Текст книги "Сфинксы XX века"
Автор книги: Рэм Петров
Жанр:
Биология
сообщить о нарушении
Текущая страница: 12 (всего у книги 14 страниц)
Болезнь рант
Это новое препятствие проявляется в нескольких формах и имеет, соответственно, несколько названий. Но суть везде одна.
Мы снова должны вспомнить пятое условие создания сфинксов. Оно заключается в необходимости введения эмбриону, новорожденному или облученному организму живых, способных к размножению кроветворных клеток донора. Можно взять клетки костного мозга, селезенки или лимфатических узлов. Они приживаются, заселяют кроветворные органы реципиента, и возникает сфинкс – организм, который толерантен к ним и терпит их всю жизнь.
Да вот беда, они его не терпят! Организм для них чужой, собственно, и был чужим. Теперь они его «едят».
Вы помните, какие силы в организме осуществляют иммунологические реакции? Вы помните, кто «солдаты» иммунологического войска? Это клетки: фагоциты – пожиратели всего чужеродного, лимфоциты и плазматические клетки – продуценты антител против любых тел и веществ, несущих на себе признаки чуждой генетической информации. Все эти клетки обитают именно в кроветворных тканях. И когда кроветворную ткань, взятую из животного А, пересаживают в организм Б, то пересаживают и эти клетки, составляющие иммунологическую армию животного А. Для этой иммунологической армии все клетки животного Б являются чужими, и, они, подобно десанту, начинают войну против них, несмотря на то, что сами после пересадки живут на их территории. «Десантники», заброшенные в тыл чужой страны, продолжают хранить верность родине и воевать против этой чужой страны. Повода нет. Страна встретила их гостеприимно. Но армия есть армия, и она начинает оправдывать свое назначение. «Десантники» разрушают чужую страну.
Иначе говоря, при любой пересадке кроветворных тканей реакции иммунологической несовместимости развиваются в обе стороны. Реципиент, которому пересадили чужую ткань, развивает реакции, направленные на отторжение пересаженной ткани. Эту реакцию называют «реципиент против трансплантата». Но трансплантат, содержащий иммунологически активные клетки, осуществляет, со своей стороны, иммунологическую атаку против чуждых для него антигенов реципиента-хозяина, в котором он теперь живет. Эту реакцию называют «трансплантат против реципиента» или «трансплантат против хозяина». В этой борьбе взрослый, здоровый реципиент всегда побеждает, его силы в норме преобладают.
В норме!..
Но кому мы пересаживаем кроветворную ткань для создания толерантности? Мы пересаживаем ее эмбрионам и новорожденным, у которых иммунитет еще не созрел, иммунологическая армия не стала под ружье. Или взрослым, чей иммунитет подавлен облучением, имураном, кортизоном и т.п. Мы забрасываем наш десант в обезоруженную страну. Он распространяется там и уничтожает все живое. Страна погибает.
Итак, болезнь рант. Она развивается в результате реакции «трансплантат против хозяина», после пересадки новорожденным животным кроветворных клеток донора. Большинство животных от болезни рант погибает.
А что значит слово «рант»? Оно означает «малорослость». Болезнь малорослости. Рантирующие животные действительно резко отстают в росте и развитии. Но это не единственные признаки процессов. Развиваются поносы, кожные сыпи, выпадают волосы, становится неполноценной выработка клеток крови, резко увеличивается селезенка. В селезенке поселяются трансплантированные клетки-агрессоры. Смерть наступает через две-три недели. В случае выживания развивается толерантность ко всем тканям донора. (В случае выживания!) Такому животному, а это уже сфинкс, можно пересаживать любые донорские ткани. К сожалению, процент новорожденных, выживающих от болезни рант, очень невелик. Выход сфинксов мал.
Реакция «трансплантат против хозяина» у взрослых организмов получила иное название. Уже говорилось, что при пересадке чужеродной кроветворной ткани облученным смерть перестает быть неотвратимой. Но пересаженные клетки донорской иммунологической армии начинают свою агрессию так же, как ив новорожденном организме. А иммунологическое войско реципиента вследствие облучения уничтожено. В этом отношении облученный организм подобен новорожденному – у обоих отсутствует боеспособное иммунологическое войско. Пересаженные клетки не встречают никакого сопротивления. Начинается патологический процесс, по механизму подобный болезни рант. Он получил название гомологической болезни, потому что возникает вследствие пересадки гомологичной кроветворной ткани. Симптомы похожи на болезнь рант, только нет отставания в росте – взрослые не растут. Смерть наступает через две-четыре недели. Погибает большая часть спасенных от лучевой болезни.
Если же облучение было недостаточно сильным и восстанавливается собственное иммунологическое войско, чужеродный трансплантат отторгается, агрессоры гибнут, гомологическая болезнь не развивается. Так было с югославскими физиками, которых лечили во Франции трансплантациями костного мозга. Но тогда не развивается толерантность – пересаженные клетки исчезают. Исчезает сфинкс. Пересадка других донорских тканей и органов становится нереальной, как и до облучения.
Чтобы создать толерантность, нужно ввести в организм чужую кроветворную ткань, то есть создать сфинкса. Чтобы создать сфинкса, надо уничтожить иммунологическую армию хозяина. Но чужая кроветворная ткань – это чужая иммунологическая армия. Войско иммунитета всегда ведет себя одинаково. Если есть что-то для него чужое, оно старается его уничтожить. А в этом случае – чужой весь организм. Развивается болезнь рант или гомологическая болезнь.
Получается замкнутый порочный круг.
Победит хозяин, клетки будут отторгнуты или разрушены – животное не заболеет болезнью рант или гомологической болезнью. Но не будет и сфинкса, не будет и толерантности. Победят клетки – разовьется болезнь рант.
Вот какую новую трудность воздвигла беспощадная объективность перед проблемой преодоления несовместимости тканей!
Сдаться?
Но если природа находит пути преодоления, надо их найти. Значит, это возможно. А природа обходит трудности. Во-первых, телята Рэя Оуэна: эти естественные сфинксы жизнеспособны в течение нормально долгой жизни. А во-вторых, и среди искусственно созданных сфинксов определенный процент не погибает и живет без осложнений. Следовательно, в природе что-то есть, чего мы еще не знаем, что может помочь мирному сосуществованию чужеродных клеток, что может помочь нормальному существованию сфинксов.
Цель ясна – необходимо найти этот путь. Значит, не сдаваться – опять искать!
И тут нет оснований для пессимизма. Такова наука. В науке это будет бесконечно. Наука до тех пор остается наукой, пока существует поиск.
Когда иммунитет молчит
Я думаю, обязательно найдется читатель-скептик, не поверивший в иммунологическую природу отторжения пересаженных органов.
– Что за барьер несовместимости? Что за генетическая чужеродность? Все равно хирурги не добиваются каких-либо серьезных успехов при пересадках органов в отсутствии генетических различий, в отсутствии иммунологической несовместимости.
– Нет, добиваются. И чтобы объективность не пострадала, я приведу примеры успехов хирургического мастерства, когда они работают в условиях, исключающих несовместимость тканей.
Прежде всего аутотрансплантация – пересадка собственных тканей и органов. Первых крупных успехов в экспериментальных аутотрансплантациях сложных органов – конечностей и почек – добился еще Алексис Каррель в начале столетия. За прошедшие годы его результаты были неоднократно повторены и усовершенствованы.
Успехи аутотрансплантаций не ограничиваются экспериментами. Они есть и в клинической практике.
Евгений Николаевич Мешалкин полностью отделяет легкое, перерезая сосуды, бронхи, нервы – все, чем орган связан с телом человека, и снова пришивает его. Легкое приживает и работает после этого, как и до операции. Можно спросить: зачем он это делает? Но это уже другой вопрос. При полном отделении легкого с последующим его пришиванием наверняка нарушаются все нервные связи органа с организмом. Существует мнение, что эта операция может помочь в случаях тяжелой астмы – болезни, сопровождающейся удушьем. Такую операцию при астме, не поддающейся другим видам лечения, профессор Мешалкин провел девять раз. Окажется ли эта операция действительно благотворной, пока не известно, – будущее покажет. Для нас с вами здесь главное не это: полное отделение и последующее пришивание такого сложного органа, как легкое, заканчивается его полным приживлением и нормальной работой. Но… Легкое свое. Здесь нет иммунологической чужеродности.
Человек в кепке пожимает руку доктору
1960 год. Американские хирурги успешно приживили 18-летнему юноше руку, которая была отрезана поездом. Операция прошла успешно. Юноша пользуется потерянной и вновь приобретенной рукой. И тут успех искусства хирургов, которым не мешала иммунологическая несовместимость. Рука своя.
Индржих Кржиж, 16-летний фрезеровщик, ученик ремесленного училища чехословацкого города Брно. В 6 часов вечера 16 октября 1964 года ему оторвало кисть во время работы на станке. Молодой врач Института травматологии города Карел Фиала принял решение приживить оторванную кисть. В 7 часов 10 минут, через 1 час и 10 минут, – операция. А через месяц Индржих уже шевелит пальцами пришитой руки. Она прижила и никогда не отторгнется.
Подобных операций накапливается в хирургических клиниках все больше и больше. Они проводятся и в Советском Союзе, в лаборатории Владимира Васильевича Кованова, в Институте травматологии и ортопедии, возглавляемом Мстиславом Васильевичем Волковым. А пересадки собственной кожи, когда лоскуты берутся в одном участке тела, чтобы закрыть дефект в другом, являются повседневными операциями современных хирургов. Как правило, аутотрансплантаты приживают, неудачи не связаны с иммунологическим барьером. Здесь все определяется хирургическим мастерством и жизнеспособностью пересаживаемой ткани.
Помимо аутотрансплантаций, есть еще примеры, когда отсутствуют генетические различия между донором и реципиентом, когда иммунитет молчит. Это, как мы уже говорили, пересадки органов от братьев или сестер-близнецов. Тканевые антигены таких близнецов, как и все у них, идентичны. Антигены друг друга не воспринимаются как чужеродные, и пересадки проходят успешно.
Вспомним официальную международную статистику. Из 636 операций пересадки от человека человеку почек только 9 пациентов прожили больше 2 лет, всего 3 человека пережили 3-летний срок и лишь 2 человека прожили больше чем 4 года. Процент успеха ничтожный. 2 случая из 636 – это 0,3 процента.
Эти две почки были взяты у родных братьев или сестер. Из 336 операций по пересадке почек от неродных доноров только 14 человек прожили год, и лишь один оперированный отметил двухлетний срок операции. Результаты понятны.
Статистика итогов пересадок между близнецами совсем другая. Она свидетельствует о принципиально иных итогах, когда иммунитет молчит. Так, например, из 22 операций, сделанных в разных клиниках мира в 1961 году, подавляющее большинство закончилось успешно. Произошло истинное приживление почек, взятых для пересадки от идентичного близнеца. Через четыре года нормально функционировало 14 пересаженных органов.
Это уже не 0,3 процента, а 64 процента!
Восемь почек перестали работать, но не потому, что отторглись. В них развился тот же патологический процесс, та же болезнь, которой страдал этот человек до трансплантации и которая вывела из строя его собственные почки. Но это уже результат природы болезни, с которой не умеют бороться. Ведь пересадка органов, как и вся хирургия, – это уже крайность. К ножу прибегают не потому, что хирурги любят оперировать, а оттого, что терапевты не могут вылечить. Стремиться надо к бескровному лечению. Когда становится ясна природа болезни, чаще всего находят способы борьбы с ней более нежные, чем оперативные. Если же нет – приходится оперировать. И конечно, операция пересадки почки не вылечивает человека, если причина не в ней, а во всем организме.
Я преклоняюсь перед хирургией, но вот что говорит нам беспощадная объективность: мастерство хирургов великолепно, самые сложные пересадки возможны, но… если иммунитет молчит. В случаях аутотрансплантаций и трансплантаций между идентичными близнецами – только… пока только.
Попытки пересадок тканей и органов от любого донора на сегодняшний день остаются, к сожалению, всего лишь попытками. Смелыми, но не достигающими основной цели – орган приживает лишь временно. Оперированные лишь на время превращаются в сфинксов, последняя загадка которых еще не разгадана. Впрочем, кто знает, может, и не последняя. Ведь сфинкс есть сфинкс. Наша задача – разгадать ее, эту последнюю, а может, очередную загадку. Заставить несовместимые ткани, из которых составлен сфинкс, мирно сосуществовать годы, десятилетия, всю жизнь.
Это одна из важнейших задач современной медицины и биологии. Это центральная проблема сегодняшней иммунологии.
Взаимосвязь наук
«Недопустимо, чтобы молодые ученые забывали о том, что новые открытия обнаруживают тенденцию возникать в пограничной зоне между различными науками, где одна дисциплина примыкает к другой. Если бы я понимал это раньше, я был бы гораздо лучшим биологом».
Джеймс Грей
Сфинкс в ракете
Рождаются все новые и новые науки. Этот процесс совершается постоянно со все увеличивающейся скоростью. Таково время. На наших глазах родились кибернетика, бионика, биофизика, молекулярная биология, радиобиология и так далее. Новые отрасли знаний тотчас начинают ветвиться. Из радиобиологии, например, выросли радиационная биохимия, радиационная генетика, радиационная иммунология. Все эти новые отрасли возникли в тех местах, если так можно выразиться, где радиобиология соприкоснулась с биохимией, генетикой, иммунологией. Это то, что так часто называют «на стыках наук». В наши дни именно на этих-то «стыках» рождается много интересных и продуктивных направлений, открытий, теорий.
В тесное соприкосновение входят не только новые предметы исследований, но и старые науки. Из астрономии и биологии в наши дни родилась астробиология, или, как ее иногда называют, экзобиология, то есть наука о жизни вне (экзо) планеты Земля. Освоение космоса и медицина (это уже стык не двух, трех, а целой академии наук) породили космическую медицину. Медицина и космическая медицина принципиально отличаются друг от друга. Медицина занимается больными людьми. Космическая если и занимается людьми, то только здоровыми. Мне хочется думать, что космическая медицина – прообраз будущей профилактической медицины.
Иллюстрировать деление и связанность наук можно бесконечно. Это закон современности. Древо науки непрерывно ветвится. Старые ветви и молодые побеги устанавливают все новые связи между собой, передавая друг другу свои идеи, методы, достижения, открывая совместными усилиями новые возможности для человечества.
Посмотрите на историю иммунологии. Она родилась благодаря работам Пастера, Мечникова, Эрлиха и многих других, как ветвь микробиологии. Соприкоснувшись с хирургией, иммунология родила учение о несовместимости тканей при пересадках. Благодаря генетическим идеям возникла иммуногенетика, которая изучает закономерности передачи по наследству иммунологических признаков, изучает наследование групп крови. На стыке с эмбриологией родилось необычайно продуктивное учение об иммунологической толерантности, были созданы сфинксы.
Некоторые утверждают, что в наши дни интересные и важные открытия возникают только на стыках наук. Может быть, это и так. Но даже если это не совсем верно, представителям любой науки следует искать и устанавливать связи с другими специалистами как внутри своей отрасли, так и за ее пределами. А для этого необходим достаточный запас знаний, чтобы иметь возможность понимать и воспринимать идеи смежных отраслей.
Не трудно вспомнить крупнейшие теоретические обобщения и практические результаты из любой области наук, ставшие возможными благодаря идеям, пришедшим из смежных дисциплин. Я, как всегда, вспомню иммунологические примеры. Примеры, иллюстрирующие плодотворность взаимосвязи наук для теории и практики иммунологии.
Синтез идей, пришедших в иммунологию из генетики, биохимии и учения об эволюции, позволил Фрэнку Макферлену Бернету построить самую совершенную для наших дней теорию иммунитета.
Мужество объективности и Фрэнк Макферлен Бернет
Приходилось ли вам размышлять о мужестве ученого, о судьбе научных теорий, о горечи научного разочарования автора, когда становится очевидным, что его теория базировалась на опровергнутых наукой предпосылках?
О мужестве…
Кажется, уже все привыкли, что мужество ученого питается его верой в свою идею. Мужество ученого – это беззаветное отстаивание своей идеи, это костер, на который он готов взойти за нее. Но есть и другое мужество – признать, что ты не прав, что твоя теория не верна, что она устарела, что ее нельзя отстаивать. Мужество поражения. Впрочем, это не совсем то слово. Мужество объективности. Объективности в оценке собственных идей. Объективности в экспериментах, поставленных «за» и «против» себя, в мнениях других ученых. Мужество сказать: «Я был не прав».
Мы уже встречались на страницах этой книги с примерами мужества, неминуемо идущего в ногу с объективностью. На заре иммунитета, когда создавались первые его теории, во времена великой иммунологической дискуссии, ученые-соперники опровергали друг друга и самих себя и открыто признавали свои ошибки, свои неточности. Они проявляли мужество, они шли вперед. Собственно, в лагере ученых это не выдающееся явление – это норма. Совсем недавно академик Я.Б. Зельдович выступил против своей же теории вселенной и выдвинул весьма отличную точку зрения. Ученые не имеют права быть последователями кронинского героя Броуди, который говорил, что он не меняет свои мнения, ибо не считает себя в данный момент умнее, чем был раньше.
Ученый, если он убеждается, что был не прав, говорит: «Я был не прав». Говорит своими делами.
...Фрэнк Макферлен Бернет – профессор и директор Института медицинских исследований в Мельбурне и доктор философии Лондонского университета, автор самой популярной и наиболее правдоподобной теории иммунитета – готовил доклад.
Его теория, которая наилучшим образом объясняла многие неизвестные стороны иммунитета, на основании которой было предсказано существование ранее неизвестного феномена и предсказание сбылось, его теория, просуществовавшая с 1949 года около восьми лет, больше не выдерживала натиска экспериментальных данных. Многие факты оставались необъяснимыми, некоторые стороны теории базировались на предпосылках, опровергнутых современной генетикой.
Фрэнк Макферлен Бернет – в будущем лауреат Нобелевской премии – готовил доклад, опровергающий его собственную теорию. Теорию, поддерживаемую многими исследователями в мире, приводящими новые и новые доказательства ее правоты. И вот он, ее создатель, намерен выступить против, показать ее самые слабые стороны, ибо кто же знает их лучше, чем он сам!
Ему вспомнилось первое знакомство с иммунологией – наукой об иммунитете. В то время он был студентом Мельбурнского университета, и с тех пор прошло более 30 лет. Он, Фрэнк Макферлен Вернет, стал одним из крупнейших иммунологов мира, а его теория, объясняющая иммунитет, – одной из самых признанных. И эта теория его больше не устраивает.
Что не удовлетворяло его в его собственной теории? В теории, которая предусматривала как будто бы все. И тем не менее не все. Она не объясняла самого основного – как организм узнает чужеродного пришельца, как он отличает чужое от своего. Не объясняла, что происходит при развитии толерантности, когда организм перестает узнавать чужие антигены. Проблема распознавания «своего» и «чужого» – вот центральная проблема иммунологии, и она-то как раз осталась в тени.
Ни одна теория не пыталась объяснить, каким образом иммунологическая армия распознает чужеродные клетки, ткани или белки. Его теория также не отвечала на этот вопрос.
Самое главное всегда самое трудное – трудно выявить врага в своих рядах. Ликвидировать проще. Главное – его узнать. В отношении микробов это еще можно понять: микробы выделяют токсины и тем самым являются ядовитыми раздражающими источниками явной опасности. А вот чужеродные клетки животного происхождения нормальные, не ядовитые – их распознавание совершенно необъяснимо.
Решение выступить против собственной теории возникло давно. Но нельзя выступить просто против. Надо работать, надо найти и выдвинуть что-то новое, более совершенное. Теперь это уже можно сделать. Гипотеза механизма распознавания «своего» и «чужого» построена. Все прочие стороны иммунитета объясняются при этом еще лучше, чем прежде.
Через две недели Бернет вылетит в Лондон. На суд мировой науки будет предложена принципиально новая теория иммунитета. История мировой науки получит еще один образец мужества объективности. Фрэнк Макферлен Вернет не только опровергает свою старую теорию, но и покажет наиболее уязвимые места своей новой теории и пути ее экспериментальной проверки или опровержения. И даже если теория окажется неправильной, она заставит ученых проводить новые исследования. Единственное, что обязательно нужно требовать от теории, – это чтобы она заставила ученых поставить такие эксперименты, которые могут опровергнуть ее, если она не права.
Какие кардинальные достижения биологии сделали уязвимой предыдущую теорию? Чего нельзя не учитывать при создании новой? Прежде всего того, что поток информации в любой клетке идет от гена к белку. Иначе говоря, материальным носителем информации, то есть «планов», по которым клетка живет и строит свои белки, являются гены в ядре клетки. Химическая структура гена – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК служит матрицей, по которой с великой точностью строится специфическая для данного гена рибонуклеиновая кислота (РНК). По рибонуклеиновым матрицам строятся специфические белки. Вот весь путь:
ДНК → РНК → белок.
Современная генетика и биохимия доказали, что строение белка определяется строением РНК, а строение РНК определяется специфической структурой соответствующего участка ДНК. Чтобы клетка начала синтезировать новый белок, есть только один путь – изменить структуру ДНК. И это действительно случается. Именно случается, так как изменения ДНК случайны и, как правило, не соответствуют воздействующим в этот момент влияниям внешней среды. Это не значит, что изменения в ДНК нельзя вызвать внешними влияниями. Можно, но не адекватно им. Под влиянием одного и того же воздействия могут возникать самые разнообразные изменения в ДНК – мутации, и наоборот, под влиянием различных воздействий могут возникнуть одинаковые мутации.
А между тем чужеродный антиген заставляет клетки вырабатывать белки-антитела соответственно своему влиянию. Антитело – молекула специализированного белка гамма-глобулина, адекватного антигену. Раньше считали, что антиген, проникая в клетку, сам становится матрицей для синтеза гамма-глобулина и они, штампуясь об него, приобретают специфическую адекватность. Генетика и биохимия доказали, что этого не может быть. Белок подчиняется только одной матрице – своей РНК. Возникла мысль, что антиген изменяет РНК. Тоже нет, она подчиняется только одной матрице – своей ДНК. А на ДНК чужеродный белок-антиген направленно повлиять не может. Это закон.
Новая теория не должна противоречить истинам современной генетики. Новая теория Бернета заимствует основную идею из учения об эволюции, учения о развитии и совершенствовании жизни на Земле.
Эволюционное учение объясняет совершенствование форм живых организмов постоянно идущим естественным отбором, селекцией (selectio – выбор). Внешние условия жизни из десятков и сотен тысяч различных особей отбирают наиболее приспособленных, наиболее пригнанных к данным условиям. Наиболее пригнанные организмы, естественно, обладают преимуществами, большими шансами выжить, оставить потомство.
Но откуда берутся эти тысячи различающихся особей, из которых идет отбор? Кто или что является поставщиком форм для селекции? Таким поставщиком являются мутации. Те случайные разнонаправленные изменения генов, о которых уже говорилось. Изменение любого гена приводит к изменению какого-то внешнего или внутреннего признака данного организма. Мутации происходят как будто бы не часто, в среднем одна мутация на миллион особей. Но генов очень много. В каждом организме содержится по меньшей мере несколько миллионов генов, контролирующих несколько миллионов соответствующих им признаков. В итоге получается, что в любом достаточно большом сообществе организмов одного вида, или, как говорят, в любой популяции, всегда имеются различные варианты организмов, различающихся по тем или иным признакам. Раз возникнув, мутации передаются из поколения в поколение, так что в итоге в каждой популяции накапливается огромное количество различных вариантов мутировавших генов и, соответственно, различные варианты контролируемых данными генами признаков. Так, в каждой популяции любых организмов накапливаются тысячи так или иначе различающихся между собой особей, форм для селекции.
Пчелы летят на цветы с буквами
Представьте себе некий луг. На нем растут сотни тысяч цветов, Мутации привели к тому, что форма чашечек у разных цветов различна. Обозначим условно главенствующие формы, как формы А, Б, В, Г.
Над лугом постоянно обитают насекомые – некие очень мелкие мушки, которые могут залезть в любую чашечку и на своих крыльях перенести пыльцу в любой другой цветок. Опыление происходит у всех, и каждый цветок имеет равные шансы оставить семена, оставить потомство. Так происходит из года в год. На лугу цветут все цветы – А, Б, В, Г.
Теперь представьте себе, что наш луг заселили и заняли преимущественное положение другие насекомые, гораздо более крупные. Настолько крупные, что они могут забраться за нектаром только в чашечку формы Б. Цветок с такой чашечкой сразу получает преимущества перед другими. Теперь опыляются главным образом цветки Б, они чаще, чем все другие, оставляют потомство. Работает селекция. Через пару-тройку поколений подавляющее большинство цветов на нашем гипотетическом лугу будет иметь чашечки формы Б.
То, что я рассказал, конечно, весьма упрощенная схема. Но без этого было трудно объяснить теорию Бернета.
Гамма-глобулины вырабатываются клетками лимфоидной ткани. Их очень много. Популяция (то есть все количество, весь народ. Populus – народ) лимфоидных клеток в человеческом организме измеряется числом 1012. Это не миллионы и даже не миллиарды. Это сотни миллиардов! Представляете, какое количество мутантных различающихся между собой вариантов клеток среди такой большой популяции. Различаются и формулы молекул гамма-глобулинов, синтезируемых разными клетками. И даже если мутировавший ген встречается только один на миллион, то и тогда в популяции из 1012 лимфоидных клеток должно быть 106, то есть миллион клеток, отличающихся друг от друга формой вырабатываемых молекул гамма-глобулина. Среди миллиона вариантов молекул гамма-глобулинов есть самые разнообразные. И какой бы антиген мы ни взяли, для него найдется подходящая, как ключ к замку, молекула. Каждая форма клеток вместе с ее потомками составляет семью, и называется она клоном. Таким образом, вся лимфоидная ткань состоит из клеточных клонов. Она исходно от рождения, так сказать, неоднородна. Клонирована с самого начала.
Давайте снова вспомним наш луг. Только на нем теперь не цветы. Луг – это популяция лимфоидных клеток. Вместо цветов – клетки, вырабатывающие гамма-глобулины. Различаются они не по форме чашечек, а по форме вырабатываемых глобулинов. Обозначим их теми же буквами: А, Б, В, Г.
Предположим, в организм проник антиген б. Ему нет необходимости вмешиваться в неприкосновенный для клетки поток генетической информации ДНК → РНК → белок. Молекулы антигена б циркулируют по организму и встречаются с клетками, которые по своей генетической природе вырабатывают адекватные данному антигену гамма-глобулины. Антиген б соединяется с такой клеткой и становится для нее раздражителем. В свою очередь, она начинает ускоренно размножаться – делиться, чтобы выработать много соответствующих этому антигену глобулинов-антител, которые в дальнейшем соединятся и нейтрализуют его.
При каждом делении из исходной клетки возникает две, из этих двух – еще по две, и т.д. Клеток клона Б становится много. И если этот же антиген попадает повторно антитела вырабатываются быстрее и в большем количестве, чем первый раз.
Таким образом, антиген явился фактором отбора, фактором селекции данного клона клеток. Вот почему теория Бернета получила название клонально-селекционной теории иммунитета, или теории селекции клонов.
Но иммунитет – это лишь одна сторона проблемы. Селекция клонов объясняет и развитие иммунологической толерантности.
В эмбриональный период, когда лимфоидная ткань еще только формируется, попадающий извне антиген б также встречается с соответствующими ему клетками. Но они, эти клетки, еще не зрелые и не могут среагировать размножением на присоединившийся к ним антиген. Более того, они не выдерживают контакта с ним и погибают. Клон исчезает, или – новый термин – элиминируетея, то есть убирается. Рождается организм, в котором нет клона клеток, способного вырабатывать антитела против антигена б. Но есть все остальные клоны, способные реагировать против антигенов а, в, г и т. д. Рождается толерантный к антигену б организм.
Точно таким же образом объясняется неспособность лимфоидных клеток вырабатывать антитела против антигенов организма, в котором они живут, то есть против «своего». Лимфоидная ткань и все ее клетки в эмбриональном периоде всегда встречаются со всеми антигенами зародыша. Поэтому в ней не может накопиться клон клеток, реагирующий против «своего». Как только появляется вследствие мутации клетка, способная в будущем реагировать против нормальных антигенов «своего» тела, она, так сказать, идет на сближение и пытается начать бой. Но… мала еще, не созрела, не может ответить размножением,и гибнет: клон не накапливается. Родившийся организм, таким образом, лишен клонов клеток против собственных антигенов. Он толерантен к ним. Следовательно, дело не в том, что лимфоидная ткань каким-то образом умеет распознавать «свое», а в ней просто нет клеток, которые могли бы вырабатывать антитела против собственных антигенов тела.
Вот в самых общих чертах теория Фрэнка Макферлена Бернета, наилучшим образом объясняющая основные механизмы иммунитета – распознавание «своего» и «чужого», выработку антител и толерантности. Эта теория родила тысячи экспериментов и идей по проверке, подтверждению и опровержению. Эти тысячи работ вскрыли новые важные факты и закономерности в иммунологии. Теория совершенствовалась и совершенствуется. Идея клонированности подтвердилась полностью, механизм толерантности уточняется. Наука сделала еще один шаг, приближаясь к истине.
