Теломераза — один из многих примеров того, как в раковых клетках взрослого организма активируются гены, которые в норме бывают активны только в эмбрионах. Существует целая группа онкомаркеров (белков, по присутствию которых можно заподозрить наличие злокачественной опухоли в организме), называющихся «онкофетальные белки». Это макромолекулы, которые в норме производятся только в эмбриональных тканях человека и исчезают после формирования плода. В злокачественных опухолях, однако, они начинают синтезироваться снова, что позволяет использовать их как маркеры для диагностики болезни. Одним из таких онкофетальных белков является альфа-фетопротеин (AFP) — маркер гепатоцеллюлярной карциномы, рака печени. В открытии и изучении этого белка важную роль сыграли работы отечественных ученых Г. И. Абелева и Ю. С. Татаринова. Именно они разработали эффективный метод определения этого онкомаркера в сыворотке крови (реакция Абелева — Татаринова, или «альфа-фетопротеиновый тест»). Другой пример такого рода — раково-эмбриональный антиген (CEA), маркер рака толстого кишечника. О том, какие механизмы позволяют опухолевой клетке так «молодо выглядеть» на молекулярном уровне, мы поговорим дальше.

Лирическое отступление

История HeLa

В 1951 году в больнице Хопкинса в США умирала от рака матки молодая темнокожая женщина. Хотя при жизни никто не назвал бы Генриетту Лакс выдающимся человеком, смертельная болезнь оказалась для нее шагом в научное бессмертие. Во время операции у Генриетты взяли кусочек опухолевой ткани для анализа. В то время в госпитале (а крупные госпитали в Америке традиционно не только лечебные заведения, но и центры медицинской науки) работал доктор Джордж Гай, страстно увлеченный идеей культивирования клеток в искусственных лабораторных средах (вне организма). Однако то ли из-за недостатков питательной среды, то ли еще по каким-то причинам все эти клетки (включая раковые) в пробирках погибали уже через несколько дней. Джордж Гай не сдавался — он добавлял в среду все новые ингредиенты, включая пуповинную кровь и пюре из зародышей телят (похоже на рецепты средневековых колдовских зелий, не так ли?). Он даже изобрел специальную машину для вращения пробирок, в которых культивируются ткани (более совершенные аналоги этого приспособления до сих пор используют в лабораториях). Движение жидкой среды в крутящихся пробирках должно было имитировать естественный ток питательных жидкостей в живом организме. Однако и это остроумное изобретение не смогло существенно продлить жизнь клеткам. Проба Генриетты Лакс была одной из десятков и сотен среди тех, которые Джордж Гай пытался культивировать в своей системе. Однако в этом случае впервые за долгие годы его ожидал успех.

Клетки Генриетты не погибли ни через несколько дней, ни через месяц, как это было со всеми предыдущими образцами. Они делились, удваивая свое количество каждые 24 часа. Эта культура, названная аббревиатурой из первых букв имени и фамилии пациентки HeLa, стала первой действительно бессмертной культурой человеческих клеток. На сегодняшний день общее ее количество в разных биологических и медицинских лабораториях по всему миру измеряется десятками тонн. Хотя с тех пор искусство культивирования тканей шагнуло далеко вперед и ученым удалось получить множество качественных клеточных линий, HeLa продолжает оставаться одним из излюбленных научных объектов. Именно появление стандартных (генетически однородных) клеточных линий сделало современную молекулярную биологию действительно точной наукой. До этого любой биологический образец был лишь приблизительно похож на другой, и в случае несовпадения результатов в двух лабораториях, работавших, скажем, с клетками печени человека, можно было лишь гадать, идет ли речь об ошибке одной из исследовательских групп, или же клетки двух пациентов действительно обладают неодинаковыми свойствами в силу разного генетического происхождения.

Бессмертные культуры клеток сделали биологический эксперимент повторяемым и воспроизводимым. По крайней мере, так считалось до недавнего времени. Исследования последних лет показали, что раковые линии продолжают эволюционировать и «в пробирке», накапливая новые мутации. Поэтому через несколько лет после разделения и выращивания в разных лабораториях их уже нельзя считать полностью тождественными друг другу. Однако в любом случае это лучшее, чем мы располагаем на сегодняшний день.

При участии культуры HeLa разработано множество вакцин, включая американскую вакцину против полиомиелита (советская была получена другим способом), остановившую распространение этой страшной болезни в Западном полушарии. Она внесла и продолжает вносить неоценимый вклад в изучение рака и поиск новых лекарств против него. Правда, есть у этой клеточной линии и свои недостатки, являющиеся оборотной стороной ее достоинств. Клетки HeLa настолько устойчивы и неприхотливы, что с легкостью вытесняют любые другие (в том числе и раковые) при выращивании в искусственных средах. Первый скандал по этому поводу возник еще в 1970-х годах, когда внезапно выяснилось, что в американской коллекции клеточных культур (ATCC) множество линий, выращенных первоначально из клеток разных пациентов, внезапно оказались клетками HeLa. И хотя с тех пор было принято множество мер для предотвращения подобных массовых «заражений», проблема полностью не решена и по сей день.

Cама Генриетта умерла, так и не узнав, какую воистину прорывную роль в мировой науке суждено было сыграть клеткам, извлеченным из ее тела, хотя первые научные результаты с HeLa получили еще при ее жизни. Стандарты информированного согласия пациентов на манипуляции со взятыми у них образцами в то время еще не были приняты. Тем более что речь шла не о белой даме из высшего общества, а о бедной необразованной негритянке. Никто не счел нужным поставить ее в известность о необыкновенном успехе взятых у нее клеток. И хотя благодаря НеLa фармацевтические компании заработали миллионы, если не миллиарды, долларов, ни сама Генриетта, ни ее потомки (у нее осталось несколько детей) не получили из этих денег ни гроша. Так что в конечном счете, как это часто бывает с человеческими историями, трудно сказать, какой у этой истории конец — счастливый или несчастливый…

Мы начали изучение жизни с основ — со строения генома, деления клеток. Но человеческое тело не просто растет, механически увеличиваясь в размерах. От момента зачатия до наступления зрелости оно проходит длинный и извилистый путь развития, венцом которого становится формирование таких фантастически сложных структур, как пятипалая конечность, способная совершать точнейшие манипуляции, лицо с мимической мускулатурой, позволяющей выразить тысячи оттенков эмоций, и, наконец, мозг, управляющий всем этим богатством. Впрочем, развитие (по-научному — онтогенез) нельзя назвать сугубо человеческой привилегией. Это свойство в той или иной степени присуще всем многоклеточным организмам. Образ крошечного семени, из которого вырастает новое растение, — один из излюбленных в нашей культуре с ее поклонением прогрессу, то есть опять-таки развитию. Однако соединить идею развития с идеей наследования генетических признаков в биологии оказалось не так-то просто.