Самая главная молекула. От структуры ДНК к биомедицине XXI века - [80]

Безусловно, в отношении индивидуума суицидальный синдром представляет собой ненормальное явление. Ну а в отношении популяции, общества в целом? Вот было бы славно, если бы Гитлер и Сталин страдали суицидальным синдромом и покончили с собой вместо того, чтобы уменьшить население планеты на миллионы и миллионы достойных лучшей участи человеческих существ. Не вызывает сомнений, что наш мир был бы куда более безопасным местом, если бы некоторые индивидуумы никогда бы не родились, а если все же родились, то наложили бы на себя руки в ранней молодости. Чего далеко ходить за примерами? Взять хотя бы бен Ладена.

В живой природе часто встречается генетически запрограммированное полное или частичное саморазрушение. Чтобы передать эстафету жизни следующему поколению, лосось, повинуясь своей генетической программе, покидает просторы океана, поднимается вверх к самым истокам мелких рек и ручьев, преодолевая на своем пути чудовищные препятствия. На всем протяжении этой дороги смерти рыба ничего не ест, используя исключительно ресурсы, нагуленные в океане. Достигнув места нереста совершенно истощенной, рыба освобождается от икры или спермы, после чего умирает от голода. Поведение лососевых – яркий пример того, как организмы бывают генетически запрограммированы на полное самопожертвование ради продолжения рода.

Каждую осень мы являемся свидетелями массового «временного самоубийства», когда лиственные деревья сбрасывают листву, опять же строго подчиняясь генетической программе. В дополнение ко всему этому в ДНК эукариот была обнаружена программа, которая, будучи включена, запускает цепь событий, ведущих к гибели клетки. Такое запрограммированное саморазрушение клетки получило название апоптоза, что по-гречески означает «отпадание».

Выявление апоптоза и его роли в биологии и медицине принадлежит к числу наиболее значительных прорывов в области молекулярной и клеточной биологии самого конца ХХ века. Удивительно, что такое фундаментальное и широко распространенное явление так долго оставалось в тени. Но когда, в основном благодаря работам Роберта Горвица из Массачусетского технологического института, важность апоптоза была осознана, явление оказалось в центре внимания исследователей и врачей. (Сам Горвиц был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2002 год.) Несомненно, апоптоз заслуживает такого всеобщего внимания. Ведь если клетки оборудованы всем необходимым, чтобы совершать самоубийство, и только ждут специального сигнала, все, что нам нужно научиться делать, – это посылать такой сигнал вредным клеткам, от которых мы хотели бы избавиться. Разумеется, прежде всего речь идет о раковых клетках.

Выяснилось, что один из таких сигнальных белков, посылающих команду «Умри!» раковым клеткам, был давно известен: это так называемый фактор некроза опухоли (ФНО). Подобно другим сигнальным белкам, ФНО связывается со специальными рецепторами на поверхности клеток, и это связывание дает начало длинной эстафете событий, ведущей непосредственно к ДНК. В результате происходит включение специальных генов системы апоптоза, в том числе наработка протеаз и нуклеаз, которые разрушают клеточные белки и нуклеиновые кислоты. Клетка распадается на куски, и эти куски пожираются специальными клетками, макрофагами, которые в нашем теле играют роль мусорщиков. В результате от клетки, получившей команду «Умри!», не остается и следа.

«Потрясающе! – наверное, думает читатель. – Вот оно, наконец-то, настоящее средство от рака. ФНО специфичен к раковым клеткам, так что нормальные клетки не воспримут команду "Умри!"». Несомненно, ФНО – очень перспективное средство борьбы с раком. Но вскоре после того, как ФНО был открыт лет 40 назад, выяснилось, что он не убивает большинство раковых клеток. Нормальная функция ФНО, по-видимому, состоит в устранении зародышевых опухолей, состоящих всего из нескольких раковых клеток. В то же время организм должен защитить себя от пусть очень редких случаев, когда команда «Умри!» воспринимается нормальной клеткой. Поэтому, как в последствии выяснилось, наряду с включением процесса апоптоза ФНО индуцирует выработку белка, ядерного фактора каппа Б (ЯФ-κБ), который включает гены, препятствующие клеточной смерти.

ЯФ-κБ – это одно из нескольких «лекарств», вылечивающих клетки от суицидального синдрома. В лаборатории Балтимора в МТИ провели следующие опыты. Был приготовлен эмбрион мыши, у которого путем специальной процедуры (известной как генный нокаут) был удален ген ЯФ-κБ. Это привело к такому массовому самоубийству клеток печени, что эмбрион умер, так и не родившись.

Так возникла еще одна идея борьбы с раком. Можно попытаться найти лекарства-ингибиторы ЯФ-κБ, в результате чего раковые клетки станут гораздо охотнее подчиняться команде «Умри!» со стороны ФНО. Но ингибиторы ЯФ-κБ могут оказаться даже еще более полезными. Апоптоз можно вызвать далеко не только с помощью ФНО. Если клетка (особенно клеточная ДНК) существенно повреждена, она может вступить на путь самоуничтожения, т. е. апоптоза. Однако ЯФ-κБ обычно мешает клетке пойти по этому пути. Если вывести из строя ЯФ-κБ, опухолевые клетки, поврежденные в результате радио – и химиотерапии, сами закончат свое существование посредством апоптоза.