Александр Смородинцев - Беседы о вирусах

Таким образом, было сделано важнейшее открытие, а в медицине появился новый термин «интерференция» вирусов, происшедший от английского слова «помеха», «препятствие».

С самого начала этих работ ученым было ясно, что природа интерференции связана вовсе не с иммуните­том, а с каким-то «неспецифическим» механизмом. Од­нако в течение долгих 20 лет ученые объясняли защит­ный эффект простой конкуренцией между двумя сопер­никами. Думали, что первый по порядку «несмертельный» вирус отнимает у второго «злокачественного» виру­са питательные ресурсы зараженного организма, а это подтверждалось плохим размножением смертельного ви­руса, введенного во вторую очередь.

В 1957 году английский ученый А. Айзекс и его мо­лодая практикантка доктор Д. Линденман показали, что причина интерференции совсем другая. Исследователи изучали поглощение вируса клетками из окружающей питательной среды и ожидали увидеть снижение интер­ферирующей силы среды. Однако произошло обратное. Но ученые, к счастью, не прошли мимо этого непонят­ного поначалу факта, а стали искать вызвавшую его причину. Они установили, что если внести в культуру ткани инактивированный теплом вирус гриппа, то зара­женные клетки начинают вырабатывать какое-то белко­вое вещество и выделять его в окружающую среду. В незараженных клетках такого белка обнаружить не удалось.

Айзекс назвал открытый им белок интерфероном и этим обессмертил свое имя.

Интерферон обладал чудесными свойствами идеаль­ного противовирусного лекарства, и его открытие яви­лось крупным событием в биологии и медицине. Прав­да, вначале оно было встречено с недоверием, но уже через два-три года вызвало широкий поток исследований во всех странах мира. Ученые пытались выяснить при­роду интерферона, понять механизм его действия на ви­русы и постараться использовать для борьбы с вирус­ными болезнями у людей и животных.

Молекулы интерферона наделены весьма важными и интересными свойствами: они полностью лишены како­го-либо побочного действия на организм. Защита от ви­русов наблюдается в клетках только того вида живот­ных, которые выработали интерферон. В отличие от ан­тител он подавляет размножение практически всех из­вестных вирусов. Активность самых лучших антибиоти­ков (стрептомицина, пенициллина, эритромицина и дру­гих) распространяется на многие возбудители болезней бактериальной природы, но, к сожалению, не на ви­русы.

Как теперь установлено, в первые дни после зараже­ния от смертельного воздействия любого вируса орга­низм защищает именно интерферон. Это очень важно в тех случаях, когда организм встречается с каким-либо вирусом впервые в жизни и не имеет к нему антител. Интерферон играет роль как бы пограничной заставы, которая принимает на себя удар противника, пока не подтянутся основные защитные войска.

Особенно это ценно при таких инфекциях, как грипп и простудные заболевания, которые длятся лишь три-пять дней. Тогда именно интерферон способствует вы­здоровлению, поскольку антитела образуются поздно, воздействовать на вирус не успевают и играют свою за­щитную роль только при повторной встрече организма с тем же вирусом.

Вскоре после того, как вирус прикрепится к поверх­ности клеток, они «распознают» в его лице не только полезный питательный белок, но и своего смертельного врага. Вот это-то раннее «распознавание» и позволяет организму достаточно быстро подготовить эффективную оборону, чтобы подавить вирусную инфекцию или хотя бы ограничить ее уже в первые часы после начала бо­лезни.

Исследование тончайших процессов, происходящих на молекулярном уровне внутри живых клеток, потре­бовало довольно длительного времени. И если интер­ферон был открыт в Англии, то объяснить, как он обра­зуется, удалось в Америке.

Вирусолог С. Барон из Института аллергии и инфек­ционных болезней, расположенного в городе Бетесда,

близ Вашингтона, много лет посвятил изучению всего двух вопросов: почему в зараженных вирусами клетках образуется интерферон и как это происходит? Вдумай­тесь! Всего два вопроса, но каких важных! Если на них ответить, откроется путь к пониманию главной задачи: способу борьбы с любыми вирусными инфекциями.

Ученому удалось установить, что, как только вирус проникает в цитоплазму клетки и начинает там «разде­ваться», сбрасывая белковый чехол и выделяя нуклеи­новую кислоту, клетка воспринимает эти действия за сигнал тревоги, оповещающий о вторжении смертельно­го врага, против которого немедленно надо готовить ак­тивнейшее оружие.

С. Барон доказал также, что начало синтеза интер­ферона совпадает с периодом, когда в зараженной клет­ке вирусная РНК становится матрицей, с которой печа­таются новые РНК. Формирующиеся в ходе этого про­цесса двунитевые РНК и служат стимулом для образо­вания интерферона. А происходит это потому, что в здо­ровых клетках никогда не бывает двунитевых РНК, а только однонитевые. Двунитевая форма РНК чужерод­на для клетки, а это как раз и необходимо, чтобы подать сигнал опасности. Таков был ответ на вопрос «почему».

Ответ на второй вопрос — «как» — потребовал гораз­до больше времени. Оказалось, что, когда клетка получа­ет сигнал опасности, немедленно включается специаль­ный ген-оператор. Начинается синтез информационной РНК, а затем на ее матрице в полисомах клетки проис­ходит сборка относительно простых и легких по весу бел­ковых молекул, которые мы называем интерфероном. В 1974 году ученые установили, что ДНК, отвечающие за образование интерферона, расположены у человека только в хромосомах № 2 и 5.

Период образования многих и многих тысяч молекул интерферона в зараженной клетке обычно занимает от двух до шести часов. Значит, он намного короче, чем пе­риод репродукции вирусного потомства. А раз так, клетка успевает опередить агрессора и построить оружие рань­ше, чем масса родившихся вирусов выйдет и набросится на  новые  беззащитные еще клетки.

Небольшая молекула интерферона может легко про­ходить через клеточные оболочки. Пока в зараженной клетке идет размножение вируса, интерферон уже успе­вает образоваться, выйти из этой зараженной клетки в кровь, в лимфу, в окружающее пространство и про­никнуть в другие клетки.

Хотя к синтезу интерферона способны многие груп­пы клеток соединительной и эпителиальной ткани, осо­бенно активно выполняют эту работу клетки белой кро­ви   (лимфоциты).

Основатель химиотерапии микробных инфекций не­мецкий бактериолог П. Эрлих мечтал когда-то о синтезе химических соединений, способных излечивать любые заразные болезни без вреда для больных. Интерфе­рон, бесспорно, первое такое идеальное лекарство.

По выраженности лечебного действия с интерферо­ном не могут конкурировать даже лучшие антибиотики. Исследователи рассчитали, что для лечения тяжелого гриппа вполне достаточно ввести больному в несколько приемов всего один миллиграмм чистого интерферона. Для лечения же бактериальных инфекционных заболеваний применяют, как правило, ежедневно по нескольку граммов того или иного антибиотика.

— Каким же образом действует интерферон на ви­рус? Может ли он соединяться с вирусом и нейтрализо­вать его, как это делают антитела?

— Нет, инферферон с вирусом не соединяется, и в этом одно из его решающих отличий от антител.

— Но, может быть, интерферон не дает вирусу ад­сорбироваться на клеточной оболочке, или как-то ме­шает ему проникнуть внутрь клетки, или, действуя на вирусную нуклеиновую кислоту, инактивирует ее?

— Вот здесь вы несколько ближе к истине. Люди часто стараются найти уже известные аналогии для объяснения нового и непонятного. Так произошло и с интерфероном, действие которого на вирусы совершен­но необычное.

Многие ученые в разных странах мира обнаружили, что интерферон наделен необычайно широким «спек­тром» противовирусной активности: он подавляет раз­множение большинства известных вирусов. Препятству­ет размножению вируса оспы в коже, вируса гриппа в легких, вируса энцефалита в мозгу, вируса лейкоза в костном мозге или в лейкоцитах крови.

Механизм такого бесконечного универсализма дол­жен быть единым, направленным на какой-то общий этап размножения всех этих паразитов. В этом огром­ное преимущество интерферона перед антителами, ко­торые соединяются, а затем нейтрализуют строго спе­цифически лишь тот вирус, который вызвал их образование (например, антитела против вируса гриппа типа А не действуют даже на вирус гриппа типа В).

Уже первые поиски установили, что непосредствен­ного воздействия на вирус интерферон не оказывает. Действительно, пробовали соединить в пробирке вирусную суспензию с концентрированными препаратами ин­терферона, а затем заразить этой смесью животное. И убедились, что инфекционный процесс развивается с такой же интенсивностью, как и при использовании вируса  без  интерферона.