь на кнопку сверху, погружаешь носик в раствор. Отпускаешь кнопку — жидкость всасывается внутрь насадки. Проба набрана. Теперь ее нужно поместить в другую пробирку, где она и будет анализироваться.

Еще несколько лет назад в наших лабораториях носики не выбрасывали, а использовали по многу раз, отмывая и затем высушивая в термостатах. Новые насадки, как и одноразовые пробирки, хранились в лабораториях под замком и выдавались для особо деликатных операций. Впрочем, у каждого сотрудника всегда имелась заначка, которую можно было употребить в дело или сменять, допустим, на какой-нибудь ходовой раствор — если лень готовить самому. Сейчас проблем с носиками нет. Можно просто заниматься наукой…

Но даже в те времена, когда я активно пользовался сэмплером — основным орудием труда в молекулярно-биологических лабораториях — мои результаты воспроизводились через раз. Помню, тогда пришлось выдвинуть тезис, что мой труд — это искусство, где как раз ценятся уникальность и исключительность, в отличие от науки, главный критерий которой — воспроизводимость результата.

— В общем, оставь мне две пробы, и хватит. Да, и на всякий случай поставь те же пробы сама.

— А я уже, — спокойно отвечает Лена, научный сотрудник лаборатории генной инженерии Гематологического научного центра РАМН, в свое время за изящные размеры получившая на курсе прозвище Масенькая.

В штативе на столе — образцы для анализа, полученные на основе крови 36 онкологических больных. Эксперимент, который проводит Аксенова, — часть программы лаборатории на ближайший год. Лаборатория занимается поиском вакцины от рака крови.

Сломанные хромосомы

— Мы заканчивали университет 15 лет назад, за эти годы в гематологии произошел огромный сдвиг, — говорит заведующий лабораторией Андрей Мисюрин. — Многие болезни, которые были неизлечимы, считались тяжелыми и смертельными, перешли в разряд заболеваний с благоприятным диагнозом. Если раньше фундаментальная наука занималась чем-то своим, не очень понятным клиницистам, то сейчас выяснилось, что, зная молекулярные механизмы болезней, можно найти и молекулярные методы их лечения. Пять лет назад появился первый препарат такого рода — гливек. Он воздействует на причину хронического миелолейкоза (одна из разновидностей рака крови. — «РР»).

1

Началось все с того, что лет пятьдесят назад у больных обнаружили аномальную хромосому, непохожую ни на одну из обычных 46 человеческих хромосом. Просто увидели под мик­роскопом, что иногда бывают такие необычные образования. Конечно, они были результатом мутаций отдельных клеток. Исследование проводилось в Филадельфии, поэтому хромосому назвали «филадельфийской». Долгое время ее использовали для грубой диагностики болезни, и только в 1973 году стало понятно, что она появляется в клетках крови из-за слияния двух нормальных хромосом — 9-й и 22-й.

В последующие десять лет прогресс в изучении этой аномалии был нулевой, зато в молекулярной биологии в целом был совершен прорыв: именно в эти годы исследователи разработали технику так называемых рекомбинантных ДНК. Отныне гены любого организма можно было легко выделять, размножать, изменять, вставлять в другие организмы… Эти методы фантастически просты — любой первокурсник через неделю обучения может самостоятельно выделить ДНК, порезать ее на куски и размножить нужный участок в пробирке.

Когда технологии были готовы, исследователи Джон Гроффен и его жена Нора Хастеркамп, работавшие тогда в Национальном институте рака в Мэриленде, решили разобраться, что же происходит при слиянии этих 9-й и 22-й хромосом.

— Они использовали классические методы, которые мы учили, — говорит Мисюрин. — То есть сделали геномную библиотеку: нарезали геном на куски, вставили в бактерии — или дрожжи, не помню уже, — клонировали. И нашли тот участок, тот кусочек хромосом, который вырезается при слиянии. Обнаружили ген, который до этого был неизвестен. Называется BCR. Аббревиатура так и переводится — область разрыва… да, с фантазией у нас в науке как-то не очень…

С начала 90-х изучение механизмов лейкемии пошло по нарастающей. Одна группа исследователей выяснила, с каким геном сливается BCR, — им оказался давно известный ген ABL, регулятор множества клеточных функций. Другая группа ученых обнаружила, что при слиянии двух генов в клетке возникает новый, который не дает клетке вовремя погибать. Причем проявлялись такие свойства только в клетках крови, так как ген BCR только там и «работает».

Дело в том, что у кровяных клеток есть жизненный цикл и в определенный момент они должны самоликвидироваться. Через «программу клеточной смерти» — апоптоз. Он нужен для того, чтобы не накапливались мутации, — как только это происходит, молекулярный механизм сигнализирует, что в клетке появились поломки, после чего и запускается «программа смерти». А новый ген и фермент, за синтез которого он отвечает, апоптозу препятствуют. Клетки начинают делиться, и развивается лейкемия.

Когда стало понятно, что причиной хронического миелолейкоза является продукт нового гена, множество лабораторий по всему миру стали искать вещества, которые могли бы подавлять его активность. Перебирали почти что методом тыка. Тысячи вариантов…

И вот пять лет назад фармацевтическая компания «Новартис» вывела на рынок новое лекарство — гливек (фирма купила вещество и довела прототип до ума). Лечение дорогое, в России оно стоит миллион восемьсот тысяч рублей в год, поэтому все выявленные пациенты включены в специальный реестр и лекарство им раздается бесплатно. Раньше их лечили химиотерапией, но шансы на успех были невелики, а сейчас люди нормально живут.

На всю страну таких больных около пяти тысяч, но врачи считают, что их реальное число почти вдвое больше. Многих пациентов выявляют только через несколько лет после начала болезни, когда хроническая стадия переходит в ост­рую. Развивается лейкемия стремительно, и без терапии человек умирает через два-три месяца. Терапия, в общем-то, тоже плохо помогает, и даже новый препарат в этом случае бессилен: он действует только на хронической стадии.

Методы и легенды

— Лена, а что вот это мы с тобой делаем? — спрашиваю я у Аксеновой, когда все образцы раскапаны по лункам, смешаны с нужными реагентами и перенесены в другую комнату.

— Мы с тобой, Торгашев, ставим ПЦР. Полимеразную цепную реакцию. Сейчас мы эти образцы положим в амплификатор, — Лена кивает на прибор, стоящий в углу, — наберем здесь программу и пойдем пить чай, пока ДНК амплифицируется. На мониторе что-то заметно будет только через полчаса — видишь разно­цветные линии? Вот где-то через полчаса они поползут вверх, каждая со своей скоростью.

2

ПЦР — еще одно чудо американского методологического гения — появилась в середине 80-х. Если просто, то это умножитель генов. Принцип следующий. Берешь препарат ДНК (в нашем случае он приготовлен на основе крови, но в принципе это не важно: ДНК можно извлекать из чего угодно), смешиваешь его с нужными реагентами, загружаешь в амплификатор — прибор, где циклично изменяется температура и идет синтез новых молекул ДНК из тех простых веществ, которые мы смешали в пробирках с препаратом. Через полтора-два часа получаешь миллионы копий на каждую молекулу исходной ДНК. Разумеется, копируется не вся ДНК — там миллионы генов, — а только отдельные ее части, которые и предполагается изучать.

Еще лет двадцать назад эта методика была в ходу лишь в особо продвинутых лабораториях, но уже тогда фантастические возможности метода послужили основой для разнообразных легенд. Мне, например, рассказывали такую: кому-то в голову пришло посмотреть, нет ли у человека сходства с растениями, и этот чудак засунул в амплификатор человеческую ДНК, а размножать собрался вирус табачной мозаики. Удивительное дело — вирус нашелся в человеческих клетках! Исследователь уже сочинял в голове нобелевскую речь, когда в лаборатории запретили курить. После этого вирус у человека обнаруживаться перестал: оказалось, что той малости ДНК, которая оставалась в табачном дыме и случайно попадала в пробирки, хватило, чтобы чувствительная система размножила молекулы…

Воообще-то легенд у биологов хватает. Например, перед тем как провести ПЦР, я здесь же беседовал с девушкой Верой Тихоновой, которая выделяла клетки крови для образцов, — она как раз ставила пробирки в центрифугу, чтобы на высокой скорости центробежная сила осадила клетки. Так вот, перед тем как включить цент­рифугу, Вера старательно уравновешивала на весах стаканы — подставки под пробирки, доливала в них воды до одинакового веса.

— Когда я первый раз центрифугировал, — говорю, — меня подвели к самой большой центрифуге и рассказали, как неуравновешенный железный стакан…

— …сорвало с ротора, и он пробил стенку цент­рифуги и в-о-о-н тот шкаф, — подхватила Вера, неопределенно махнув рукой в пространство. — Эту байку всем рассказывают.

Надо же, байка! А я до сих пор верил, что это реальный случай. Так что и с вирусом, скорее всего, сказки. А может, и нет — вон ведь Аксенова контрольный образец для ПЦР, в котором концентрация гена ABL очень высока, загружала в амплификатор в отдельной комнате, даже халат другой надела, чтоб ничего лишнего не занести.

— Контрольный образец летит, может в открытые пробирки попасть, тогда уже ничего не разберешь…

— Так что мы все-таки делаем, Лена? Смысл нашего с тобой скромного научного труда в чем?

— Сейчас мы оцениваем качество препаратов. Определяем количество копий гена ABL у данного образца. Этот ген есть у всех людей, больных и здоровых, и мы относительно него будем пересчитывать число копий опухолевых генов. А вообще все это для работы с онкомаркером рrame. Ну, про эту идею тебе, наверное, Андрей рассказывал.

Культура рака

— У меня несколько лет назад была идея: найти какие-то гены, по активации или подавлению активности которых можно было бы отличить хроническую стадию лейкемии от острой, которую называют бластным кризом и которая очень плохо поддается лечению, — говорит Андрей, принимаясь ходить по кабинету.

3

«Надо же, — думаю, — завлаб. И лаборатория славная: все новое, на пятнадцать человек — десяток комнат… А все же ненормально высокая концентрация однокурсников здесь — целых двое. Наши в большинстве своем либо переквалифицировались, либо съехали давно творить науку в прекрасном далеко. А эти вот выжили в 90-е и неплохо себя чувствуют. Завидую или нет?» Пока я прихожу к выводу, что все же немного завидую, Андрей продолжает разговор о любимых онкомаркерах:

— Это важно даже для прогноза. Есть, допустим, пациент в хронической стадии. Его регулярно обследуют. И если мы видим, что скоро разовьется бластный криз, то еще до появления физиологических признаков можно изменить терапию и лечить, то есть предотвратить этот криз. Тогда я рассуждал довольно наивно. В моде была генная терапия, и я думал, что, если появится ген, отличающий опухолевую клетку от неопухолевой, можно будет выделить из него промотор (начальную часть гена, которая и определяет, в какой момент ген работает, а в какой «спит». — «РР»), клонировать его и соединить с геном какого-нибудь токсина. Ввести такую конструкцию в клетки человека — и токсин будет проявляться только в опухолевых клетках, которые погибнут.

— А что, разумно!

— Ну, была такая надежда. Я очень обрадовался, когда увидел статейку, где было написано, что некий маркер (белок — продукт гена. — «РР») — называется Prame — нашли при бластном кризе. В норме его вообще нет в крови. Суть такова: этот белок способен быть мишенью для иммунной системы. Если, допустим, его ген вдруг начинает работать в какой-то мутировавшей клетке крови, то лимфоциты могут найти эту клетку и убить ее. Почему это не происходит всегда, отдельный разговор — иммунная система, видимо, бывает не готова или ослаблена. Но ведь организм можно иммунизировать заранее, еще до наступления криза!

Другими словами, это основа для создания противоопухолевой вакцины. Сейчас в гематологии бум — идет поиск все новых низкомолекулярных веществ по примеру гливека. Но ведь болезнь при таком лечении остается, потому что остаются опухолевые клетки. Стоит ненадолго прервать прием препарата, и болезнь опять вылезает. А коль скоро есть такая природная мишень, как рrame, то можно воспользоваться природными же механизмами, чтобы убивать опухолевые клетки. Я решил этот ген вытащить, клонировать и получить нужный белок. Мы занялись этим — и сделали, то есть у нас есть рекомбинантный человеческий онкомаркер рrame (названия белков по правилам пишутся с прописных букв, а генов — со строчных, отсюда и два варианта в нашем тексте. — «РР»).

— Что, неужели никто до вас его не получил?

— Да он был никому не нужен! А мы собираемся сделать вот что. У человека есть так называемые дендритные клетки. Они могут внутри себя переварить этот необычный белок, нарезать его на куски и выставить на свою поверхность, чтобы лимфоциты научились узнавать его. Это нормальный иммунный механизм. Но дендритные клетки можно выделить из крови доноров. А если смешать их с культурой лимфоцитов, то, активировавшись, они могут из покоящихся стать клонами клеток, реагирующих именно на этот белок. Таким образом, можно разработать алгоритм, с помощью которого мы будем получать у пациента имунный ответ.

— Здорово! — я опять завидую.

И правда, здорово. Тем более что работа в лаборатории идет полным ходом: белок уже есть, дендритные клетки тоже, и сейчас их будут «нагружать» белком Рrame. Тут, конечно, масса рутинных задач. Например, нужно показать, что клетки полноценные, то есть имеют все признаки дендритных, что они действительно активируют Т-лимфоциты, а те, в свою очередь, — убивают в культуре опухолевые клетки. Затем можно перейти на работу с мышками, кроликами и в последнюю очередь — с пациентами. Их будут иммунизировать.

— Пойдем, на наши клеточные культуры посмотришь, там как раз с ними работают, — говорит Андрей.

Заходим в комнату, где видим сотрудницу Тамару Владимировну, критически разглядывающую пластиковый «матрасик» с заключенной внутри жидкой культурой опухолевых клеток. Культура розовая, и это Тамаре Владимировне не нравится.

— Среда должна быть более желтая, а у нас, видите, культура после разморозки — клетки еще растут медленно, среда становится более щелочной. Поэтому и цвет такой. Бывает, что культуры загибаются из-за газового состава… Осторожнее, у меня тумбочки стерильные!

Сотрудник, умеющий грамотно работать с клеточными культурами, — ценный человек в лаборатории. Бывает, что такой профи — один на целый институт. Вроде бы ничего сложного: нарастить клетки так, чтобы они не погибли, не заросли какой-нибудь дрянью и были пригодны к работе, но почему-то не у всех получается.

Когда клетки отойдут от заморозки и среда, в которой они растут, станет, как положено, желтенькой, Тамара Владимировна внесет в эти клетки генную конструкцию с геном рrame. Далее будет селекция клеток, в которых ген благополучно прижился, и только после этого собственно эксперименты по иммунизации. Все операции занимают около месяца.

Красивая красная кровь

— Слушай, Андрей, а как вообще лейкемия проявляется? — спрашиваю я у Мисюрина после того, как мы уютно располагаемся пить чай с плюшками в семинарской.

Зря, наверное, под плюшки-то.

— Вот если у тебя кровь взять, она будет красивая, красная, а у больного кровь выглядит просто как гной. Это серая жидкость, забитая незрелыми клетками. Вообще говорят, что опухоль можно не заметить, пока она не достигнет массы в один килограмм. Это довольно много. Представляешь, килограмм клеток циркулирует в крови! Потом появляются симптомы. Допустим, начинают расти какие-то лимфоузлы, или вдруг левый бок заболит — селезенка увеличилась в размерах. Затем кожные высыпания. Это ведь жидкая опухоль, и где-то возникают очаги… Температура высокая. Или ничего этого нет, а просто постоянная страшная усталость и слабость. Часто лейкемию, особенно острую, можно не отличить от банальной ангины. Но если ее не лечить, то через две недели человек умирает.

— Но заметить опухоль все-таки можно, не дожидаясь, пока она до килограмма разрастется?

— Разумеется. Если бы мы регулярно проводили осмотр, тот или иной сдвиг был бы обнаружен. Обычным исследованием крови под микроскопом. И шансы вылечиться, между прочим, были бы выше. Это кажется банальным — что профилактический осмотр проводить полезно, — но это действительно так. Например, в нашу клинику иногда попадают люди, которые собирались за границу и поэтому сдали анализы, — вот у них и обнаружили патологию.

— А почему у нас, человеков, так много этой дряни и она такая разнообразная? Насколько я понимаю, и раковых заболеваний очень много, и причины их довольно индивидуальны. Было бы иначе — один раз изобрели бы лекарство и всех им лечили.

— Ну, до последнего времени так и лечили. Мы решали свои научные задачки, врачи — свои лечебные. Приходишь к клиницисту, говоришь, например: у вас есть лимфобластный лейкоз, а мы можем сказать, какой именно онкомаркер у данного пациента. Клиницист говорил: а зачем это нужно? Я лечу всех одинаково, и они все равно умрут. И этот клиницист был прав. Но в последние годы произошли удивительные события, и гливек ведь не единственный препарат, а хронический миелолейкоз — не единственное заболевание, к которому нашлась такая молекулярная терапия. Что же про причины… Здесь только поспекулировать можно. Я думаю, что это расплата за то, что у нас такая хорошая иммунная система.

4

Бывают, например, хромосомные перестройки, в которых принимает участие механизм, очень важный для развития иммунной системы, — фермент рекомбиназы. Здесь такой фермент занимается несвойственным ему делом, атакует «не свои» хромосомы и вызывает рак.

Кроме того, лейкемией часто болеют дети. Почему? Потому что у них иммунные системы только формируются, и все эти механизмы активно работают. Получается, что такова наша плата как вида за прекрасную иммунную систему…

— Хорошо, что она у человека такая правильная, — говорю я Андрею, прислушиваясь к себе — не увеличилась ли там селезенка? — Но мозги у него еще лучше. Хотя, конечно, не у каждого.

Фото: Федор Савинцев, Алексей Майшев для «РР»

Андрей Мисюрин, заведующий лабораторией. Образование:  биофак МГУ, кафедра биоорганической химии; год выпуска — 1992-й

Еще в школе я думал, что чиновником, допустим, мне быть не хочется, так же как не хочется копать ямы.

Однообразная деятельность не по мне. А в науке был некий элемент свободы, что тогда, в советское время, было важно. В биологию пришел по совсем наивным соображениям: начитался популярных книжек и захотел найти причину стремительного старения.

В 90-е, сразу по окончании университета, пытался заниматься риэлторством, и у меня неплохо получалось. Тогда в лабораториях не было даже обычных реактивов. Жили на том, что лежало в тумбочках, и том, что привозилось в руках из-за рубежа, — реактивы для своего диплома я покупал на собственные деньги.

Я не хотел уезжать, хотя знал, что за границей будет легче. Мог эмигрировать в Германию, поскольку мама немка, да и в других странах много родственников. Но мне хотелось остаться здесь: ведь когда приезжаешь куда-нибудь, сразу понимаешь, что тебе все время будут рассказывать о том, как хорошо у них, сколько бы лет ты там ни жил. И потом, я книжки люблю читать на русском языке, да и вообще языковая среда важна.

Увлечения у меня графоманские: стишки, рассказы… Пока ни во что серьезное не вылилось.

Елена Аксенова, научный сотрудник. Образование: биофак МГУ, кафедра физиологии  человека и животных; год выпуска — 1992-й

По большому счету науки тут не так много, точнее, она довольно практического свойства. Чтобы выжить, приходится заниматься диагностикой. Другое дело, что эта диагностика современная и в нашем центре очень приветствуется. Это такая пограничная область между наукой и медициной, позволяющая разрабатывать новые лекарства, новую терапию.

После окончания университета я вышла замуж и поступила в аспирантуру. Муж еще учился, а когда закончил, у него была идея уехать за границу. Но с этой идеей он быстро распрощался, сказав, что не хочет чувствовать себя человеком второго сорта. У меня и желания уехать не было, а когда родился ребенок, стало совсем ни до чего. Тогда у нас квартирный вопрос стоял очень остро. Сначала мы снимали, потом я год жила у родителей, а муж — здесь, потом полтора года прожили на Звенигородской биостанции.

Однокурсница предложила работу в коммерческой лаборатории: делать анализы. Несколько лет проработала — наскучило, и я стала искать, нет ли чего интереснее. Так сюда и попала. Сейчас я в основном новые тест-системы разрабатываю. Это как раз то, что мне нужно, потому что я бы не хотела заниматься ни чистой наукой, ни чистой диагностикой. В какой-то момент я пыталась разобраться: кто я, что я, чем могу заниматься? Тогда и решила, что я либо технолог, кем сейчас и являюсь, либо администратор. Второе не пробовала.

Люблю путешествия: походы, поездки. К сожалению, не часто получается. Ради работы семьей не пожертвую, но и дома сидеть не могу. Скучно.

Тамара Ахлынина, научный сотрудник. Образование: биофак МГУ, кафедра биохимии растений; год выпуска — 1974-й

Чем дольше работаю, тем мне интереснее. Наука — это постоянная учеба, она и интересна новыми знаниями. Сначала я работала в университете — мы занимались синтезом рибосомальных РНК, потом, уже в Институте прикладной молекулярной биологии и генетики, — изучали проблему рака, фотосенсибилизаторы. Сейчас на основе подобных исследований разработаны терапевтические методики.

Никогда не представляла, что буду заниматься чем-то другим. Я ведь ничего другого и не умею. В 90-е, конечно, были попытки: помню, нас отправили в отпуск без содержания, и я начала вязать. Но мне это совсем не понравилось.

Уехать даже не пыталась. Не знаю почему, но, наверное, правильно. Когда все немного наладилось, меня на полгода отправили в командировку в Австралию, и мне там пришлось не по душе. Чужая страна, чужой язык.

В последнее время пробую рисовать. Это несерьезно, но помогает отвлечься.

Если суммарно, то я чувствую себя счастливой. Не знаю, связано это с семьей или с работой. Мне нравится работать, но на первом месте — семья.

Вера Тихонова, научный сотрудник. Образование: биофак МГУ, кафедра физиологии человека и животных; год выпуска — 2006-й

Я пришла в лабораторию по рекомендации. А осталась потому, что мне нравится делать анализы: это близко к медицине. Я, скорее, хочу приносить пользу, чем заниматься чистой наукой неизвестно для чего. Мне предлагали аспирантуру в Голландии, но уезжать из страны я в принципе не желаю. Здесь друзья, родители, налаженная жизнь. Зарплата нормальная, муж работает в той же

области, и нам на двоих вполне хватает.

Если бы жизнь сложилась по-другому, я бы, наверное, преподавала.

С тринадцати лет пишу рассказы — так, для друзей; немного работаю с видео, тоже для друзей: делаю клипы про природу.

В данный момент у меня все хорошо: хорошая семья, увлечения, работа устраивает.

Новости партнеров

«Русский репортер»
№1 (31) 17 января 2008
N01 (31) 17 января
Содержание:
Главная реформа

От редакции

Фотография
От редактора
Вехи
Портфолио
Путешествие
Фотополигон
Реклама