Паразиты. Тайный мир - Циммер Карл (электронная книга txt) 📗
• • •
В сентябре 1909 г. сильный молодой человек из Нортумберленда слег с сонной болезнью в северо-восточной Родезии, недалеко от реки Луангва. В течение двух месяцев его болезнь не могли диагностировать, но затем он вернулся в Англию и обратился к докторам Ливерпульской школы тропической медицины. 4 декабря он поступил в Королевскую южную больницу, где его лечащим врачом стал майор Рональд Росс. Росс был одним из ведущих специалистов по тропической медицине; десять лет назад именно ему удалось вычислить жизненный цикл возбудителя малярии — то, как Plasmodium путешествует между москитом и человеком. Кровь больного сонной болезнью буквально кишела паразитами-трипаносомами — в каждой капле можно было насчитать тысячи существ, по форме напоминающих буравчики. Лимфатические узлы пациента распухли, ноги покрылись сыпью. Он сильно похудел. Росс пытался уничтожить паразитов при помощи состава с мышьяком, но вынужден был прервать лечение, потому что яд поразил глаза пациента. В апреле больного непрерывно рвало в течение нескольких дней, он потерял в весе десять фунтов. После этого он становился все более вялым, хотя иногда ненадолго приободрялся. Печень увеличилась, кровь в сосудах мозга начала застаиваться.
Росс пробовал и другие методы лечения. Он ввел кровь пациента крысе и дал паразитам размножиться. Затем он взял у крысы немного крови, нагрел ее, чтобы убить трипаносом, и вновь ввел эту грубую вакцину пациенту. Ничего не произошло. В мае у больного отказал анальный сфинктер, и Росс уже был уверен, что пациент умирает, но неделю спустя у молодого человека наступило внезапное и резкое улучшение. Оно продлилось всего несколько дней; вскоре больной вновь сдал, слег с пневмонией и умер. При вскрытии Росс не смог обнаружить в его организме ни одной трипаносомы.
Несколькими годами ранее Росс изобрел быстрый способ обнаружения паразитов в крови и в последние три месяца не раз пробовал его на своем пациенте. За это время он сумел получить первый в мире подробный «портрет» сонной болезни и построить то, что он описал в своем отчете как «замечательный график». На графике выявился четкий ритм: в течение нескольких дней трипаносомы бешено размножались, их количество увеличивалось едва ли не в пятнадцать раз. Затем столь же внезапно их число резко падало до почти незаметного уровня. Весь цикл занимал неделю или около того; вместе с числом паразитов изменялось и состояние пациента (лихорадка усиливалась или ослабевала), и число белых кровяных телец в его крови. Стало ясно, что больного атакуют не единичные паразиты — за время болезни в его организме они то неумеренно размножались, то почти полностью вымирали.
Росс увидел в этом пациенте «борьбу между защитными силами зараженного организма и агрессивной мощью трипаносом». Но какова, собственно, была природа этой борьбы, он сказать не мог. Сегодня, после еще девяноста лет исследований, ученые по-прежнему не в состоянии изготовить вакцину от сонной болезни, но теперь они по крайней мере понимают, как трипаносомы умудряются удержаться на гребне своей шипастой волны до самой смерти хозяина. Оказалось, эти существа играют в очень утомительную игру, которую можно было бы назвать «заманить и подменить».
Если бы вы смогли пролететь над трипаносомой, как в фильме «Фантастическое путешествие», зрелище, вероятно, показалось бы вам скучным. Больше всего оно напоминало бы однообразнейшее кукурузное поле где-нибудь в штате Айова: миллионы стеблей, стоящих сплошным ковром почти без промежутков между ними. Перелетите к соседней трипаносоме, и не увидите ничего нового: «стебли» точно так же торчат из ее шкуры густой щетиной. Если рассматривать любую из миллионов и миллионов трипаносом, обитающих в любой момент болезни в теле человека-хозяина, вы, скорее всего, увидите ту же картину.
Для иммунной системы человека эти паразиты должны быть легкой жертвой — примерно как рыба в бочке. Стоит иммунной системе познакомиться всего с одной из этих бесчисленных молекул-стеблей и запомнить ее, и она сможет истребить практически всех паразитов в организме. И в самом деле, когда В-клетки хозяина начинают производить антитела, настроенные на молекулы-стебли, трипаносомы начинают умирать. Но не вымирают полностью. В тот момент, когда кажется, что все трипаносомы в теле вот-вот исчезнут навсегда, их численность достигает минимума и вновь начинает расти. Их вид меняется, и если вы теперь будете пролетать над трипаносомой, то увидите не кукурузное поле, а пшеничное —тоже однообразный до предела пейзаж, но совсем другой.
Причина такой быстрой и резкой перемены — в уникальной организации генов трипаносомы. Все инструкции по строительству молекулы, которая служит строительным материалом для оболочки паразита, расположены в одном- единственном гене. Обычно при делении трипаносомы у новых особей под действием этого гена возникает точно такая же поверхность. Но примерно один раз за десять тысяч делений трипаносома вдруг отправляет этот ген в отставку — вырезает его с законного места в собственной ДНК. Затем паразит обращается к резервному запасу из тысячи с чем-то других генов, отвечающих за строение поверхности, выбирает из них один и вставляет его в ДНК на место прежнего. И поверхностную молекулу трипаносомы начинает формировать новый ген: эта молекула похожа на предыдущую, но не идентична ей.
Теперь иммунной системе, успевшей сосредоточиться на предыдущем облике чужака, требуется время на перенастройку— на то, чтобы опознать изменившегося паразита и изготовить для него новые антитела. Пока этого не произойдет, трипаносомы с новым обликом будут в безопасности и смогут стремительно размножаться. Когда же иммунная система перенастроится и начнет охоту за трипаносомой с новым антителом, где-нибудь успеет объявиться паразит с третьей разновидностью гена и, соответственно, третьим видом оболочки. Гонка может продолжаться несколько месяцев или даже лет — за это время трипаносомы успевают сбросить и поменять шкурку сотни раз. В крови хозяина накапливается множество самых разных фрагментов трипаносом, его иммунная система приходит в состояние перманентного перевозбуждения и атакует клетки собственного тела. В конце концов жертва умирает.
Такая стратегия — «заманить и подменить» — работает только потому, что у паразита имеется запас готовых генов, каждый из которых может отвечать за строительство молекул поверхностного слоя. Но эти гены невозможно извлекать из «загона» в произвольном порядке. Представьте, что произошло бы, если бы трипаносомы, попав в тело человека, успели использовать все имеющиеся в запасе гены и «походить» в каждой из оболочек. Иммунная система заготовила бы антитела к каждой из них и в конце концов покончила с инфекцией. А если бы трипаносома попыталась прибегнуть к старому трюку и вновь сменила оболочку, то оказалось бы, что этот ген уже использовался и у иммунной системы уже имеется шаблон для выпуска соответствующих антител. На самом же деле все обстоит не так. Трипаносомы перебирают свой запас генов в строго определенном порядке, по очереди. Возьмите две идентичные трипаносомы и заразите ими двух мышей, и их потомки будут менять гены и оболочки в одинаковом порядке. Таким образом паразит может растянуть свое существование в организме хозяина на многие месяцы.
Сегодня Рональда Росса помнят больше по работам о малярии, а не о сонной болезни. Тем не менее ему почти ничего не удалось узнать о том, как Plasmodium борется с иммунной системой человека. Трипаносомы выставляют свое умение напоказ — взлеты и падения их численности в организме очевидны, плазмодии же действуют более тонко. Значительную часть времени в теле хозяина этот паразит бегает от одного укрытия к другому. Попав впервые в тело через укус комара, он способен за полчаса добраться до печени; за это время иммунная система часто не успевает заметить чужака. Оказавшись в печени, плазмодий прячется в одну из клеток, где созревает и одновременно привлекает к себе внимание организма. Инфицированная клетка печени хватает случайные протеины плазмодия, свободно плавающие внутри, разрезает их на части и отправляет наверх, чтобы выставить для всеобщего обозрения на своих молекулах МНС. Иммунная система хозяина распознает эти антигены и начинает готовить атаку на больные клетки печени. Но подготовка требует времени — достаточного, чтобы паразит успел разделиться на сорок тысяч копий (это займет примерно неделю), вырваться из печени и приняться за клетки крови. К моменту, когда иммунная система будет готова уничтожить зараженные клетки печени, от клеток останутся одни пустые оболочки.
