Читать книгу "Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть - Роб Данн"

Итак, в один прекрасный день 1996 года Билл Паркер сидел в своей лаборатории, размышляя о том, что ему известно об иммуноглобулине А. Такие моменты переживали многие ученые (наверное, так чувствует себя ягуар, поймавший броненосца) – они напряженно думали, как проникнуть под броню фактов и найти закономерность, связывающую их в единое целое. Иногда вскрыть броненосца так и не удается, и он спокойно гуляет по лаборатории – целый и невредимый. Но столь же часто ягуару все же удается обнаружить в броне слабое место. Вот и Паркеру показалось, что он нашел верное объяснение, которое придавало смысл всем его разрозненным наблюдениям. Ответ был очевиден, и не требовалось никаких новых исследований, по крайней мере пока. Если теория Паркера окажется верна, то она перевернет все наши нынешние представления о самых распространенных антителах нашего кишечника.

Откровение, посетившее Паркера в 1996 году, состояло в следующем: если организм с помощью иммуноглобулинов А пытается освободиться от бактерий, то он тем самым оказывает себе поистине медвежью услугу. Если бактерии пытаются избежать контакта с антителами класса иммуноглобулинов А, им это также не удается. Они не только оставили дверь открытой, но и поменяли замок таким образом, чтобы он подходил для ключа – антител класса IgA. Естественно, у бактерий нет никаких дверей и специальных рецепторов к иммуноглобулинам А; справедливо также и обратное. Дело в том, что на поверхности антител IgA присутствуют определенные сахара. Бактерии распознают эти сахара и реагируют на них. Мысль Паркера заключалась в том, что все иммунологи, до сих пор изучавшие действие иммуноглобулинов А в нашем кишечнике, заблуждались относительно их функции. На самом деле они помогают бактериям! Антитела способствуют слипанию бактерий в конгломераты и их закреплению на слизистой кишечника. Эта фиксация препятствует вымыванию бактерий из просвета кишки.

Иммуноглобулины класса А помогают бактериям тем, что сооружают для них подобие строительных лесов, на которых бактерии соединяются вместе, образуя биопленку – сообщество разнородных бактериальных клеток. Биологические пленки очень широко распространены в природе – их, например, образуют бактерии, живущие на муравьях-листорезах. Паркер ничего не знал о листорезах, но знал, что подобное взаимодействие встречается в мире растений. Он понял, что бактерии в кишечнике человека поразительно схожи с бактериями, обитающими на корнях растений. Что, если человеческий организм, как и растения, вырабатывает вещества, способствующие прилипанию бактерий? Что, если иммуноглобулины не воюют с бактериями, а, наоборот, помогают им удержаться на слизистой кишки?

Для того чтобы проверить эту идею, Паркеру нужно было в лабораторных условиях смоделировать взаимодействие иммуноглобулинов А с кишечными микробами. Ученый начал выращивать клетки слизистой оболочки кишечника на пластиковых пленках, а затем добавлял в эти культуры бактерии. По всей лаборатории были расставлены пробирки с невообразимой дрянью. Для усиления роста клеток в культуры добавляли человеческие экскременты. Иногда путь к открытию приходится прокладывать через незнакомый лес, где взору исследователя вдруг открываются неведомые ранее чудеса. Но бывает, что роль леса исполняет лаборатория, заполненная бактериями, выделенными из человеческих экскрементов. Всякому стороннему наблюдателю эта картина показалась бы ужасной и даже вульгарной – но не Паркеру, которому лабораторный запах казался сладким запахом открытия.

В 1996 году у Паркера не было ничего, кроме идеи, но она имела колеса и могла двигаться. Это и надо было проверить. Опыты заняли целых семь лет. Наконец, Паркеру удалось показать, что если к биопленкам добавлять иммуноглобулины А, то пленки растут быстрее и достигают большей толщины. В присутствии иммуноглобулинов А к клеткам кишечника прилипало вдвое больше бактерий. Если же к пленкам добавляли фермент, расщепляющий иммуноглобулины А, то пленки распадались. Паркеру показалось, что он нашел убедительные доказательства своей правоты, но… сначала ему никто не поверил. Колеса идеи прокручивались вхолостую. Никто не давал денег на исследования, ни один журнал не принимал его статьи. Наконец, в 2003 году Паркеру удалось опубликовать статью. Но заметят ли ее? Не канет ли она в Лету вместе с другими безвестными идеями? Паркер мог быть тысячу раз прав, но это не гарантировало признания.

Наконец в 2004 году случился прорыв. Джеффри Гордон, известный и заслуженный ученый, получавший в виде грантов миллионы долларов и имевший в своем распоряжении дюжину докторантов, написал теоретическую статью в поддержку идеи Паркера[63]. Статья Гордона стала неким порогом, необходимым толчком, и вскоре тем, кто выжидал, было дано разрешение поверить Паркеру. Со скоростью приливной волны, захлестывающей корни мангровых зарослей, идея Паркера превратилась из ереси если и не в догму, то, во всяком случае, в признанную теорию. Стало очевидно, что основной функцией иммуноглобулинов А является помощь бактериям. В своих лабораторных исследованиях, результаты которых изначально никто не хотел публиковать, Паркер показал, что в присутствии иммуноглобулинов А бактерии растут в пятнадцать раз быстрее, чем в отсутствие IgA. Следовательно, иммуноглобулины не просто помогают бактериям, но и делают это очень активно!

Идея Паркера, несмотря на свою внешнюю непритязательность, оказалась поистине революционной. Когда Паркер приступал к своей работе, все были убеждены, что первоочередная задача нашей природной иммунной системы – воевать с бактериями. Дело было закрыто. Теперь Паркер и многие ученые стали отстаивать абсолютно противоположную точку зрения. Антитела иммуноглобулинов класса А, стучась в двери бактерий, не атакуют их. Иммуноглобулины помогают бактериям, поставляя вещества, позволяющие им образовывать структуры, называемые биологическими пленками. Паркер и Боллингер показали, что такие пленки выстилают слизистую оболочку большей части толстого кишечника и аппендикса. На микроскопических срезах был отчетливо виден ковер, состоящий из плотных рядов коротких стержней и напоминающий строй солдат, стоящих плечом к плечу[64]. С медицинской точки зрения эти биологические пленки всегда рассматривались как зло. Такие пленки охотно вырастают на стенках лабораторных пробирок и на прочем лабораторном оборудовании. Но в нашем кишечнике биопленки, возможно, играют положительную роль, может быть, они нам даже необходимы. Мы еще вернемся к вопросу о том, для чего хороши эти бактериальные пленки, а пока вспомним, что рассуждения Билла Паркера – это еще не конец истории.

Рэндал Боллингер, воспользовавшись идеей (а теперь уже и открытием) Билла Паркера, предложил свое объяснение функции аппендикса в человеческом организме. Если иммунная система помогает бактериям кишечника и если аппендикс – это то место, где мы встречаем наибольшую концентрацию иммунной ткани и антител (причем скорость отмирания клеток здесь сравнима скорее с тихой заводью, нежели со стремительной рекой), то, вероятно, именно в аппендиксе антитела в наибольшей степени помогают бактериям. Аппендикс – это маленький инкубатор, отделенный от быстрого потока, несущегося по кишечнику (и отгороженный от плывущих в этом потоке патогенных бактерий), эдакий дзен-буддийский садик микробной жизни.