4 роки тому
Немає коментарів

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

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…