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.

Исследователей с давних времен интересовала воз­можность пересадок костного мозга в необычные («не­подходящие места»), в которых костный мозг не встре­чается никогда, например, под кожу, под тонкую капсу­лу почки или селезенки. Что же происходит там с ку­сочком костного мозга, вынутого из костной трубки? Будет ли поддерживаться кроветворение в местах, не за­щищенных костью, вне костных пещер? Пересадим ку­сочки костного мозга под капсулу почки нескольким мышам и будем наблюдать за ними. Мы видим, как ку­сочек костного мозга приподнимает прозрачную тонкую капсулу и четко в виде красного бугорка поднимается над поверхностью почки. Через несколько дней к нему подрастают красные ручейки кровеносных сосудов, и питание обеспечено.

Посмотрим, что будет через неделю. Кроветворных клеток остается совсем мало, а ячейки «рыбачьей се­тки», которую сплели ретикулярные клетки, выступают четко. Сеть опустела, и нет в ней больше золотой рыб­ки и ее мальков. Погибли они или ушли?..

Через десять дней смотрим другой кусочек. Почему он стал белым и твердым? Под лупой мы видим белые пещеры, неровные стены которых блестят, будто лед на солнце. Да и сами пещеры похожи на настоящие ледни­ковые. Образовалась кость! Но почему и из чего? И кто построил ее? И перед нами уже, тесня друг друга, тол­пятся новые вопросы… И для их решения надо ставить новые и новые опыты. Но не будем торопиться — нам надо проследить до конца судьбу пересаженного ку­сочка.

Пройдут дни, пробегут недели, и мы достанем сле­дующий кусочек, который прожил месяц под капсулой почки. Что увидим мы? Цела ли кость? Да! И больше того — костная пещера заселилась костным мозгом. Приплыла золотая рыбка, поселилась в рыбачьей сети, что натянута в костной пещере, и выводит мальков. Вот они! Красные, белые, синие…

Вот мы и повторили опыт, который впервые был по­ставлен около ста лет назад. И увидели ряд последова­тельно сменяющих друг друга красивых картин. И по этим картинам попытались представить себе цепь собы­тий, которые происходят при пересадке кусочка костного мозга. Но мы шли по проторенному пути, и потому нам было так легко и просто… Но тем, кто сам прокладывает тропинки, надо обдумывать каждый шаг. Итак, перед нами ряд неподвижных картин: опустевшая сеть без кости, затем живые костные структуры и, наконец, кость с костным мозгом — маленький костномозговой орган. Из чего же образовалась кость? Из клеток, которые пересадили, или из местных клеточных форм, которые обитают под капсулой почки? Анализ неподвижных кар­тин не дает оснований для четкого ответа на этот во­прос. Конечно, можно что-то предполагать, но не ут­верждать. Уже не раз этот коварный путь приводил к ошибкам и заблуждениям. Например, под микроскопом лежит препарат, в котором хорошо видны осколки кле­ток, мелкие и большие, и целые клетки. Картину можно истолковать так: мелкие кусочки складываются в целые клетки, и из «живого» вещества возникает клетка. Но если изменить направление воображаемой стрелки и по­вернуть ее на 180 градусов, кошмар рассеется и все встанет на свои места: на препарате мы видим разру­шение клеток — их гибель, распад и дело обстоит так; клетка —> ее осколки.

…За холодным стеклом аквариума диковинные рыбы: маленькие — синие с коротким хвостом, чуть по­крупнее — синие с красными пятнами, и большие — ярко-красные с длинными и прозрачными плавниками. Маленький мальчик с восхищением рассматривает их:

— Мама, посмотри! Какие красивые рыбы: взрослые и их детки.

— Ну что ты, сынок! Это в одном аквариуме вместе живут три рыбьих семейства. И никакие они не род­ственники. Просто плавают вместе…

Вернемся к кости. Чья же она и какого происхож­дения? И как подступиться к решению этой загадки? Какой придумать эксперимент? К счастью в конце 60-х годов, когда в нашей лаборатории (она находится на краю Москвы: улица Гамалеи, двухэтажный корпус во дворе налево) началась эта работа, в нашем распоря­жении были чистопородные («линейные») мыши. Их вывели генетики в 40-х годах. Мыши внутри каждой линии — практически близнецы, одинаковые не только внешне, но и по всем простым и сложным признакам, в частности и по белковому составу — по белковым мар­керам, о которых мы уже говорили. Поэтому лимфоциты, которые стоят на страже белкового постоянства орга­низма и идут в атаку на все чужеродные белки — анти­гены, попадающие в организм,— равнодушно относятся к пересаженному лоскуту кожи, если он взят от мыши той же линии. Лимфоциты воспринимают эту чужую кожу как кожу своего организма и поэтому никак не реагируют на нее.

Если же взять две линии мышей (А и В) и переса­дить кусочки кожи наперекрест, лоскут засохнет и от­торгнется. Ведь лимфоцитов нельзя обмануть. Они сле­тятся, как коршуны, на незнакомый запах, плотным коль­цом окружат чужестранцев и изгонят их. То же самое произойдет и с пересаженным кусочком костного мозга: внутрилинейные пересадки пройдут хорошо, а межли­нейные приведут к неудаче, и под капсулой почки оста­нется лишь тонкий рубец… Но если получить потомство путем скрещивания мыши линии А с мышью В, то гиб­рид (А В) будет принимать как свое пересаженные кусочки органов от мышей обоих родительских линий. И это потому, что каждая клетка гибрида несет маркер и папиной, и маминой линии. Представим, что у мамы А все клетки — красные, у папы В все клетки — синие, а у гибрида клетки красные в синюю полоску или синие в красную полоску, что, впрочем, одно и то же, и для лимфоцитов такого сине-красного животного и красный и синий — это свои родные цвета, и они на них не реа­гируют. Но зато, пересаживая костный мозг от А на гибрид (А Х В), мы сумеем по маркерам узнать, чья строится кость и чей в ней поселяется костный мозг..,

Вот, собственно, подход к решению задачи. А спосо­бы могут быть использованы разные… но не в них дело. Все дороги, по которым прошли московские исследователи, приводили к одному ответу: в описанной ситуации кость была построена из красных клеток, а кроветвор­ные клетки, которые поселялись и размножались в костной раковине, были красные в синюю полоску. И под почечной капсулой, как оказалось, формируется удиви­тельный химерный орган — красный дом, населенный полосатыми обитателями…

Следовательно, в пересаженном кусочке костного мозга присутствуют клетки, которые на новом месте строят кость и создают неповторимый микроклимат, оп­ределяющий рельеф местности и среду обитания для кро­ветворных клеток. Это какие-то строители костной тка­ни, и, может быть, не отдельные клетки, а какие-то кле­точные группы — пары, тройки, четверки… Последнюю возможность долгое время трудно было исключить, по­тому что пересадки под капсулу почки костного мозга в виде разобщенных клеток не приводили к развитию кости. И уже слышались голоса: «Для образования кости необходимы надклеточные структуры, которые со­храняются только в кусочке». Но, может быть, дело в том, что разобщенные клетки после пересадки просто разбегаются? Надо как-то удержать их на месте и не дать им разойтись. Но как? Попробовать поместить их в плазменный сгусток, а потом кусочек желеобразного сгустка пересадить? Но клетки уходили из сгустка. И на месте пересадки оставался рубец. И удержать их удалось, только помещая в диффузионную камеру.

Диффузионная камера — это «садок» для клеток, подобный садку рыболова — большой плетеной из иво­вых прутьев корзине, которую вместе с пойманными ры­бами спускают в реку. Сквозь крупные щели в стенках корзины к пленным рыбам приходит свежая вода и планктон — корм для рыб. Рыбы сыты, не надо забо­титься о них, и рыболов спокоен, что они никуда не денутся. Точно так же через микропористые фильтры, из которых сделаны стенки диффузионной камеры, из организма внутрь камеры поступают крупные и мелкие молекулы тканевой жидкости, и клетки, которые нахо­дятся в камере, получают питательные вещества. Прав­да, в отличие от рыб в садке рыболова, они могут не только жить, но и размножаться и специализироваться. И в камере, куда поместили один миллион разобщенных клеток костного мозга, образуется твердая белая пла­стина кости, спаивающая створки микропористых фильт­ров. Такую камеру (маленький плоский барабанчик), уже невозможно разнять: в ней поселилась кость, твер­дая обызвествленная кость, инкрустированная аппатитом кальция, настоящая, ничем не отличающаяся от обычной. А кроветворных клеток около таких костей, разумеется, нет. Ведь стволовые кроветворные клетки, путешествующие по организму, не могут протиснуться через мелкие поры фильтров и поселиться в камере воз­ле кости.

Из опыта следует, что разобщенные клетки костного мозга могут строить кость, т. е. перенос микроокруже­ния осуществляется не клеточными группами, а отдель­ными клетками. Клетками? Какими именно клетками? Ведь клеточные суспензии, приготовленные из костного мозга, содержат десятки различных клеточных форм. У каждой из них характерное строение и свое название. Среди лих обширные и разномастные семейства близких и отдаленных потомков клетки-прародительницы — стволовой кроветворной клетки: многообразные ранние формы красного ряда и конечные формы этого ряда — эритроциты; представители всех поколений клеток бело­го ряда — лейкоцитов; много другого клеточного наро­да — мечниковские «фагоциты» — «мусорщики», клет­ки, выстилающие сосуды, и клетки-ткачи, которые ткут сеть-каркас костного мозга и потому названные ретику­лярными клетками (от слова «ретикулум» — сеть). Если лриготовить из этого материала мазок и покрасить его тем же способом, как красят в клинических лабора­ториях кровь из пальца, а потом посмотреть под микро­скопом, перед нашими глазами предстанет красивая картика. И опытный Врач-Гематолог посчитает клетки и на­пишет формулу, а Лабораторный Работник, который за­нимается какими-нибудь другими клетками, например кожей, скажет, посмотрев в микроскоп: «Ну и каша! И вы думаете, что в таком вавилонском столпотворении можно опознать именно те клетки, которые строят кость?» И будет прав.

Клеток-строителей кости мы не можем найти на пре­парате, потому что… не знаем их в лицо. И ломать го­лову над препаратом — занятие не только бесполезное, но и опасное… ведь иногда глаза могут отыскать не то что есть на самом деле, а то, что хочется Исследова­телю. Надо искать какие-то новые пути разделения кле­ток на группы, а затем проверять способность к костеобразованию каждой группы по отдельности. «Сложная задача, — сказал бы Опытный Гематолог,— в наши дни наука располагает способами чистого разделения клеток костного мозга по формам, но форм слишком много. А те способы разделения, которые используются для ана­лиза стволовых кроветворных клеток, вам вряд ли по­дойдут. Впрочем, пробуйте».

Во многих тупиковых ситуациях Исследователя вы­ручает Случай. Иногда Счастливый Случяй сваливается на голову совсем неожиданно, как звезда с. неба, и вы не только не успеваете им воспользоваться, но не мо­жете даже истолковать, понять его. И счастлив тот, кто, собирая грибы в лесу, не откинет носком сапога, как что-то ненужное, кусок серого камня с отпечатком доисторического растения…

— Ай-яй-яй! Проклятый пророст опять погубил мои культуры!, Смотрите, на дне матраса опять выросли эти круглые колонии каких-то микробов или плесени,— огорченный Аспирант поднес к свету стеклянный пло­скодонный флакон, и сочувствующие товарищи видели, что прозрачное дно. матраса покрыто круглыми серыми пятнами и- напоминает шкуру коня в яблоках.

— Не унывай, друг! В нашем деле это бывает. Рабо­таешь еще не очень чисто». Вот и залетело что-то из воз­духа, — успокаивал Аспиранта Лаборант, — ничего с тобой не случится — поставишь новые культуры. Посуда у нас есть, и получить костный мозг тоже не проблема. Вырезал бедренную кость морской свинки, очистил от мышц, обрезал концы, потом вымыл из костной трубки костный мозг, погонял через шприц туда-сюда, чтобы разбить кусочки на клетки, и профильтровал через фильтр, сделанный из капронового чулка, и все дела Да что собственно я тебе рассказываю? Ты и сам, на­верное, все помнишь. Вместе ведь делали в прошлый раз.

Но в новом опыте повторилось то же самое, и дно культуральных флаконов опять напоминало- шкуру по­родистого коня.

— Безобразие! У нас плохо работает сушильный шкаф, он совсем не стерилизует посуду…— сокрушался Аспирант.

— Надо будет отдать флаконы в автоклав,— предла­гал Лаборант.— Ни одного микроба не останется!

— Давайте зараженную культуру сюда, я хочу по­смотреть, что это за пророст,— сказал Профессор и унес крапчатый матрас.

Боже мой, какую необыкновенную картину он уви­дел под микроскопом! Крупные нежные прозрачные клетки, переплетаясь отростками, образовали круглые мерцающие островки и острова, которые объединяли де­сятки, сотни, а может, и тысячи клеток — преломляю­щих свет блестящих чешуек.

«А что если каждый островок развился из одной клет­ки-прародительницы?! И тогда я вижу не просто скоп­ление клеток, а истинные клеточные клоны,— мелькну­ло в голове у Профессора. — Но невозможно, чтобы нам так повезло! А вдруг все же? Да-да в этом непременно надо разобраться…»

Вот так по воле Случая, в культурах костного мозга клетки сами собой разделились и дали однородное кле­точное потомство крупных клеток веретеновидной фор­мы. Словно из горсти брошенных в землю разноцветных семян, всходы дали только семена настурции, и в конце лета клумба покрылась яркими красно-рыжими пятна­ми цветущих растений, каждый куст которых вырос из одного зернышка. А осенью на месте цветов завяжутся и созреют неровные угловатые горошины — семена, и, собрав их, мы сможем засеять настурцией весь сад, если, конечно, захотим…

То же самое произошло и во флаконе, куда были по­сеяны разобщенные клетки костного мозга: из многооб­разных по форме и свойствам клеток на стеклянном дне выжили и размножились клетки только одного типа, которые дали многочисленное потомство клеток-веретен.

«Постойте! Но что же тут особенного?— скептически улыбнется Опытный Культурщик. — Неужели вы не пом­ните, что в культурах костного мозга, которые ставили в плазменном сгустке еще Алексис Каррель и Алек­сандр Максимов, через две недели вокруг кусочка обра­зуется травовиднаязона роста, состоящая из фибро­бластов? Да, именно фибробластов — «клеток-веретен», как вы их изволили назвать». — «О, нет! Разумеется, нет,— станете оправдываться вы. — Мы не забыли клас­сических результатов. Напротив, яркие эмоциональные строки максимовских описаний справедливы и для тех картин, которые видим мы. Но Каррель и Максимов высаживали в культуру кусочки, а у нас культура разоб­щенных клеток костного мозга. А очаги фибробластов все-таки образуются. Повторяю, фибробласты не высе­ляются (им неоткуда выселяться), а возникают из каких-то клеток, которые плавали в клеточной суспензии костного мозга». — «Следовательно, вы полагаете что среди свободно лежащих клеток, которые легко вымы­ваются из костного мозга, а именно кроветворных и макрофагов, есть прародители для фибробластов? И фибробласты в конечном счете происходят из стволо­вых кроветворных клеток? Ведь так получается»,— до­бавит Скептик. «Простите! Постойте! И прежде чем де­лать вывод, выслушайте несколько слов о наших коло­ниях. Вот перед вами два флакона, в которые 14 дней назад мы посадили по 5 и 10 миллионов клеток костно­го мозга. На дне первого матраса выросло 53 круглых островка, которые можно разглядеть и без лупы, на дне второго — 99 островков. Заметим: в два раза увеличили число клеток и получили в два раза больше островков.

О чем говорят эти цифры? Они дают нам основание предполагать, что каждый очаг фибробластов образуется из одной клетки и что концентрация этих клеток-родо­начальников крайне мала и составляет приблизительно

1 на 100 000. Этих клеток так мало, что они затеряны среди тысяч других, спрятаны, как иголка в стогу сена. И мы пока что ничего не знаем о них: ни о происхож­дении, ни о свойствах… Впрочем, число очагов всегда легко посчитать, а это, в свою очередь, даст возможность узнать кое-что о «неуловимых» предшественниках, а клетки-потомки можно попытаться вернуть в организм и посмотреть, что получится…» — «Позвольте! Но по­чему очаги получились только у вас? Ведь в десятках лабораторий мира из клеток костного мозга ставятся сотни — тысячи культур. И очагов не видел никто?»— не может успокоиться Скептик. «Ну… это просто повез­ло. Обычно берут либо слишком мало, либо слишком много клеток. Если взять мало — не вырастет ничего, если много — очаги сольются в сплошной слой».

Такой разговор можно было услышать в конце 60-х годов в нашей лаборатории на улице Гамалеи. А что было потом? Потом наши сотрудники доказали, что ко­лония фибробластов действительно образуется из од­ной родоначальной клетки. Смешивая клетки костного мозга двух морских свинок,— самца и самки, по поло­вому маркеру удалось показать, что одни колонии фиб­робластов целиком состоят из клеток самки, а другие — из клеток самца, смешанных колоний не было найдено. Если бы колония возникла при объединении нескольких клеток, в культурах образовались бы и смешанные очаги.

Впрочем, Скептик и тут нашел бы, что возразить: «Ваши опыты еще не доказывают, что колония образует­ся из одной, а не из нескольких родоначальных клеток, Просто эти клетки объединяются друг с другом не как попало, а подбирают себе компаньонов того же пола. Разве вы не знаете, что клетки способны очень тонко различать друг друга? Я поверю только прямым дока­зательствам».

А для «прямых» доказательств есть только один путь — снять фильм, который запечатлел бы историю колонии на кинопленку… Двое работали целый год, а фильм получился на несколько минут. Да и кадры ка­кие-то размытые, и колонии прослежены только до двадцати клеток. Но главное все-таки удалось рассмот­реть: в начале на экране была одна клетка, которая за­тем начинала делиться…