Сиддхартха Мукерджи – Царь всех болезней. Биография рака (страница 90)

Рискованное предсказание

Разве ты думаешь, что, находясь в таком положении, люди что-нибудь видят, свое ли или чужое, кроме теней, отбрасываемых огнем на расположенную перед ними стену пещеры?

Философ науки Карл Поппер использовал термин “рискованное предсказание” для оценки непроверенных теорий. Хорошие теории, говорил Поппер, предлагают рискованные прогнозы. Они предсказывают неочевидные события или факты, которые имеют большой риск не произойти или быть опровергнутыми. Когда такие события и в самом деле случаются, а факты подтверждаются, теория обретает достоверность и прочность. Так, предсказанное на основе законов небесной механики Ньютона возвращение кометы Галлея в 1758 году стало самым ярким подтверждением его теории гравитации. Теория относительности Эйнштейна была подтверждена в 1919 году наглядной демонстрацией того, что масса Солнца “искривляет” свет далеких звезд – точь-в-точь как предписывали ее уравнения.

К концу 1970-х теория канцерогенеза, предложенная Вармусом и Бишопом, тоже породила одно рискованное предсказание. Ученые показали, что во всех нормальных клетках существуют предшественники онкогенов, протоонкогены, и обнаружили активированную версию протоонкогена src в вирусе саркомы Рауса. Вармус с Бишопом предположили, что мутации таких клеточных генов и вызывают рак. Но для подтверждения их теории недоставало одного критически важного звена. Если они правы, то в раковых клетках должны находиться мутантные версии таких протоонкогенов. К тому времени другие исследователи уже выделили из ретровирусов целый набор онкогенов, однако никому еще не удалось обнаружить активированного мутанта в раковых клетках. “Выделение такого гена, – писал онкобиолог Роберт Вайнберг, – было бы сродни выходу из пещеры теней. <…> Если раньше ученые могли наблюдать онкогены лишь косвенно, то теперь они увидели бы эти гены во плоти, обитающие внутри раковых клеток”[856].

Роберту Вайнбергу мучительно хотелось выйти из царства теней. Обучившись вирусологии в эру великих вирусологов, в 1960-х он работал под руководством Дульбекко в Институте Солка, выделяя и исследуя ДНК из вирусов обезьян. В 1970-м, когда Темин и Балтимор открыли обратную транскриптазу, Вайнберг все еще упорно трудился, очищая гены обезьяньих вирусов. Через шесть лет Вармус и Бишоп объявили об открытии клеточного src, а Вайнберг был занят все тем же. Ему казалось, что он застрял в вечной полутени: слава бродила вокруг да около, но к нему приближаться отказывалась. Ретровирусная революция со всеми ее загадками и достижениями пронеслась мимо него, не задев и кончиком крыла.

В 1972 году Вайнберг перебрался в МТИ, чтобы изучать вирусы, вызывающие рак. Его маленькая лаборатория находилась как раз по соседству с лабораторией Балтимора. “Руководитель отдела считал меня полным дураком, – вспоминал Вайнберг. – Славным дураком. Трудолюбивым дураком, но все же дураком”[857]. Лаборатория занимала стерильное, скучное помещение в одном из корпусов МТИ, вобравшем в себя типичные черты популярного в 1960-е брутализма. Все здание обслуживал один-единственный скрипучий лифт. Река Чарльз, хоть и не видимая из окон, зимой умудрялась выстуживать своим промозглым дыханием институтский дворик. Подвал здания соединялся лабиринтом подземных переходов с душными комнатушками, где вырезали ключи и чинили лабораторное оборудование.

Иная лаборатория и сама превращалась в подобие машины. Только вот в научной сфере это сравнение скорее нелестное: производительная, жужжащая, словно пчелиный рой, технически совершенная лаборатория подобна оркестру роботов, идеально воспроизводящему сочетания звуков, но не музыку. К середине 1970-х Вайнберг заслужил репутацию внимательного, аккуратного и технически умелого ученого, которому, однако, не хватало направления. Он чувствовал, что исследования окончательно погрузились в застой, и отчаянно нуждался в какой-то простой и ясной идее.

Озарение снизошло на него ненастным зимним утром[858]. В феврале 1978 года по дороге на работу он угодил в сильнейший, непроглядный буран. Общественный транспорт встал, и Вайнберг в галошах и непромокаемой шляпе, медленно ступая по слякоти, отправился в лабораторию через длинный мост Лонгфелло. Снежная пелена заволокла ландшафт и поглотила звуки, создав вокруг Вайнберга тихое, уютное гипнотическое пространство. Пересекая застывшую реку, он размышлял о ретровирусах, раке и генах рака у людей.

Выделить src и определить его как онкоген оказалось несложно из-за того, что у ВСР всего четыре гена: копаясь в ретровирусном геноме, его едва ли удалось бы пропустить. В раковой же клетке около 20 тысяч генов. Искать среди них те единичные, что вызывают рак, казалось затеей безнадежной.

Онкоген по определению обладает особым свойством: он запускает в нормальной клетке процесс бесконтрольного деления. Темин использовал это свойство в своих экспериментах по моделированию рака в чашке Петри, получая “очаги” деления. Размышляя об онкогенах, Вайнберг снова и снова возвращался к этому ключевому свойству.

Из 20 тысяч генов раковой клетки, рассуждал он, подавляющее большинство наверняка совершенно нормальны, а мутантные протоонкогены должны составлять меньшинство. Вообразим, что все эти 20 тысяч генов удастся распределить по 20 тысячам нормальных клеток так, чтобы каждая получила только один. Обычные, неизмененные гены особо не повлияют на клетку-реципиента, а вот клетка, получившая онкоген, повинуясь этому сигналу, начнет безудержно размножаться. Через 10 делений ее потомки образуют в чашке Петри крохотный конгломерат, а через 12 – уже вполне заметный “очаг”, рак в его первичном, элементарном виде.

Метель принесла Вайнбергу катарсис: его научное воображение наконец очистилось от ретровирусов. Если в раковой клетке действительно есть активированные протоонкогены, то после их переноса в нормальные клетки те начнут неуемно размножаться. Десятилетиями ученые полагались на вирус Рауса, чтобы внедрить активированный src в клетку и спровоцировать ее деление. Вайнберг же попытается вирус обойти и перенести онкогены напрямую из раковых клеток в нормальные… Путник вдруг обнаружил себя на противоположном берегу. Снег все еще кружился в неистовом вальсе, а светофоры упрямо продолжали переключать свои огни на пустынном перекрестке. Вайнберг пересек его и зашагал к онкоцентру.

Вызовы не заставили себя ждать. Первый был чисто техническим: как перенести ДНК из раковой клетки в популяцию нормальных? На счастье, этой техникой Вайнберг в совершенстве овладел в свое застойное десятилетие. Начал он с выделения ДНК из раковых клеток: после череды химических реакций и центрифугирований она выпадала в хлопьевидный, похожий на свернувшееся молоко осадок. Затем он резал эту ДНК на тысячи кусочков, по размеру примерно соответствовавших одному или двум генам. Дальше Вайнбергу требовался переносчик – молекула, которая протащила бы полученные кусочки через клеточную оболочку. И здесь помог интересный трюк. Вайнберг знал, что ДНК может связываться с фосфатом кальция, образуя крошечные белые частицы. Клетки же способны поглощать эту соль, а значит, внутрь обязаны попасть и привязанные к ней кусочки ДНК. Когда Вайнберг распылял эти белые крупинки над слоем нормальных клеток в чашке Петри, он снова наблюдал метель – тот самый вихрь генов, что так живо представлялся ему во время памятной прогулки по мосту.

Далее Вайнберг задумал простой эксперимент. Те клетки, которые “проглотят” онкоген, должны будут перейти к бесконтрольному делению и образовать на фоне нормального клеточного слоя очаги активного разрастания. Надо будет просто отобрать клетки из этих очагов и выделить из них фрагмент ДНК, который индуцировал размножение. Так удастся выявить реально действующий человеческий онкоген.

Летом 1979 года Цзяо Ши, студент из лаборатории Вайнберга, начал исследовать геномы мышиных раковых клеток 15 типов, чтобы выявить фрагмент ДНК, который приводил бы к образованию очагов патологического роста в нормальных клеточных культурах[859]. Ши был немногословен, скрытен, уклончив, вспыльчив, несколько параноидален в отношении своих экспериментов и жутко упрям. Коллеги вспоминали, как, не сойдясь с Вайнбергом в каком-то вопросе, Ши внезапно усиливал свой акцент и делал вид, будто не понимает английского – языка, которым вообще-то пользовался легко и непринужденно. Однако, несмотря на все причуды, он был перфекционистом от природы. Эффективную технику переноса – трансфекции – ДНК он перенял у своего предшественника, но главное, у него было потрясающее внутреннее чутье сродни инстинкту садовника, помогавшее ему различать нормальный и аномальный клеточный рост.

Ши в невообразимых количествах выращивал нормальные клетки и еженедельно посыпал их генами из тех или иных раковых клеток. Лаборатория постепенно заполнялась растущими ввысь стопками чашек Петри с трансфицированными клетками. Студент вскоре получил первый важный результат, который, собственно, и прогнозировал Вайнберг, продираясь сквозь метель. Перенос ДНК из раковых клеток в обычные действительно приводил к образованию очагов патологического роста. Это послужило доказательством пригодности метода для выявления онкогенов[860].