Почему мы не похожи друг на друга

Очерки о биологической индивидуальности

Белки тканевой несовместимости отличают каждого из нас от окружающих и от всех живущих на планете людей. Чем же мы отличаемся друг от друга, в чем причина этой несхожести?

Этот сайт рассказывает о новейших исследованиях и намечающихся перспективах в расшифровке многих секретов биологической индивидуальности организмов.

 

«Новая иммунология»

Бернета с полным основанием считают родоначальником той науки, которую он сам назвал «новой иммунологией». Так считают потому, что содержанием иммунологии стали фундаментальные вопросы распознавания «я» и «не я», а не только невосприимчивость к микробам. Позже Медавар признавал, что величайший вклад Бернета в биологию вообще заключался именно в том, что он заставил иммунологов заново пересмотреть весь механизм иммунного ответа в свете подвижного разнообразия лимфоидных клеток. Еще мальчиком Бернет увлекался коллекционированием жуков и любил не так решать, сколько придумывать загадки. Современники позже описывали его невысоким, худощавым человеком, «натянутым как струна», сочетающим независимый дух шотландских предков-пресвитериан с австралийской национальной гордостью. И не напрасно Бернет стал еще при жизни классиком науки.

В 20-х гг., работая врачом-бактериологом в Мельбурне, Бернет доказал, что открытые французом Д'Эррелем в 1917 г. бактериофаги (вирусы, паразитирующие на бактериях) являются не единой, а многообразной группой разных микроорганизмов. От изучения бактериофагов в 30-е гг. Бернет перешел к исследованию вирусов, с его участием была получена одна из первых противогриппозных вакцин. В те времена его интересовало и взаимодействие микробов с вырабатываемыми организмом антителами, которые подогнаны друг к другу, как ключ к замку.

Иммунология вставала на прочную экспериментальную основу, и требовалась общая теория, удовлетворительно объясняющая не только, почему организм вырабатывает антитела и убивающие лимфоциты к чужеродным белкам, но и почему он не вырабатывает их к собственным. Бернет выращивал вирусы гриппа в куриных зародышах, а потом исследовал образование антител у цыплят, вылупившихся из зараженных яиц. Эти цыплята при дальнейшем заражении гриппом антител к вирусу не вырабатывали, почему Бернет заключил, что вирусы стали для них как бы «своими». У него возникла замечательная догадка.

В 1949 г. Бернет вместе со своим сотрудником Фрэнком Феннером опубликовал в малоизвестном биологическом журнале иммунологическую теорию, в общих чертах правомочную и в наши дни. Примечательно, что теория эта, названная селекционно-клоналыюй, не вытекала непосредственно из экспериментов (у взрослых кур, выросших из зараженных гриппом эмбрионов, в опытах Бернета способность к продукции антител к вирусу была нормальной). Суть теории вкратце сводилась к тому, что семейство иммунологических клеток-лимфоцитов разбито в организме на некие кусты (клоны), а чужеродный белок-антиген избирательно активирует (проводит селекцию) колонию лимфоцитов, чувствительных именно к этому белку.

Бернет писал о себе: «В медицинской науке я часто давал поводы для споров... Многим солидным ученым казалось, что я поступаюсь главным требованием к ученому: не идти дальше того, что можно установить экспериментально. Я слишком часто нарушал это правило, причем с возрастом грешил этим все больше». Грешный Бернет каждым своим предложением, гипотезой опережал исследовательский потенциал своего времени.

Наряду с собственными наблюдениями Бернета занимали и работы американского зоогенетика Рея Д. Оуэна, посвященные исключительным свойствам телят-близнецов. У телят, как и у людей, близнецы бывают двух видов: однояйцевые, генетически идентичные и обязательно одного пола, и разнояйцевые, развившиеся из двух одновременно оплодотворенных яиц. Оуэн обратил внимание на то, что в естественных условиях у разнояйцевых близнецов-телят в крови существует смесь двух видов эритроцитов: одни - его собственные, другие - брата (даже братьев-близнецов). Получить эритроциты другого вида каждый из телят мог только через плаценту, в которой происходит обмен кровью. В дальнейшем чужие эритроциты из крови каждого из близнецов не исчезали, что говорило о стойком химеризме - сочетании двух типов клеток. Значит, каждый близнец на очень ранней стадии развития передал другому свои клетки, и у обоих произошло отключение способности реагировать на чуждые белки ТС. Бернет предположил, что способность распознавать «свое» формируется в эмбриональном периоде, поэтому иммунологическая реакция на чуждое не развивается, если с этим типом клеток иммунная система встречается в момент зарождения.

Медавар с коллегами сначала провели пересадку кожи между разнояйцевыми близнецами-телятами и убедились, что они не отторгают кожу, как это обычно происходит у корон. Это было безусловно редким природным фактом. Но идея Бернета о том, как сделать чужое своим, доставляя его к только начавшим свое развитие лимфоцитам, могла стать общепринятой лишь в случае, если бы ее удалось повторить в заранее спланированном эксперименте. Идея эксперимента заключалась в том, чтобы создать избыток чужих белков у эмбриона, причем таких белков, которые не удалялись бы с кровью или иным путем. Неудача опытов самого Бернета, как можно было думать, была именно в том, что он использовал белки (гриппозную вакцину), не удерживающиеся долго в организме.

Медавар с помощниками в течение двух лег испытывал множество экспериментальных подходов, поскольку не было ясно, какие белки вводить зародышам, на какой стадии их развития, как следить за изменениями реактивности эмбрионов в дальнейшем. Вот здесь и пригодился весь недюжинный опыт, полученный Медаваром в экспериментах при трансплантации кожи. Используя инбредные линии мышей, исследователи привили эмбрионам одной линии смесь живых клеток, взятых у мышей другой линии. Самкам мышей линии СБА (серого цвета) на 15-18-й день беременности через надрез кожи вводили в матку лимфоциты мышей линии А (белого цвета). Многие животные не выдерживали вмешательства, погибали и зародыши. Но в 73-м по счету опыте самка СВА родила мышат, у которых циркулировали клетки мышей А. Через 1,5 месяца им пересадили кожу от тех же доноров, у трех из пяти мышат кожа стойко прижила, о чем говорил пук белых волос на серой спине реципиентов.

Трансплантаты от мышей других линий у этих реципиентов не приживали, а это указывало на специфичность наблюдаемого явления, названного авторами активно приобретенной иммунологической толерантностью. Статья Медавара с соавторами в ноябрьском выпуске журнала «Нейчур» стала исторической вехой. В 1960 г. Бернету как теоретическому провидцу теории толерантности и Медавару как ее экспериментальному творцу была присуждена Нобелевская премия.