Прионные заболевания - новые данные / «Jeep Treo»
Ещё недавно о коровьем бешенстве у крупного рогатого скота и так называемой новой форме болезни Кройцфельда-Якоба у человека, связанной, как считается, с употреблением в пищу мяса инфицированных животных, что ни день писали газеты, говорили радио и телевидение. Специалисты предсказывали массовую эпидемию, по масштабам сравнимую с эпидемией СПИДа, а по последствиям, возможно, даже ещё более страшную. С тех пор эта тема постепенно сошла на нет, хотя никаких объективных оснований для этого не имеется: время от времени то в одной, то в другой европейской стране обнаруживается больное животное, а новая форма болезни Кройцфельда-Якоба уже унесла жизни 140 человек... Впрочем, отсутствие шумихи в СМИ отнюдь не означает, что интерес к проблеме утратили и учёные. Напротив, исследования идут полным ходом и дают весьма интересные результаты. Прежде, чем рассказать о них, я коротко напомню о том, что же представляют собой эти нейродегенеративные заболевания, приводящие к постепенному разрушению головного мозга и к смерти. Их главная особенность состоит в том, что они вызываются не традиционными патогенами – бактериями, грибами или вирусами, – а так называемыми прионами, то есть инфекционными протеинами. Эти аномальные белки, имея тот же аминокислотный состав, что и нормальные, постоянно присутствующие в здоровом организме, отличаются от них лишь тем, что их молекулы имеют иную пространственную организацию. При попадании инфекционных прионов в организм начинается своего рода цепная реакция, в ходе которой нормальные прионы трансформируются в аномальные. Считается, что эпидемию коровьего бешенства вызвала – теперь запрещённая – практика использования в качестве белковой добавки к корму для крупного рогатого скота мясокостной муки, в которой вполне могли оказаться и останки больных животных. А употребление в пищу мяса – прежде всего, мозга и внутренностей, – инфицированных коров чревато новой формой болезни Кройцфельда-Якоба для человека. Профессор Адриано Агуцци (Adriano Aguzzi), возглавляющий лабораторию по изучению прионных заболеваний в Институте невропатологии Цюрихского университета, один из ведущих экспертов в этой области не только в Швейцарии, но и во всём мире, говорит:
Вот уже много лет моя лаборатория изучает пути распространения прионной инфекции в организме от периферии в головной мозг.
Агуцци лучше чем любой другой представляет себе, какие разрушения вызывает эта страшная инфекция в головном мозге больных:
Уже от одного этого представления у меня пропадает аппетит.
Учёный считает, что ещё далеко не все в полной мере осознали нависшую над человечеством опасность:
Коровье бешенство знаменует собой, вероятно, самый серьёзный кризис, вызванный ошибкой в оценке последствий внедрения новых технологий за последние 50 лет. Это не какой-то очередной кризис – это беспримерная катастрофа.
Тем важнее выяснить, как же происходит распространение прионной инфекции в организме. Агуцци и его коллеги задались целью проследить все этапы на пути прионов из желудка, куда они попадают с мясом инфицированных животных, в головной мозг, где они и вызывают фатальные разрушения нервной ткани. По словам учёного, собственная иммунная система больного не только не подавляет инфекцию, но играет важную роль в её распространении: преодолев стенку желудка, прионы накапливаются в особых иммунных клетках:
Есть так называемые фолликулярные дендритные клетки – они расположены в лимфатических железах и в селезёнке, и в миндалинах, и вокруг кишечника. Так вот, эти клетки аккумулируют аномальные прионы словно губка.
А что потом? Ответ на этот вопрос учёные нашли лишь на днях:
В результате долгих лет исследований нам удалось выяснить, что возбудитель сначала накапливается в лимфатических железах и там размножается. Но до сих пор было непонятно, что же происходит дальше: лимфатические железы ведь не связаны напрямую с нервной системой. Однако имеются периферийные, так называемые симпатические нервные окончания – ничего симпатичного в них в данном случае нет, – которые пронизывают и лимфатические железы, и селезёнку.
Через эти нервные окончания прионы и попадают в головной мозг. Однако если их проникновение из желудка в лимфатическую систему происходит быстро, то затем на протяжении месяцев, а то и лет практически вообще ничего не происходит. По мнению Агуцци, дело в том, что прионы просто не могут преодолеть дистанцию, отделяющую иммунные клетки от нервных:
Мы произвели такую манипуляцию, в результате которой расстояние между фолликулярными дендритными клетками и нервными клетками уменьшилось. Используя приёмы генной инженерии, мы сблизили фолликулярные дендритные клетки с нервными, а затем произвели искусственное инфицирование мышей патогенными прионами, и оказалось, что теперь инфекция распространяется гораздо быстрее. Из этого мы сделали вывод, что расстояние между нервами и фолликулярными дендритными клетками и есть тот лимитирующий фактор, которым определяется скорость процесса поражения нервной системы.
В случае мышей быстрое распространение инфекции означает, что прионы достигают нервной системы не через 8 месяцев после заражения, а уже спустя один месяц. При этом расстояние между фолликулярными дендритными клетками и нервными окончаниями уменьшилось всего на несколько десятых долей миллиметра. У человека счёт должен идти, видимо, на миллиметры, чем, возможно, и объясняется чрезвычайно длительный инкубационный период.
Сегодня мы исходим из предположения, что после того, как прионы попадают в организм, проходят годы, прежде чем они достигнут головного мозга. Поэтому нам крайне важно знать в деталях все эти взаимосвязи, чтобы понять, можем ли мы что-то сделать для предотвращения заболевания у уже инфицированного человека. В этом, собственно, и состоит цель всех наших исследований!
Пока же Агуцци пытается разобраться в механизме преодоления прионами этого самого критического расстояния. То ли здесь играют роль некие пока неведомые субстанции-медиаторы, то ли помогают какие-то клетки-посредники. В рамках этих исследований швейцарским учёным уже удалось значительно повысить чувствительность тестов на инфекционные прионы. Агуцци и его коллеги разработали биохимические методы, позволяющие искусственно увеличивать концентрацию прионов в пробе. Это повысило чувствительность тестов в несколько тысяч раз. Учёные использовали свою разработку для анализа проб тканей 36-ти пациентов, скончавшихся в период с 1996-го по 2002-й годы от так называемой классической формы болезни Кройцфельда-Якоба, поражающей в среднем одного из миллиона пожилых людей в возрасте 60-65-ти лет:
И оказалось, что если внимательно изучить пробы тканей, используя наиболее чувствительные методы анализа, то почти в трети случаев спорадической болезни Кройцфельда-Якоба аномальные прионы обнаруживаются в селезёнке и в ещё одной трети случаев – в скелетной мускулатуре.
Итак, у десяти из 36-ти пациентов прионы были найдены в селезёнке, у восьми – в мышечной ткани, у троих – и там, и там. Правда, концентрация этих белков в периферийных органах оказалась примерно в тысячу раз меньше, чем в мозге. Похоже, новая форма болезни Кройцфельда-Якоба отличается от классической ещё и тем путём, который инфекция проделывает в организме: в первом случае аномальные прионы из желудка через лимфатическую систему проникают в нервную систему и поражают головной мозг, во втором же случае аномальные прионы, трансформировавшись из нормальных прионов в головном мозге, распространяются, как теперь оказалось, по всему телу. Отсюда следует целый ряд выводов. Например, такой: не только нейрохирурги, но и хирурги общего профиля должны уделять повышенное внимание проблеме стерилизации инструментов, чтобы не допустить случайного переноса инфекции. Другой вывод состоит в возможности создания надёжной прижизненной диагностики прионных заболеваний на основе биопсии мышечной ткани или лимфатических узлов. Используя высокочувствительные методы анализа, профессор Агуцци намерен выяснить, какое количество людей инфицировано прионами от «бешеных коров»:
Сегодня в Швейцарии мы имеем втрое более высокую заболеваемость болезнью Кройцфельда-Якоба, чем в какой бы то ни было другой стране мира. И мы не понимаем, что кроется за этим феноменом – то ли коровье бешенство, то ли что-то другое, – но мы очень встревожены. А я должен знать, сколько же людей в Швейцарии на самом деле инфицированы: скажем, 3 человека или 5 процентов населения – ведь это гигантская разница. Но в том-то и дело, что мы этого не знаем. Поэтому мы сейчас начали собирать и исследовать пробы тканей миндалин со всех проводимых в Швейцарии операций тонзиллэктомии.
Сами по себе миндалины не имеют прямого отношения к болезни Кройцфельда-Якоба, однако разработанный Агуцци чувствительный метод анализа позволил и в них обнаружить инфекционные прионы у пациентов, скончавшихся от этой болезни, а потому пробы ткани от большого числа людей дадут возможность реально оценить вероятность массовой эпидемии. Однако профессор Агуцци подчёркивает, что для широкомасштабного обследования коров этот метод не годится:
Его не удаётся автоматизировать. Он уже очень чувствителен, однако у нас одному лаборанту нужно 2 полных рабочих дня на обработку десятка проб. Понятно, что протестировать таким способом десятки тысяч коров – задача совершенно нереальная.
В то же время ранняя диагностика чрезвычайно важна, поскольку только она позволит, возможно, пресечь распространение прионов в организме. По мнению Агуцци, если болезнь как-то проявилась, что-либо делать уже поздно:
После этого никакая действенная терапия уже невозможна, слишком много ткани разрушено. Что-то ещё можно предпринять, лишь пока не наблюдается клинических симптомов.
Впрочем, сегодня Агуцци уже не столь категоричен. Пересмотреть свои взгляды его заставили опубликованные на днях результаты исследования британских учёных. До сих пор медики представляли себе механизм дегенерации мозговой ткани так: инфекционные прионы из-за их аномальной пространственной структуры воспринимаются клеткой как нечто чужеродное, клетка эти белки инактивирует, они становятся нерастворимыми и образуют некие нити или комья, не имеющие уже никакой функции, они просто заполняют клеточное пространство. И эти нефункциональные белки, накапливаясь, убивают клетку. То есть изъязвление мозговой ткани, превращение её в некое подобие губки – потому болезнь и именуется «губчатой энцефалопатией» – можно считать своего рода последствием накопления белкового мусора, и процесс этот необратим. Но доктор Джованна Маллуччи (Giovanna Mallucci) из Лондонского королевского колледжа усомнилась в этой гипотезе. Она модифицировала геном подопытных мышей, как бы встроив в него таймер с таким расчётом, чтобы в организме этих трансгенных животных нормальные прионы синтезировались не на протяжении всей жизни, а лишь до 12-недельного возраста.
Мы инфицировали этих мышей вскоре после их рождения. До тех пор, пока в их нервной системе имелись здоровые прионные белки, болезнь развивалась как обычно: воспаление разрасталось, аномальные протеины слипались, образуя бесформенные комья, и откладывались в клетках мозговой ткани, в головном мозге появились типичные дыры. Но когда здоровые прионы исчезли из нервной системы, подопытные мыши не только не умерли в течение ближайших двух недель, как это случилось с животными из контрольной группы, а наоборот, выздоровели: развитие болезни остановилось и даже пошло вспять, мозговая ткань постепенно восстановилась, дыр не стало.
Профессор Агуцци не скрывает своего восхищения работой коллеги:
Проведённые ею эксперименты – это поистине гениально, действительно фантастическая работа. Просто невероятно! Меня, во-первых, удивило, что уже имевшие место симптомы исчезли. Это поразительно. А во-вторых, это означает, что если отключить синтез нормальных прионов, то и аномальные оказываются бессильны причинить ущерб организму. А это уже очень и очень многообещающее начало.
Аномальные прионы продолжают накапливаться в мозге трансгенных мышей, но уже не приводят к типичным для этой болезни фатальным последствиям. Джованна Маллуччи говорит:
Это означает, что ядом для нервных клеток являются не сами по себе инфекционные прионы, а лишь процесс превращения нормальных прионов в аномальные. Именно этот процесс трансформации белков и разрушает мозговую ткань.
Так что специалистам, работающим над созданием средств терапии прионных заболеваний и все свои усилия направляющим на то, чтобы найти способы удалять из мозга скопления инфекционных прионов, следует внимательнее присмотреться к здоровым прионам, тем более, что до сих пор неизвестно, какую функцию они выполняют в организме. Но так или иначе, профессор Агуцци уверен:
Коровье бешенство будет нас занимать ещё долгие годы, нам от него так быстро не избавиться. К сожалению, такова реальность.
Автомобильная рубрика
Необычную концептуальную разработку продемонстрировала на автошоу в Токио американская компания «Jeep». «Jeep Treo» представляет собой новый этап развития концептуальных городских мобильных автомобилей, разработкой которых занимается концерн «DaimlerChrysler».
Новинка предназначена для молодых активных горожан и разрушает все представления, связанные с размерами и проходимостью автомобилей марки «джип». Ведь «Treo» обладает довольно скромными размерами – его длина составляет чуть больше трёх метров, а ширина и высота – немногим более полутора метров. Новинка рассчитана на трёх пассажиров, и хотя автомобиль внешне кажется маленьким, внутри салона очень просторно и удобно.
У «Treo» сзади находятся два высоко установленных лонжеронных крыла. На них стоят красные габаритные огни и очень удобный крепёж для горных велосипедов. Задняя дверь открывается как у хэтчбека и обеспечивает удобный доступ в багажник.
Принадлежность к марке «Jeep» выдаёт лишь фирменная решётка радиатора.
Дело в том, что дизайнеры решили взглянуть на традиционные элементы марки по-новому. Примером может служить непропорционально широкое, выпуклое лобовое стекло. Оно создает ощущение простора, которое усиливается благодаря стеклянной крыше над головой заднего пассажира.
Салон «Jeep Treo» прост и удобен – рулевая колонка, педали, спидометр и другие приборы выполнены в одном модуле, который можно мгновенно перестраивать под «правый» или «левый» руль. Необычно и то, что именно этот модуль, а не кресло, регулируется под габариты конкретного водителя. Во втором – съёмном – модуле находятся система спутниковой навигации, сенсорный экран и климат-контроль.
Лёгкие сидения изготовлены из полупрозрачного материала на основе каркаса из углеводородного волокна, причём задние сидения можно сложить до совершенно плоского состояния. Ещё одной особенностью автомобиля являются сильно вынесенные за пределы кузова 19-дюймовые колёса.
Постоянный полный привод новинке обеспечивает гибридная силовая установка с двумя электродвигателями для передней и задней осей. Электроэнергию даёт топливная ячейка, не выделяющая вредных газов.
По словам представителей концерна «DaimlerChrysler», о серийном производстве автомобиля речь не идёт. «Jeep Treo» – это исключительно концептуальная разработка для обкатки новых технологических решений, которые довольно скоро могут появиться на серийных моделях.