Почему же "отягощенная генотоксинами" пища не приносила людям вреда? Да потому, что, как удалось установить, мы, сами того не ведая, употребляли ее в комбинациях с продуктами, содержащими "нейтрализаторы", или, как принято сегодня говорить, антимутагены.
Сегодня наука описала уже около двухсот антимутагенов, 70 из которых были открыты и впервые описаны в лаборатории физиологии мутагенеза нашего института. Такая активность как раз и была порождена идеей - снизить с помощью натуральных антимутагенов "давление", которое оказывала на генетический аппарат всего живого хозяйственная деятельность людей...
Мы смоделировали в лаборатории экстремальные условия риска для наследственности, которые вызывают вредные физические, химические, энергетические, пищевые, урбанические группы мутагенов, смоделировали и различные "смешанные среды".
В каждую из сред были помещены животные, которых подкармливали пищей, содержащей те или иные комбинации антимутагенов. В 65-70 случаях из ста генетическую патологию удалось предотвратить. Наши рекомендации нашли уже выход и в производственную сферу. В ЧССР, например, антимутагенные пищевые добавки были введены в рацион питания людей, занятых на выработке каменноугольной смолы. Это снизило вдвое уровень профессиональной генетической патологии.
Мы считаем, что в промышленности надо начать лечебно-профилактическое введение антимутагенов лицам высокого профессионального риска, в сельском хозяйстве приступить к созданию сортов с повышенным содержанием антимутагенов, в быту увеличить количество продуктов с антимутагенными добавками, в медицине создать новый класс фармакологических средств с антимутагенным содержанием, в области охраны природы прогнозировать устойчивость биологических популяций, в том числе и редких, исчезающих видов флоры и фауны по содержанию антимутагенов в их организмах. В теоретическом же аспекте, я уверен, компенсационный метод - один из путей к решению такого кардинального вопроса современной биологии, как управление механизмом наследственной изменчивости.
В обход "генного" дозора
Есть еще много болезней, против которых не удается создать иммунитет. К ним относятся грипп, малярия, некоторые венерические заболевания, стафилококковые инфекции, вызывающие осложнения при хирургических операциях, и другие. О том, почему это происходит и как можно "включить" защитную систему организма против таких болезней с помощью искусственных вакцин, рассказывает директор Института иммунологии академик Рэм ПЕТРОВ.
У всех типов вируса гриппа есть некоторые общие белки, полисахариды, против которых должен вырабатываться иммунитет. Но у одних он вырабатывается, а у других - нет. Значит, причина здесь не в том, что микроб меняет свое обличье, а в неспособности самого организма защититься от врага. Эти общие рассуждения подтверждаются существованием специальных генов иммунного ответа, которые дают организму команду отразить нападение пришельцев. У кого гены обеспечивают мощную и быструю мобилизацию защитных сил против определенной инфекции, тот не заболевает. И наоборот. Поэтому, какие бы хитроумные естественные вакцины против непобежденных инфекций ни создавались, если они вводятся в организм, обладающий слабыми генами иммунного ответа, эффективного иммунитета они не создадут. Этим, с моей точки зрения, объясняются неудачи в создании вакцин против гриппа.
Все дело в самом организме, а не в способе обработки вируса. Но что делать, если организм слабо реагирует на возбудителей болезни? Нужно заставить его реагировать сильно. Вот принцип, который был выдвинут нашим научным коллективом несколько лет назад. Он послужил основой для создания принципиально новых искусственных вакцин. Это ключевой вопрос всех наших теоретических разработок.
Если бы нам удалось осуществить задуманное, тогда против любой болезни можно было бы создать эффективную вакцину.
Вместе с членом-корреспондентом АН СССР В. Кабановым и профессором Р. Хаитовым мы пошли по пути поиска веществ, которые бы могли стимулировать защитную систему организма, минуя "генный" дозор. Такими веществами оказались некоторые непригодные полимерные молекулы - полиэлектролиты. Это был решающий шаг на пути создания новых искусственных вакцин. Далее надо было присоединить к полимерному носителю чужеродное вещество - антиген, выделенный из микроба или синтезированный.
Исследования на клетках показали, что такие несущие антиген полимерные молекулы "включают" лишь те лимфоциты, которые способны вырабатывать антитела против чужеродного вещества, посаженного на носитель. Миллиарды лимфоцитов, постоянно циркулирующих в организме, можно сравнить с огромной армией, состоящей из множества дивизий и полков. Каждое такое подразделение (клон) реагирует только на определенный антиген.
Преимущество искусственных вакцинных препаратов состоит еще и в том, что для их создания требуется не весь микроб, а лишь его активная часть антиген, который и должен вызвать иммунитет. Обычная же вакцина, состоящая из десятков и сотен различных антигенов, заставляет работать иммунную систему с большим перенапряжением. Ведь антитела вырабатываются против каждого антигена, 90 процентов которых неопасны.
Введение созданных нами искусственных вакцин животным дало обнадеживающие результаты. Эксперименты ставились с применением обычной и новой вакцин против мышиного тифа.
Обычная вакцина, полученная традиционным способом, оказалась очень слабой. В лучшем случае она защищала половину подопытных мышей. Иначе обстояло дело с новой вакциной. Введение ее животным позволило их всех уберечь от болезни. Причем доза антигена была в 50-100 раз меньше, чем в обычной вакцине.
В настоящее время делается попытка создать вакцину против вируса гриппа. В вирусе имеются три основных и наиболее изученных антигена. Два из них - белки, расположенные на поверхности вирусной частицы. Третий же спрятан в оболочке вируса. Всегда считалось, что он наименее перспективен для создания вакцин. Но именно он, посаженный на полимерную молекулу, обеспечил не только сильную выработку антител, но и защитил животных после заражения вирусом. Конечно, это еще не вакцина, но в недалеком будущем мы предполагаем испытать этот препарат на людях. Осуществить это можно будет лишь тогда, когда нам удастся создать такой полимерный носитель, который был бы абсолютно безвреден человеку. В этом направлении уже много сделано. Новые искусственные вакцины позволят эффективно защищать человека и животных от любой инфекции, не давая при этом нежелательных побочных осложнений.
Карта на всю жизнь
Одна из особенностей жизни людей в современном мире - широкий контакт с окружающей нас химией. Достаточно сказать, что к настоящему времени известно уже более шести миллионов синтезированных и естественных химических соединений, являющихся чужеродными для человека.
Число их постоянно увеличивается. С не меньшей скоростью растет производство и лекарственных средств, хотя и применяемых с благородной целью, но тоже не являющихся естественными элементами окружающей человека среды.
За долгие века эволюции живые организмы, в том числе и человек, создали довольно мощную систему защиты от химических агентов, состоящую из группы ферментов-биокатализаторов, окисляющих чужеродные соединения (ксенобиотики).
Компоненты этой защитной системы были обнаружены примерно двадцать пять лет назад, срок для науки небольшой, но довольно быстро было установлено, что они присутствуют в клетках легких, кишечника, кожи, почек, печени, то есть в местах контакта с проникающими в организм чужеродными соединениями. Следовательно, система эта предназначена для охраны внутренней среды организма. Открытие этой защитной системы организма послужило толчком к исследованию ее основных характеристик, биохимических превращений чужеродных соединений, влияния этих превращений на нормальное протекание биохимических реакций в клетках.
Проблемами превращения ксенобиотиков в организме человека и экспериментальных животных в ИКЭМ СО АМН СССР занимается уже 15 лет отдел физиологии и патологии клетки.
Одно из основных направлений - разработка методов оценки защитной системы, ее способности окислять попадающие в организм химические соединения.
Первоначальная уверенность исследователей в том, что в окислении ксенобиотиков принимает участие только один биокатализатор, сменилась "пессимистической" гипотезой о существовании целого "семейства" ферментов, каждый из которых предназначен для окисления одного химического соединения.
В последнее время, использовав методы препаративной биохимии, белковой химии и физико-химических методов исследования, в отделе удалось сформировать и экспериментально подтвердить гипотезу о существовании ограниченного числа биокатализаторов, способных превращать определенные группы ксенобиотиков. Например, лекарственные препараты - аминопирин и фенобарбитал окисляются с помощью одного фермента, дебризохин и спартеин другого, а теофиллин - третьего.
