2 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

С тех пор как существует человек, в нем живет же­лание познать окружающий мир и самого себя. «Люди приходят и уходят. Их идеи и дела остаются». И теми фактами и идеями, которыми располагает современ­ная наука, человечество обязано многим поколениям безымянных и знаменитых исследователей, отдавших свою жизнь борьбе за раскрытие Истины…

Когда-то в середине XVII века Антони Левенгук долго и терпеливо шлифовал и обтачивал стекла, чтобы получить линзы, увеличивающие предметы во много раз. Наконец, он добился успеха: его линзы стали так же хороши, как у лучших мастеров Голландии. Левен­гук, комбинируя линзыдруг с другом (а эта мысль ему первому пришла в голову), сделал микроскоп, прибор, который помог ему ясно увидеть «самые мел­кие» предметы. Он — Антони Левенгук — был первым человеком, который сумел увидеть «невидимое». Он открыл целый мир, о котором раньше и не подозре­вали.

Изобретение микроскопа, сделанное 300 лет назад терпеливым и любопытным торговцем мануфактуры в Голландии, имело грандиозные последствия, о которых меньше всего подозревал сам изобретатель Антони Левенгук.

Создание микроскопа перевернуло все старые пред­ставления о живой природе и привело к расцвету та­ких наук, как микробиология (наука о микробах) и цитология (наука о клетке). Но этот труд лег на плечи других поколений исследователей. Сидя у себя в каби­нетах, они отправлялись в долгие и опасные путешест­вия в страну «неизвестного». В истории микробиоло­гии много трагических событий. Исследователи за свою любознательность расплачивались жизнью, невидимые микроорганизмы несли им смерть. Чтобы дока­зать правоту своих идей, ученые заражали себя микро­бами… заболевали, выздоравливали или погибали… Но подвиг исследователя не только в этих героических опытах, а в долгих годах бесплодного труда, когда редко вспыхивают искорки удачи.

В истории цитологии, для которой истоком служит тот же левенгуковский микроскоп, нет, пожалуй, таких трагических событий, как в истории микробиологии, но вместе с тем нельзя сказать, что цитология развива­лась спокойно. И те успехи, которые достигнуты за полтора века существования этой науки, поистине уди­вительны: сейчас известны строение и свойства всех типов клеток одноклеточных и многоклеточных орга­низмов. Многое удалось изучить при помощи электрон­ного микроскопа, который увеличивает объект уже не в тысячи, а в сотни тысяч раз. Изучено тонкое строе­ние клетки и ее составных частей, выполняющих спе­циальную сложную работу, которая не всегда под силу даже современному химическому заводу. Многое стало известным, но еще большее остается неясным и зага­дочным.

Что знали о клетке, когда ее в первый раз увидели в микроскоп? Ничего. Увидеть клетку — это не значит понять ее. То же самое происходит, если мы смотрим на фотографию животного, о котором никогда ничего не слышали раньше. По неподвижному изображению мы не можем судить ни об образе жизни, ни о привыч­ках этого существа, ни об его отношении к себе подоб­ным и к другим видам. И чтобы изучить его поведе­ние, надо за ним понаблюдать. Но как же наблюдать за клеткой, которая входит в состав того или другого органа, а органы объединены в организм?

А что, если попытаться выделить клетку и поддер­живать ее жизнь вне организма? Микробиологи со времен Пастера научились поддерживать жизнь микро­бов и грибков в пробирках, но им навстречу шла сама природа. На мокрых стенах деревянного дома, на кус­ках хлеба, забытых в ящике стола, на отварной кар­тошке, которая долго лежала в тарелке, на старых, пнях и на земле часто вырастают видимые глазом ко­лонии грибков и бактерий, развившиеся изначально из одной клетки. Эти колонии различаются и по цвету и по форме: одни желтоватые, другие белые или зеленоватые, с ровными или неровными краями. По цвету, форме колоний и по их микроскопическому строению можно судить об их природе. А изучая условия, при которых они растут в природе, можно создать подходя­щие возможности для их размножения и в лаборатор­ных пробирках.

Этим и занимались «охотники за микробами» — последователи великого Луи Пастера… Причем куль­тивировались не только болезнетворные микробы, но и «полезные», синтезирующие ферменты, витамины и другие вещества, которые используются при приготов­лении продуктов питания.

Что касается культур плесени, то и они оказались полезными: один из видов такого грибка вырабатывает мощный антибиотик пенициллин, открытый А. Флемин­гом, X. Флори и Э. Чейном (Англия) и спасший мил­лионы жизней…

…Сейчас культуры некоторых грибков и бактерий разводятся в огромных чанах-культиваторах. И прово­дится это для получения тех или иных веществ в про­мышленном масштабе. О таких культурах можно рас­сказать много интересного… но вернемся к клеткам и обратимся к первой попытке культивирования клеток животного вне организма — к опытам американского ученого Гаррисона.

Чтобы клетки были в любой момент доступны ми­кроскопическому наблюдению, их необходимо выде­лить из организма и поместить в прозрачный стеклян­ный сосуд. При этом сразу возникает много вопросов: сможет ли клетка жить и размножаться в отрыве от организма, в искусственных условиях, в контакте со стеклом, на «грубой» питательной среде и как защи­тить ее от опасностей внешнего мира? Гаррисон поме­стил клетки в капельку питательной жидкости на по­верхности стекла. А чтобы оградить их от внешних влияний, стекло с клетками защитил сверху другим стеклом с вышлифованной лункой, и полученную ка­меру, для .того чтобы не проходил воздух, замазал па­рафином.

В своих опытах Гаррисон помещал клетки голова­стика в каплю лимфы лягушки. Увиденное им превзош­ло всякие ожидания: клетки не только выживали, но двигались и размножались. Интересно, что в самых первых культурах исследователь увидел развитие нервных клеток, а они, как показали последующие де­сятилетия существования тканевых культур,— одни из самых капризных объектов культивирования. Опыты Гарриссона привлекли внимание ученых — его совре­менников в вызвали большой интерес.

И если Гаррисона можно считать пионером клеточ­ных и тканевых культур, то настоящий создатель ме­тода выращивания клеток вне организма — известный американский ученый и хирург Алексис Каррель, получивший Нобелевскую премию за разработку сосудистого шва.

Но почему хирург-экспериментатор вдруг обращает­ся к культурам ткани — области, которая была в те времена похожа больше на алхимию, чем на науку? Каррель занимался проблемой пересадки органов. Его вдохновляла идея замены поврежденного органа здоро­вым. Свои исследования по пересадке он начал с того, что, вырезал орган у животного и через короткий проме­жуток времени снова возвращал его животному, у кото­рого был иссечен этот орган. Свои опыты он проводил на собаках. Отрезанную у собаки лапу он через несколь­ко минут пришивал на старое место. Сшивал сухожилия, кожу, сосуды. Конечность приживалась, питающая ее кровь снова бежала по сосудам и через несколько не­дель собака уже могла наступать на пришитую лапу, а потом и бегать. Гораздо хуже получалось, если собаке пересаживали не свою, а чужую лапу. Почему-то такая лапа сначала приживалась, а через две недели — оттор­галась. Каррель считал, что, совершенствуя хирургиче­скую технику, он сумеет преодолеть эту трудность. Он без устали снова и слова пересаживал собакам чужие почки, лапы и т. д., но, несмотря на все его упорство, ничего не получалось. Ему и в голову не приходило, что, каким бы искусством ни обладал хирург, чужой орган все равно не приживется, и организм отторгнет его, и сделают это клетки, отличающие «свое» от «чужого».

Кроме совершенствования своей и без того виртуоз­ной техника пересадок, Карреля волновала судьба вы­деленного из организма органа. Ведь такой орган до момента пересадки надо как-то поддержать в жизнеспо­собном состоянии. Каррель начал с того, что пропускал жидкость, содержащую питательные вещества, через сосуды изолированного органа, это давало возможность поддержать жизнь изолированного органа, но… лишь в течение не дней, а часов. Но, может быть, жидкость, ко­торой Каррель «питал» орган, несовершенна и, чтобы подобрать лучшие питательные смеси, проще начать не с культивирования целого органа, а с его кусочков? Тогда, наблюдая за ростом клеток, можно будет судить о том, насколько хорош тот или иной состав питательной смеси.

Так, в недрах хирургии зародилась первая в миро­вой науке лаборатория тканевых культур. Прошли годы, Каррель и его сотрудники создали прекрасный метод, позволяющий длительно культивировать ткани, но это их нисколько не приблизило к решению основной волно­вавшей их проблемы — пересадки органов…

Первые опыты Карреля по культивированию клеток относятся к 1910 году. Он и его сотрудники обеспечили подбор условий для длительного выживания и размно­жения клеток и тканей вне организма. Культуры Карре­ля, полученные из сердца зародыша цыпленка, поддер­живались в его лаборатории свыше 30 лет, т. е. в тече­ние времени, намного превосходящего срок жизни ку­рицы. Эти блестящие результаты были получены за мно­го лет до открытия антибиотиков и создания ультра­фиолетовых ламп, убивающих споры грибков и микро­бов, которыми так богата окружающая среда. А клет­ки, которые обычно находятся под защитой организма, попав в пробирку, оказываются совершенно беспомощ­ными перед лицом этих врагов. И заражение культуры микробами или плесенью всегда расстраивает культур­щиков и на их языке называется — «прост», который однозначно говорит о гибели клеток в культуре и при­водит в трепет самых закаленных исследователей. Но недаром Каррель был хирургом и знал правила стериль­ной работы, без которых невозможно как оперировать, так и заниматься культурой ткани.

Культуры ставились в специально подготовленных комнатах — боксах, которые по своей чистоте не усту­пают операционным. Перед тем как войти в бокс и на­чать работу, помещение тщательно -пропаривали, для чего ставили на огонь сосуд с водой, которая кипела, испарялась и вместе с мелкими пылинками, находивши­мися в воздухе, осаждалась в виде капель на стены. Вот в такой бане и работали первые, «культурщики». Они одевались в стерильные темные халаты и шапки и ды­шали через несколько слоев марлевой маски. В те времена укоренилось представление, что клетки боятся све­та, и поэтому работать надо не в белых, а в черных ха­латах.

Каррель и его ученики сумели путем соблюдения строгих правил асептики победить грибков и микробов и сделать жизнь культур необыкновенно долгой…

Чем же они кормили клетки, что было их питатель­ной средой? Культуры Карреля ставились в так назы­ваемом плазменном сгустке, который наносили на стек­ло или на дно специального флакона. Плазменный сгусток служил не только питательной средой, но и опор­ным субстратом, по поверхности которого росли клетки. Сгусток получали так: сначала из сердца петуха брали кровь, разливали ее по охлажденным пробиркам и центрифугировали, в результате чего жидкая часть кро­ви — плазма собиралась в верхней части пробирки. Эту прозрачную, чуть желтоватую жидкость использо­вали для постановки культур. Другой составной частью питательной среды был куриный эмбриональный сок или экстракт. При добавлении нескольких капель эмбрионального экстракта плазма сворачивалась и пре­вращалась в желеобразную массу, внутри которой и росли клетки…

В таких условиях клетки не только увеличивались в размере, вступали в контакт друг с другом, но и быстро размножались, и в результате из небольшого числа вы­саженных клеток вырастало много клеток, которым было тесно в маленькой капле — плазменном сгустке. И если вовремя не принять мер, культуры обречены на гибель. Как же спасти их и продлить им жизнь?

Похожую картину мы видим на грядах огорода, когда тесно друг к другу поднимается зелень моркови или салата. Чтобы обеспечить растениям условия для роста, их пропалывают и часть из них выдергивают из земли. Но из плазменных культур нельзя удалить часть клеток, т. е. разрядить их. И все-таки выход есть.

Начнем с примера. Осенью (раз в несколько лет) разросшиеся кусты пионов выкапывают из земли, и корневище разделяют на несколько частей, и затем каждое сажают в подготовленную землю, где на сле­дующий год поднимается молодой куст пионов, а еще через год он покроется шапками белых или розовых цветов. Таким способом можно поступать и с культура­ми, разрезая плазменный сгусток, в котором растут клетки, на несколько частей и пересаживая каждый ку­сочек по одному в новый сосуд в свежую питательную среду, где клетки найдут все необходимое для своего размножения. И так бесконечное число раз.

Конечно, культуры с самого начала своего сущест­вования вызвали оживление в научном мире и привлек­ли к себе большое внимание. Но занимались культура­ми только энтузиасты, которые не боялись ежедневного скрупулезного труда в борьбе за самостоятельную жизнь изолированных клеток. Постановка и поддержа­ние культур клеток требовали от ученого не только боль­шого терпения, но и искусства. Клетки капризны и ра­нимы, и трудности начинались с первого момента — с выделения их из организма. Культуры требуют постоян­ной подкормки, пересадки и наблюдения… и большого хорошо налаженного лабораторного хозяйства. Понача­лу они многих привлекли, а затем отпугнули трудно­стями. Однако нашлись и горячие приверженцы, кото­рые продолжали свою скрупулезную работу в надежде, что природа, которая строго хранит свои тайны, отодви­нет перед ними завесу неизвестного. И сейчас мы мо­жем с любовью и благодарностью вспоминать имена исследователей, которые изучали поведение клетки в условиях культур. Это Рода Эрдман в Германии, Борис Эфрусси во Франции и Александр Авроров, Александр Максимов, Александр Тимофеевский в России.

У тканевых культур долгая и трудная история, вме­стившая в себя много человеческих судеб нескольких поколений исследователей.

Мне повезло: моя первая встреча с культурами со­стоялась очень давно, в раннем детстве, в сорок четвер­том или в сорок пятом году. И хотя с тех пор прошла целая жизнь, тот день ярко проступает в памяти. И я, снова переживая его радостное волнение, снова чув­ствую себя замерзшей шестилетней девочкой, которая пришла в мамину лабораторию…

После метели в белый зимний день цветы казались особенно яркими и теплыми и каждый раз удивляли меня своей красотой. Да неужели они настоящие? Не склеенные из желто-оранжевой прозрачной бумаги, а самые настоящие, выросшие летом цветы.

— Нравятся? — спрашивала меня Софья Михайлов­на. — Подойди сюда, ты мне не помешаешь. Вот са­дись, — говорила она и освобождала круглый белый стул-вертушку, а сама что-то ловко и быстро делала с ровными квадратными стеклышками, разложенными на столе. Открывала пузырек и наносила палочкой на стекла желтые тягучие капли. И пахло чем-то особенным: лесом, смолой, кедровыми шишками.

Лаборатория! Я люблю сюда приходить. В лабора­тории все такое блестящее, красивое. А сколько самых разных стеклянных вещей: палочки, баночки, бутылки большие и маленькие, стаканы, огромные полоскатель­ницы с водой и даже стеклянная комната. Вот туда-то мне больше всего хотелось войти. Там за стеклянной стенкой работала мама, и я могла только смотреть на нее через стекло. Первый раз я даже, не узнала ее. Да, немудрено! Как узнать, если она вся завернута в белое: длинный халат, косынка, а нос и рот закрыты марлей и открыты только руки и глаза. Но она не смотрит на меня, глаза опущены вниз на коричневый блестящий стол, где около голубого огня толпятся разные стек­лянные пузырьки. Раз! Мама открывает пробку и наби­рает воду в тонкую стеклянную трубочку. Два! И гор­лышко бутылки мелькает над огнем и пробка на месте.

— Леночка, не отвлекай маму,— говорит Софья Михайловна,— видишь, она работает — подкармливает культуры. У нее во флаконах культуры растут, а мы с мамой о них заботимся. Делают хирурги операцию, больные кусочки мозга вырезают и нам сюда приносят. Мы эти кусочки мелко бритвой режем и в каррельки сажаем. И они у нас живут там и растут много-много дней, а мы за ними ухаживаем и в микроскоп смотрим. Вдвоем все с мамой делаем, а потом на наши культуры врачи смотрят, ведь это им помогает больных лечить.

И пока мы разговаривали с Софьей Михайловной, мама кончила подкармливать культуры, сняла марле­вую маску и косынку и вышла из бокса, провела рукой по моим волосам и спросила:

— Сильно замерзла, Елка? Мы тебе сейчас чаю да­дим с сухарями, а потом будешь с нами работать.

А потом мы убрали со стола, и Софья Михайловна откуда-то принесла большого белого петуха.

— Сейчас у него кровь возьмем — культуры под­кармливать,— и перевернула петуха на спину.— Видишь, он заснул. Все готово, Лана. Можете начинать.

Мне стало страшно, и я зажмурилась, а когда от­крыла глаза, увидела ровный ряд пробирок, наполненных чем-то красным, и петуха, который выглядывал из белой холщовой сумки и норовил клюнуть стекло. Вече­ром мы возвращались с мамой домой, и в кармане у меня лежали подарки: пузырек для культур — каррелька, похожая на утенка, две стеклянные палочки и во­ронка.

…Почти сорок лет занималась мама культурами. Знала их и любила. А осталось что? Кипа растрепанных рукописных листов, статьи в старых журналах, фотогра­фии, лабораторные дневники и ящики с препаратами. Стоило ли отдавать культурам столько лет, вкладывать в них столько сил, уходить спозаранку, засиживаться допоздна?

Стоило! Безусловно, стоило. В результате работы Ланы Пименовны Липчиной стал известен ряд законо­мерностей роста нервных клеток, образующих опухоли мозга. И хотя выводы, которые она сделала, можно уло­жить всего на нескольких страницах, каждый, работаю­щий с культурами, знает, что за каплей нового знания стоят месяцы и годы работы. Мамина любовь к культу­рам не ушла из жизни вместе с ней, а перешла к ее. ученикам и, наверное, ко мне. И часто мне не хватает маминого совета, ее интуиции и тонкого понимания культур…

Тканевые культуры открывают перед исследовате­лем перспективы поистине замечательные. Области их применения расширяются из года в год. И на страницах ведущих биологических и медицинских журналов мы видим сведения о закономерностях жизни и поведения клеток, полученные благодаря использованию культур. Заснято много километров кинопленки, на которой за­фиксирована жизнь клеток. Замедленная (цейтрафер­ная) съемка 6 кадров в минуту проводится при помощи микроскопа, постоянно нацеленного на внутреннюю по­верхность маленького сосуда, в котором культивируют­ся клетки.

Первый фильм о культурах я смотрела в начале 60-х годов в старом уютном конференц-зале с уходящи­ми вверх рядами скамеек. Шло заседание научного об­щества с докладами, обсуждением, вопросами. Все уста­ли от затянувшейся конференции, кто-то уже вставал, собираясь уйти, как вдруг показали фильм. Мелькали кадры, клетки двигались, делились, встречались и рас­ходились. Пленка была черно-белая, экран маленький. Но с каким напряженным вниманием следил зал за кле­точными микрособытиями, а ведь среди зрителей были люди, занимавшиеся культурами много лет и уже смот­ревшие такие фильмы. Так как заснятая пленка прокру­чивалась в обычном темпе, все события на экране про­исходили в 240 раз быстрее, чем в действительности. Клетки распластывались по стеклу, выпускали и вбира­ли в себя отростки, в их цитоплазме перемещались и дрожали какие-то мелкие частички. Клетки подползали, выпускали отростки, ощупывали друг друга, знакоми­лись, будто обнюхивались, а затем уже устанавливали связь. И вдруг какая-то круглая клетка-метеор мчалась на всех парусах, не замечая ничего на своем пути, она энергично расталкивала мирные группы неторопливых отросчатых клеток, а иногда даже перепрыгивала через них, быстро проскальзывала по их поверхности и ис­чезала.

Бегут кадры, и на экране уже другое место стеклян­ного дна сосуда, и мы становимся свидетелями удиви­тельного клеточного таинства. Спокойная, малоподвиж­ная клетка, которая держится вдали от густой клеточной толпы, вдруг округляется, ядро растворяется в ней, оно уже неотделимо от цитоплазмы, затем внутри клетки что-то пенится, будто вскипает, и мы видим хромосо­мы — маленькие четкие фигурки, похожие на короткие палочки и запятые. Все они, как по команде, выстраи­ваются парами в виде узорной полоски — пояска и за­мирают. Секунда — и становятся отчетливо виднытон­чайшие нити, которые лучами спускаются к пояску с двух противостоящих полюсов клетки. И я вижу, что все палочки и запятые, подхваченные нитью, быстро и плавно на одном дыхании подтягиваются к полюсам. Следующее мгновение — исчезли нити, а палочки сли­лись в сплошную массу, и на месте старой клетки уже лежат тесно друг к другу две новые. Они уже успели отгородиться друг от друга тонкой перегородкой, но еще не разошлись.

Мелькают черно-белые исцарапанные кадры, клетки вздрагивают и подпрыгивают, как герои первых филь­мов, снятых на заре кинематографа. На пустой кадр сверху надвигается какой-то огромный прозрачный язык. Его края пульсируют, меняют очертания, и я вижу прозрачный пласт, который заполняет весь экран. При­сматриваясь, замечаю, что пласт состоит из множества клеток, которые тесно, не оставляя пустых мест, идут, как единый организм.

Кончилось все шквалом аплодисментов. Даже самые образованные зрители воспринимают фильм о культурах, как чудо. Что же говорить о начинающих и неискушен­ных?

С тех пор мне привелось посмотреть еще несколько фильмов о клетках, снятых более совершенно, и каждый раз, когда в демонстрационном зале гасят свет, всех охватывает радостное ожидание… Как и в художест­венном кино, сначала идут титры, говорящие нам о на­звании и «студии», в которой заснят фильм, затем пере­числение «действующих лиц» и «исполнителей». Это нормальные здоровые клетки, выделенные из различных частей тела, злокачественные — опухолевые клетки, микробы и вещества, действующие на поведение и функции клеток.

В лаборатории Юрия Марковича Васильева был за­снят фильм о движении нормальных и опухолевых кле­ток.

На экране ровное поле, образованное вытянутыми веретеновидными клетками, полученными из зародыша мыши и размножившимися в культурах. Клетки уже прекратили делиться, им тесно, и они дремлют, почти неподвижные. На клеточный слой наносится рана, острой бритвой снимают клетки, и получается свободное квад­ратное окошечко. И мы видим, как клетки с краев уст­ремляются в рану и затягивают ее тонким войлоком. Минута, и снова перед нами дремлющий однородный слой, и мы не можем отыскать границ раны — она за­жила.

Новая культура и знакомое окошечко раны. Но по­чему клетки не затягивают ее, почему остаются па своих местах, как приклеенные? Они тянут во все стороны свои отростки, как тысячи рук, но тщетно. Все объяс­няется тем, что в среду введено вещество, которое как бы ослепило клетки, лишило их способности ориентиро­ваться, чувствовать «рану» и перемещаться из полей с высокой клеточной плотностью в поля — с низкой.

Другой отрывок фильма рассказывает нам о безоб­разных полчищах опухолевых клеток, которые жадно за­хватывают территории, не вступают в контакт друг с другом и не подчиняются никаким законам клеточного коллектива.

Долгое время фильмы о культурах оставались черно-белыми: ведь живые клетки прозрачны и бесцвет­ны, и казалось, что цветной фильм мало что даст. И все же в конце концов появились и цветные фильмы. Один такой фильм был о «пожирающих» клетках — о мечниковских фагоцитах. (Сценарий и съемки Мая Кор­на.) Безвредный краситель окрасил мелкие микробные тельца в ярко-красный цвет, и мы стали свидетелями захватывающей картины борьбы клеток с микробами… Сначала на экране появляются блуждающие отросча­тые клетки — фагоциты, потом красные точечки микро­бов, которые склеиваются в комочки и прилипают к поверхности фагоцитов. В следующий момент микробы обволакиваются цитоплазмой, и… они уже не снаружи, а внутри клетки. Потом они распадаются и перевари­ваются. Правда, мы забыли сказать, что в самом начале на микробов подействовали защитными белками (анти­телами), а потом обезвреженные бактерии уже были захвачены и переварены клетками-мусорщиками — фа­гоцитами…

После просмотра фильмов о культурах складывается впечатление, что изолированная клетка ведет себя, как простейший одноклеточный организм, она пе­редвигается с места на место, выпускает отростки, по­хожие на щупы, способна к размножению, она разли­чает сигналы (определенные вещества) и перемещается по направлению к их источнику, она «дышит», питается, живет и умирает.

Многие годы исследователи следили главным обра­зом за поведением индивидуальных клеток в культуре. Их интересовало движение, изменение формы, деление клеток, захват чужеродных частиц. Все эти события было невозможно проследить и понять до эры клеточных культур. Потом ученые поняли, что клеточные взаимо­действия, которые можно наблюдать в таких условиях, представляют собой не менее интересную область для исследования. И, по сути дела, каждая культура, со­стоящая из сотен тысяч клеток, напоминает уникальную систему, составные части которой находятся в тесной динамической связи. Если клеток много, они сущест­вуют уже не каждая сама по себе, а объединяются в клеточный коллектив, многоклеточный организм, живу­щий по своим законам, где. клетка является лишь частью целого.

Некоторые типы клеток больше, чем другие, нуж­даются в клеточном коллективе и могут передвигаться и размножаться, только находясь в составе клеточных пластов, им нужны клетки-соседи, окружающие их со всех сторон… Такие многоклеточные «организмы», воз­никающие в культурах, помогают проследить, правда, в весьма упрощенном виде, сокровенные законы, по ко­торым построены ткани организма.

Приемы культивирования клеток изменялись в зави­симости от тех задач, которые ставили перед ними раз­личные области теоретической и практической медици­ны. Благодаря вирусологии родился метод монослойного культивирования, где клетки выращиваются не в плазменном сгустке, а на поверхности дна стеклянных или пластиковых флаконов и получают питательные ве­щества из жидких сред, в состав которых входят амино­кислоты, витамины и ряд других биологически активных веществ. Такие среды были созданы в 40—50-х годах группой американских ученых (Е. Вильмер и Р. Дюльбекко), что сильно продвинуло вперед методы культиви­рования, расширило области их применения. Для куль­тивирования начали использовать клетки, выделенные из тканей при обработке трипсином — ферментом, пере­варивающим белки, которые связывают клетки между собой. Клетки в таких культурах растут в один слой, почему и культуры получили название однослойных. На таких клетках исследователи размножают вирусы, которые используют для получения противовирусных вакцин. В культурах получают и изучают интерфе­рон — вещество, которое клетки синтезируют и выде­ляют в ответ на вторжение вирусов.

По мнению одного из основателей современной виру­сологии лауреата Нобелевской премии Сальвадора Лу­рия, использование культур привело к тому, что «были открыты сотни новых вирусов — так много, что неко­торые из них до сих пор не удалось связать с какими-либо известными болезнями. Создалась возможность производства вакцин в промышленных масштабах. К началу 1960 годов только против полиомиелита было вакцинировано несколько сотен миллионов человек, и теперь во всех странах заболеваемость полиомиелитом резко снизилась».

Современные вирусологические лаборатории, полу­чающие вакцины и интерферон, по широте размаха напоминают промышленные предприятия. В больших тер­мостатах или термостатированных комнатах, в которых поддерживается нужная температура 37°С, на полках лежат ряды прозрачных плоскодонных бутылей, самые крупные из которых, пятилитровые, кажутся великана­ми рядом со 100-миллилитровыми маленькими флакона­ми. На дне флаконов белый налет, который видно нево­оруженным глазом — это клеточный слой. Клетки вы­ращивают и в чанах-культиваторах с автоматическим перемешиванием и сменой среды в заданном режиме. В культиватор помещают микрошарики, которые обра­стают клетками: это позволяет увеличивать массу ра­стущих клеток в культиваторе. Без клеточных культур сейчас немыслимо представить себе работу вирусологи­ческих лабораторий и институтов. В свою очередь, ви­русология стимулировала создание различных синтети­ческих сред для культур и организацию производства, где эти среды изготовляют в больших количествах и используют не только в вирусологии, но и в лаборато­риях, изучающих другие области биологии и медицины. То же самое касается производства посуды для культи­вирования. Около десяти крупных промышленных фирм, филиалы которых находятся в разных странах мира, выпускают сейчас все необходимое для культур…

С 1910 года «дерево жизни» тканевых культур раз­рослось и дало новые ветви, и, оглядываясь назад, мож­но проследить его историю — периоды бурного расцве­та, надежд и разочарований. Но все-таки в истории культур побед больше, чем поражений. Сейчас культуры так многообразны и область их применения столь широка, что трудно перечислить основные биологические про­блемы, которые ждут своего разрешения с помощью культур.

Культуры проникли и в лаборатории при больницах и клиниках и стали незаменимыми помощниками в под­боре доноров для пересадки органов, в изучении дейст­вия на клетки лекарственных препаратов и в анализе наследственных заболеваний. Почти в каждой биологи­ческой лаборатории есть свой бокс, свои культуры. По­хоже на то, что в ближайшее время культуры завоюют новые области для применения. Недавно была решена задача выращивания в культурах кожи, взятой от боль­ных с ожогами, для того чтобы быстро нарастить ткань, которой можно закрыть обожженную поверхность. Такой способ лечения ожогов оказался вполне успешным.

Однако как ни впечатляющи современные установки для культивирования и как ни важны уже полученные и ожидаемые в близком будущем результаты (напри­мер, наработка в культурах гормонов и чистых антител для использования в медицине), не эти направления сейчас больше всего волнуют культурщиков. С самого начала их не покидает надежда, что культуры помогут разгадать загадку клеточной дифференцировки — тех таинственных событий, которые приводят к образова­нию всех тканей взрослого организма из одной праро­дительницы: оплодотворенной яйцеклетки. Уже давно было замечено, что клетки в культурах часто «опро­щаются», утрачивают свойства, отличающие клетки разных тканей, т. е. они как бы теряют свою дифферен­цировку. Но в культурах можно создать и такие усло­вия, при которых дифференцировка поддерживается или возникает вновь, например при изменении плотности клеток, выращивании совместно клеток разных типов или даже при добавлении в культуры определенных ве­ществ. Вот почему культуры незаменимы при изучении дифференцировки клеток — одной из центральных про­блем современной биологии.

Для исследований в этом направлении пока нет нужды в больших культиваторах, работающих по спе­циальной программе, за которой следят автоматы. Поэтому в лабораториях сейчас используют и самую новую технику, и приемы, разработанные еще Макси­мовым и Каррелем. В этой брошюре речь пойдет об изучении клеточной дифференцировки в кроветворной системе, о работах, в которых успешно применяют тка­невые культуры.

Молодые исследователи, которые приходят в лабо­раторию, за один год знакомятся с многими тонкостями выращивания клеток и тканей, овладевают одним или несколькими методами постановки культур, и вскоре pa­бота с культурами делается для них обыденным и при­вычным делом. При этом многие из них даже не подо­зревают, сколько трагических событий пережило стар­шее поколение культурщиков в конце 40 — начале 50-х годов. В те годы культурам предъявляли тяжкие обви­нения: «Культуры не нужны ни для теоретической, ни для практической медицины; культуры представляют собой искусственную упрощенную систему, которая на­носит вред науке о целостном организме, культуры — лженаука, а результаты, полученные в культурах, — артефакт». Многие лаборатории тканевых культур были закрыты, и культурщики оставались без любимой ра­боты… Я помню, как в нашем доме поселилась тоска: недомолвки, отрывки разговоров и мамины заплаканные глаза… Через год мама устроилась в другую лаборато­рию, где спустя несколько лет построила новый бокс и поставила новые культуры…

Мне хочется, чтобы молодые и начинающие знали о судьбах старшего поколения. Ведь мы, все работающие сейчас, многим обязаны тем, кто работал до нас — мы стоим на их плечах и используем их опыт и добытые ими знания. Без преемственности поколений невозмож­но заниматься научным поиском…

За окном бокса, в котором мы ставим культуры, ме­няются времена года, подрастают деревья, и по ним мы замечаем, как быстро течет время и как медленно про­двигается наша работа. И когда в минуты разочарова­ния и неудач меня одолевают сомнения, я беру в руки культуральный флакон и снова и снова, наверное в ты­сячный раз, вглядываюсь в удивительные тончайшие узоры, которые вырисовываются на стеклянном дне, когда клетки растут в культурах.