Сиддхартха Мукерджи – Царь всех болезней. Биография рака (страница 92)

Для определения выпавшего участка Дрые нужно было ориентироваться в нуклеотидной последовательности каждой попавшей ему в руки 13-й хромосомы, для чего он использовал структурные маячки – меченые кусочки ДНК, комплементарные небольшим участкам хромосомы по всей ее длине и называемые ДНК-зондами. Дрыя использовал бы эти кусочки в варианте той же “склеивающей” реакции, что и Бишоп в 1970-х: если бы в опухолевой ДНК нашелся парный участок, то зонд приклеился бы к нему, противный же исход как раз и выявил бы искомый, отсутствующий фрагмент. Дрыя собрал серию таких зондов вдобавок ко второму необходимому ресурсу – огромной коллекции замороженных опухолей. Шансы найти совпадающую в обеих копиях RB делецию были ничтожны, так что предстояло проверить множество образцов.

Собственно, в этом и состояло главное преимущество Дрыи над продвинутыми лабораториями Торонто и Хьюстона. Лабораторные исследователи редко покидают свои вотчины в поисках человеческих образцов, зато у клинициста Дрыи ими был полон морозильник. “Я одержимо запасал опухоли, – рассказывал он с детским восторгом коллекционера. – Распространил среди врачей и пациентов весть, что интересуюсь случаями ретинобластомы. Каждый раз, как кто-нибудь сталкивался с подобным, он тут же говорил: «Позовите-ка того парня, Дрыю». Я немедленно приезжал, прилетал или хоть пешком приходил за образцами. Всех пациентов я знал поименно. Поскольку ретинобластома – семейное заболевание, я звонил им домой, чтобы поинтересоваться, не было ли ретинобластомы у кого-то из братьев и сестер или еще каких родственников. Иногда я узнавал [про опухоль] раньше семейного доктора”[872].

Неделя за неделей Дрыя извлекал из образцов хромосомную ДНК и с помощью зондов анализировал ее структуру. Если реакция гибридизации с зондом проходила, в геле и затем на специальной мембране оставалась четкая полоска, если же того или иного кусочка в хромосоме не было – не было и сигнала. Как-то утром, проведя реакцию с очередной дюжиной опухолей, Дрыя пришел в лабораторию и, держа мембрану на просвет у окна, с привычным автоматизмом пробежал глазами полоски – ряд за рядом, точно читающий ноты пианист. В раскладке фрагментов одной из опухолей он обнаружил заветную пустоту: в обеих хромосомах недоставало одного и того же участка, комплементарного зонду с условным названием НЗ-8. На миг Дрыю бросило в жар от восторга, но тот быстро сменился дурнотой. “Тогда-то я и почувствовал, что ген у нас в руках. Я наткнулся на ретинобластому”[873].

Дрыя определил участок ДНК, выпавший из обеих хромосом. Далее требовалось найти соответствующий участок в нормальных клетках, изучить его и выделить ген RB. Приближаясь к концу исследований, Дрыя напоминал акробата на последнем, самом опасном отрезке каната. Его крошечная однокомнатная лаборатория гудела от напряжения, работая на пределе возможностей. Дрые не хватало ни технических средств, ни навыков по части идентификации генов. Он отчаянно нуждался в помощи для последнего броска. Зная, что команда Вайнберга тоже охотились за геном ретинобластомы, Дрыя вынужден был сделать очевидный выбор: скооперироваться с Вайнбергом или же попытаться выделить ген самостоятельно – и проиграть всю гонку.

В вайнбергской лаборатории выделением RB занимался Стив Френд. Веселый молекулярный генетик с медицинским образованием, наделенный бодрым умом и непринужденностью в общении, Френд как-то упомянул Дрые на конференции, что тоже интересуется RB. В отличие от Дрыи, работавшего с постоянно пополняемой коллекцией опухолевых тканей, Френд собирал нормальные клетки, в которых ген RB был цел и невредим. Подход Френда состоял в том, чтобы определить все гены в нормальных клетках сетчатки, а потом выявить, какой из них будет поврежден при ретинобластоме, – то есть он двигался по исследовательскому пути навстречу Дрые.

Для Дрыи было очевидно, что их подходы идеально дополняют друг друга. Он определил участок ДНК, которого нет в опухолях. Так, может, Френд с Вайнбергом теперь сумеют вытащить из нормальной клетки целый, полноразмерный ген? В 1985-м исследователи обрисовали контуры сотрудничества, и однажды утром Дрыя взял зонд НЗ-8 и практически перебежал мост Лонгфелло, тогда уже ставший главной магистралью онкогенеза, чтобы вручить этот важнейший инструмент коллеге в Институте Уайтхеда.

Френду не потребовалось много времени, чтобы с помощью все той же гибридизации ДНК отловить и выделить нормальный ген, связавшийся с зондом НЗ-8. Изолированный ген, как и ожидалось, обитал на 13-й хромосоме. Проверив ген в своей коллекции опухолевых образцов, Дрыя обнаружил ровно то, что предположил Кнудсон более 10 лет назад: у всех клеток ретинобластомы неисправными были обе копии этого гена – “двойной удар”, – тогда как у нормальных клеток обе были полноценными. Ген, выделенный Френдом, без всяких сомнений, оказался RB.

В октябре 1986 года Френд, Вайнберг и Дрыя опубликовали результаты в журнале Nature. Статья прекрасно, словно инь и ян, дополняла предыдущий материал Вайнберга о гене ras: выделение активированного протоонкогена (ras) и выявление антионкогена (RB). “Пятнадцать лет назад, – писал Вайнберг, – Кнудсон обеспечил теоретическую базу генеза ретинобластомы, предположив, что для развития опухоли требуется как минимум два генетических события. <…> Мы выделили [человеческий ген], по всей видимости, представляющий собой один из примеров подобных генов”[874] – супрессоров опухолей.

Функции RB в нормальных клетках и по сей день остаются загадкой. Как оказалось, название этому гену дали не совсем подходящее. “Ген ретинобластомы” мутирует не только в случае редкой глазной опухоли у детей. В начале 1990-х, проверив выделенный Дрыей, Френдом и Вайнбергом ген в клетках множества Других типов рака, исследователи обнаружили, что он поврежден еще и при раке легких, костей, пищевода, молочной железы и мочевого пузыря[875]. Подобно гену ras, он экспрессируется практически в любой делящейся клетке – и инактивирован при множестве злокачественных состояний. А значит, название “ген ретинобластомы” умаляет его доблесть, недооценивая глубину влияния на клеточную судьбу.

Ген ретинобластомы кодирует белок с одноименным названием, Rb, имеющий глубокий молекулярный “карман”. Главная его функция состоит в том, чтобы связывать особые белки, не позволяя им активировать деление клетки[876]. Когда клетка решает, что настало время делиться, она присоединяет к Rb фосфатную группу: этот молекулярный сигнал инактивирует его и заставляет высвободить заблокированные белки. Таким образом, Rb выступает в роли привратника клеточного деления, открывающего шлюзы каскадов ключевых молекулярных сигналов всякий раз, как деление активируется, и плотно запирающего шлюзы, когда деление завершено. Мутации в гене RB выводят из строя эту функцию, поэтому в раковой клетке шлюзы открыты все время, и она не может прекратить размножаться.

Клонирование ras и RB – онкогена и онкосупрессора – стало переломным моментом в генетике рака. С 1983 по 1993 год у человека выявили множество других онкогеновиант и онкогенов myc, neu, fos, ret, akt (онкогены иTP₅₃, VHL, АРС(онкосупрессоры)[877]. Ретровирусы, случайные переносчики онкогенов, отошли на задний план. Теория Вармуса и Бишопа – что онкогены представляют собой активированные гены нормальных клеток – была доказана для многих форм рака. Широко применимой к раку оказалась и теория двойного удара – что гены-супрессоры должны инактивироваться в обеих сестринских хромосомах. Постепенно вырисовывалась общая концепция канцерогенеза. Раковая клетка в ней представала сломанной, взбесившейся машиной, в которой онкогены выступают заевшей педалью газа, а супрессоры – отка-завшими тормозами[878].

В конце 1980-х из прошлого вынырнуло еще одно направление исследований, принеся с собой щедрый урожай связанных с раком генов. Со времен заметки де Гувеа о бразильской семье с наследственной ретинобластомой генетики обнаружили еще несколько семей, передававших рак с генами. Истории этих семей были сходны, в том числе по трагичности: рак преследовал их из поколения в поколение, возникая у кого-то из родителей, детей и внуков. Во всех историях особенно ярко выделялись две черты. Во-первых, генетики заметили, что спектр рака в этих семьях довольно-таки ограничен и стереотипен: в каких-то семьях постоянно встречался рак толстой кишки и яичников, в других – молочной железы и яичников, в третьих – саркомы, лейкозы и глиомы. Во-вторых, в разных семьях часто повторялись одни и те же закономерности заболеваемости, наводя на мысль об общем генетическом синдроме. При синдроме Линча, который впервые описал выдающийся онколог Генри Линч у семьи из Небраски, из поколения в поколение переходят опухоли толстой кишки, яичников, желудка и желчевыводящих путей. При синдроме Ли – Фраумени встречаются саркомы костей и внутренних органов, лейкозы и опухоли мозга.

С помощью продвинутых методов молекулярной генетики исследователи 1980-1990-х сумели клонировать и определить часть этих опухолеродных генов. Многие из тех, что приводили к семейным формам рака, подобно RB, оказались супрессорами опухолей (хотя иногда виновниками выступали и онкогены). Наследственные синдромы вообще встречались крайне редко. Однако порой генетические изменения, предрасполагающие к раку, оказывались представленными в популяции относительно широко. Пожалуй, самым поразительным из таких открытий стал мутантный ген BRCA1, связь которого с раком заподозрила генетик Мэри Клэр-Кинг, а подтвердила группа Марка Сколника из фармкомпании Myriad Genetics. Мутации этого гена сильно повышают риск развития рака молочной железы и яичников и в некоторых популяциях встречаются у 1 % женщин, что делает его одним из самых распространенных генов, связанных с раком у людей (мы еще вернемся к нему чуть позже).