С понедельника, шестого октября, началась Нобелевская неделя. В ближайшие дни будут названы имена авторов открытий и исследований, которые оказали существенное влияние на развитие человечества. И с важностью открытий, за которые была присуждена первая Нобелевская премия 2008 года, – по физиологии и медицине – трудно спорить. Лауреатами самой престижной научной награды стали открыватели вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и папилломавируса, который вызывает рак шейки матки.
Главное слово XX века
Сейчас трудно найти человека, который бы не слышал о ВИЧ (вирусе иммунодефицита человека) и СПИДе (синдроме приобретенного иммунодефицита). Но 27 лет назад врачи были озадачены увеличением числа пациентов с редкими заболеваниями, такими как саркома Капоши. Этот вид злокачественной опухоли, локализующийся в дерме (коже), до 1980-х годов встречался с частотой один-два случая на десять миллионов, причем все пациенты были старше 60 лет. Большинству новых заболевших еще не исполнилось 30 лет.
Кроме учащения случаев саркомы Капоши в больницы Европы и США стали поступать пациенты со злокачественной формой пневмоцистной пневмонии. Это заболевание вызывается грибком Pneumocystis jirovecii и крайне редко встречается у людей с нормальным иммунитетом.
У необычных пациентов встречались другие общие заболевания и симптомы, например, увеличенные лимфоузлы. Кроме того, их объединял еще один признак: большинство страдавших редкими заболеваниями были гомосексуалистами. Стандартное лечение не оказывало заметного эффекта на состояние пациентов, число которых росло. Кроме мужчин нетрадиционной ориентации, симптомы проявлялись у людей, страдающих гемофилией, наркоманов и пациентов после трансплантации органов. Через некоторое время врачи осознали, что все эти, на первый взгляд, несвязанные вещи определяются одной и той же причиной, но выявить ее не удавалось.
Ретровирусы – это класс вирусов, которые в ходе размножения "записывают" свою генетическую информацию в геном клетки-хозяина. То есть, зараженная клетка несет в себе вирус даже в том случае, если в данный момент он неактивен.
В 1982 году к поискам присоединилась группа исследователей из Института Пастера, которую возглавлял Люк Монтанье (Luc Montagnier). Одним из сотрудников Монтанье была Франсуаза Барр-Синусси (Francoise Barre-Sinoussi). К тому моменту, когда будущие нобелевские лауреаты занялись решением страшной загадки (пациентам не помогало лечение, и они быстро умирали), один из ученых, также пытавшийся понять причину нового симптомокомплекса, Вилли Розенбаум (Willy Rozenbaum) из клиники Биша в Париже, предположил, что все симптомы вызываются ретровирусом.
Розенбаум послал Монтанье образец ткани лимфоузла одного из пациентов с характерными для неизвестного заболевания симптомами. Монтанье и Барр-Синусси изолировали клетки лимфоузла и вырастили их культуру. Исследователи обнаружили в клетках активность фермента, который необходим ретровирусам для того, чтобы "вписать" свой геном в ДНК хозяина. Генетическая информация ретровирусов находится в форме РНК, а в ядрах зараженных клетки находится ДНК. Вирусный фермент обратная транскриптаза переводит геном вируса с "языка РНК" на "язык ДНК".
Обнаружение активности обратной транскриптазы само по себе является доказательством того, что в клетках "хозяйничает" ретровирус. Однако Монтанье и Барр-Синусси продолжили работу и обнаружили вирусные частицы, отпочковывающиеся от зараженных клеток. Исследователи добавили эти частицы к здоровым и уже зараженным клеткам и убедились, что вирусы убивают их.
К 1984 году Монтанье и Барр-Синусси удалось выделись аналогичные вирусные частицы из клеток людей, у которых симптомы появились после незащищенного секса, из клеток гемофиликов, а также из клеток пациентов с пересаженными органами и детей, родившихся от заболевших матерей. Вскоре нескольким группам удалось показать связь между наличием вируса и проявлением симптомокомплекса, известного как СПИД (хотя долгое время – и даже сейчас – некоторые исследователи считают, что этот факт не доказан).
Монтанье и Барр-Синусси назвали новый вирус вирусом, ассоциированным с лимфоаденопатией. Однако это название не прижилось. Спустя год американский исследователь Роберт Галло (Robert Gallo) подтвердил открытие команды Монтанье, но назвал выделенный вирус Т-лимфотропным вирусом человека второго типа. Еще через год, в 1986 году, научное сообщество постановило дать новому вирусу то имя, которое мы знаем сегодня, - вирус иммунодефицита человека. Выбор такого названия был определен основным симптомом, который "тянет" за собой остальные – ослаблением иммунной системы.
Доказательство того, что страшное заболевание вызывает ретровирус, и разработка технологии его выделения позволили ученым всего мира начать более "прицельное" изучение "чумы XX века". До тех пор, пока не стало ясно, что именно вызывает симптомы, лечить болезнь было невозможно. После того, как убийца был идентифицирован, исследования пошли значительно быстрее. В 1985 году была получена полная последовательность РНК вируса. Сейчас ученые знают очень многое о жизненном цикле ВИЧ (фактически, он является наиболее изученным из всех известных вирусов). Современные лекарства воздействуют на разные стадии процесса заражения и размножения вируса и позволяют пациентам долгое время вести нормальный образ жизни.
Почему исследователи решили, что Нобелевской премии достойны именно работы по открытию вируса иммунодефицита, понятно. Возникает вопрос, почему в число лауреатов не попал Роберт Галло, чьи работы во многом способствовали доказательству того, что ВИЧ является инфекционным агентом, вызывающим СПИД. Команды Галло и Монтанье опубликовали свои работы приблизительно в одно и то же время, однако в отношении некоторых экспериментов американского биохимика возникли сомнения (в частности, Галло обвиняли в использовании образцов ВИЧ из лаборатории Монтанье). В конце концов научный мир пришел к негласному заключению, что Монтанье и Барр-Синусси первыми выделили ВИЧ, а Галло первым показал его связь со СПИДом. Однако в официальном пресс-релизе, посвященном Нобелевской премии по физиологии и медицине 2008 года, имя Галло ни разу не упоминается.
Свое мнение
Вторую половину Нобелевской премии (а это целых 650 тысяч долларов) получит немецкий вирусолог Харальд цур Хаузен (Harald zur Hausen). Можно сказать, что он получил эту награду за то, что "восстал против существовавшей догмы" (цитата из официального пресс-релиза). Еще в 1970-х годах цур Хаузен предположил, что вирус папилломы человека вызывает рак шейки матки, который занимает второе место по частоте встречаемости у женщин после рака груди. До этого времени ученые считали, что рак не является вирусным заболеванием. Немецкий вирусолог также заключил, что ДНК этого ретровируса может присутствовать в опухолевых клетках.
В течение десяти лет цур Хаузен пытался найти вирусную ДНК в раковых клетках. Это была совсем не простая задача для того времени, особенно если учесть, что в геном клетки встраивается не вся ДНК вируса. В 1983 году ученый обнаружил не встречавшуюся раньше ДНК папилломавируса в клетках рака шейки матки. Это ДНК принадлежала онкогенному штамму папилломавируса – HPV16. В 1984 году цур Хаузен выделил и клонировал HPV16 и еще один штамм - HPV18. Вместе эти два штамма "ответственны" за 70 процентов всех случаев рака шейки матки.
Работы цур Хаузена позволили лучше понять природу и механизмы распространения вируса папилломы человека, который вызывает около пяти процентов всех случаев рака. Благодаря его открытиям ученые смогли разработать лекарства, помогающие значительно снизить смертность и необходимость хирургического вмешательства при заболеваниях раком шейки матки.
В надежде на продолжение
В 2008 году Нобелевская премия была присуждена за открытия, сделанные четверть века назад. Как это не печально, но такой срок является обычным для этой премии. За это время ученым удалось значительно продвинуться в разработке лекарств против рака и СПИДа, однако так и не удалось полностью победить эти болезни. Возможно, научный мир так долго тянул с награждением первооткрывателей ВИЧ и папилломавируса в надежде, что предоставится возможность наградить тех, кто разработает панацею от этих напастей. Остается надеяться, что нынешние лауреаты смогут когда-нибудь поздравить ученых, закончивших то, что начали они.