Санитары эволюции

…Атака длится всего несколько минут. Десятки микроорганизмов, у которых из частей «тела» имеются лишь голова и хвост, прикрепляются последним к клетке, специальным ферментом растворяют ее мембрану и впрыскивают нуклеиновую кислоту — свою генетическую информацию. Все — перезагрузка матрицы произошла! Теперь «оккупированная» клетка начнет производить своих собственных врагов — вирусы.

Впрочем, далеко не все вирусы столь агрессивны. Некоторые из них отличаются настоящим коварством: вполне миролюбиво подходят к клетке, и та, подчиняясь древнему «инстинкту» захватывать из окружающей среды твердые частицы и капельки жидкости, «заглатывает» вирус, пытаясь его «переварить» с помощью ферментов. Если ей это удается, то чехол вируса разрушается и нуклеиновая кислота выходит наружу.

Подсмотреть столь оригинальный способ размножения живых существ позволил электронный микроскоп. Однако и с его помощью не удалось до конца разгадать все загадки вирусов. В частности, одна из них: к живой или неживой природе они относятся? До сих пор ни одно живое существо, за исключением сказочных героев, не удавалось возродить к жизни после разделения на отдельные части. С вирусами же это вполне реально.

Существует и множество других загадок невидимых «киллеров». О некоторых из них шла речь на IV Международной конференции «Биоресурсы и вирусы», состоявшейся в эти дни в Киеве.

— Идея нашей встречи, — говорит один из организаторов мероприятия, заведующий кафедрой вирусологии Киевского национального университета им. Тараса Шевченко профессор Валерий Полищук, — объединение всех вирусологов. У нас одни и те же объекты, практически аналогичные методы работы, абсолютно идентичными могут быть и подходы к проблеме. А вот общения на самом деле очень мало. Парадокс в том, что сегодня намного проще выяснить, чем занимаются ученые в мире, нежели узнать о достижениях отечественных вирусологов. Подобные конференции как раз и восполняют пробелы в информации.

— Сейчас многих настораживает все возрастающая агрессия вирусов. Создается впечатление, что прежде они не были столь активны.

— Вы заблуждаетесь. Раньше, во всяком случае при Советском Союзе, деятельность таких организаций, как, например, противочумные станции, была закрытой и информация об их работе не распространялась в СМИ. Поэтому мы очень мало знали об эпидемиологической ситуации в стране. На самом деле разнообразие патогенных вирусов было, скорее, даже больше. Мы сейчас говорим о том, что нет оспы, практически нет полиомиелита, кори и многих других вирусных инфекций, которые мы сейчас можем предупредить.

О разнообразии вирусов в древности можно судить и по такому факту: считается, что до 30 процентов генома человека — это дериваты, то есть остатки различных ретровирусов. Инфицировав нашего далекого предка, вирус утрачивал способность размножаться и просто оставался в геноме — как балласт. Правда, балласт ли это на самом деле, сказать сложно.

— Получается, в каждом из нас записана история болезни всего человечества?

— Можно сказать и так.

— Но все чаще появляются и совершенно новые, так называемые эмерджентные вирусы. Недавний пример — SARS.

— Поначалу думали, что атипичная пневмония — биологическое оружие, вышедшее из лаборатории. Но когда секвенировали геном возбудителя SARS, определили нуклеотидную последовательность и сравнили по базам данных, то оказалось, что это мутант из трех вирусов. Один из этих вирусов поражает птиц, второй — животных, в данном случае мангустов, а третий — человека. В провинции Гуандан, где началась эпидемия, мангустов употребляют в пищу.

То есть возможно, где-нибудь на кухне кто-то готовил мясо мангустов, тут же — мясо кур, вдохнул их испарения и получилось, что в одной клетке этого человека встретились все три вируса. В результате этой встречи они меняются между собой фрагментами генетической информации, а потому свойства «новорожденного» становятся иными. Этот штамм оказался особо опасным для человека. Но обратите внимание: время жизни — способность репродуцироваться — у него было очень небольшое.

— Устал сражаться?

— В дело вступают взаимоотношения «хозяин — паразит». Вирус далеко не всегда убивает человека. Ну какой смысл паразиту уничтожать хозяина, в организме которого он живет? Типичный пример — вирус бешенства. С человеком он никогда не сосуществовал, поэтому, попадая в человеческий организм, он его убивает. В то же время у грызунов этот вирус персистирует (присутствует) постоянно.

— То есть возбудителю SARS в организме человека «не понравилось» и он решил его не щадить — использовал для размножения и убил, одновременно потеряв и собственную активность. Почему же, в таком случае, не затихает эпидемия ВИЧ? Он ведь тоже образовался в результате обмена «деталями» вирусов человека и обезьяны и, по идее, с человеком никогда не сосуществовал?

— ВИЧ существовал, как предполагается, очень давно. В Центральной Африке испокон веков едят обезьян, которые могут быть носителями вируса иммунодефицита. О его давнем сосуществовании с человеком говорит и тот факт, что есть люди, нечувствительные к нему. Такая устойчивость могла выработаться эволюционным путем.

Но проблема не в этом. Ликвидируя одно вирусное заболевание, мы образуем нишу, которую тут же занимает другое. И мы никогда не знаем, каким оно будет. Когда, к примеру, начал распространяться ВИЧ? После того как ликвидировали оспу. Тут мы уже подходим к вопросу о роли вирусов в эволюции. Ведь кого поражала та же оспа? В первую очередь, людей со слабым иммунитетом, причем еще в детском возрасте, до репродуктивного периода. То есть она действовала — пусть это жестоко звучит как санитар.

Кроме того, на более активное распространение вирусных инфекций повлияла глобализация современного мира. До 70-х годов и транспортные перевозки были не столь интенсивны, и мораль была иной. То есть в начале мы создали почву для того, чтобы ВИЧ и прочие «бичи» человечества в принципе получили право на существование, а затем эту почву «взрыхлили» активными миграциями и сексуальной неразборчивостью.

— По каким основным направлениям движется современная вирусология?

— Прежде всего ищутся возможности защитить человека от опасных вирусов. Против них, как известно, практически нет лекарств. Те, которые уничтожают вирус, в конце концов убивают и человека. Зато есть системы, которые можно стимулировать для отпора вирусной инфекции. Прежде всего это системы интерферонов. Перегружать организм вакцинами нельзя — иммунная система не безразмерна. А вот если в нужное время правильными препаратами помочь иммунной системе, можно добиться ощутимых результатов. Поиск таких препаратов — одно из приоритетных направлений.

Очень интересное направление — диагностика прионных инфекций. Болезней, которые они вызывают, не так уж мало. Изнуряющая болезнь мулов, к примеру. В природе животные здоровы, а при попадании в стрессовые условия содержания в зоопарке у них сразу начинают развиваться так называемые прогрессирующие энцефалопатии, причина которых — прионы.

— О человеке тоже иногда говорят: «погибает в неволе» или «чахнет от тоски». Все дело в прионах?

— Это чистой воды спекуляция. Когда действуют стрессовые факторы, может проявиться все что угодно. Американцы, анализируя полеты космонавтов, заявили, что в ближайшее время длительные полеты человеку «не светят»: именно из-за вирусных заболеваний — хронических и латентных. Мы не знаем, что на самом деле в нас сидит. Когда же попадаем в стрессовую ситуацию, многие «дремлющие» инфекции начинают проявляться.

Очень интересный доклад сделали германские исследователи — о вирусных инфекциях пшеницы, из-за которых теряется более 20% урожая. Сегодня мы хорошо определяем болезни, вызываемые грибами и бактериями (из-за них у пшеницы чернеет колос или появляется плесень). Но никто не задумывается над тем, что, оказывается, в первую очередь заболевают те растения, которые раньше были инфицированы вирусами. Вирус изменяет метаболизм растения, и оно становится восприимчивым к грибной и бактериальной инфекции.

В последние годы возникла еще одна угроза — почвенные вирусы. Они передаются крохотными червячками или почвенными грибами.

— Человек может «подхватить» вирус у растения?

— Над решением этого вопроса бьются уже давно. Геномы вируса бешенства и вируса курчавости листьев картофеля похожи на 80%. Но еще никто не доказал, что вирус животного размножается в растениях и наоборот. Правда, не доказано — не означает, что этого не может быть.

Недавно я прочел любопытный отчет американского центра контроля над заболеваниями. Изучая особо опасные инфекции типа лихорадки Эбола, ученые искали очаги их распространения. Был проведен огромный скрининг, в том числе (что меня больше всего поразило) и растений. И хотя там, понятное дело, ничего не нашли (вирус Эбола размножается только в кровеносной системе), важен сам подход. То есть в принципе такая возможность не исключалась. Теоретически обмен фрагментами генетической информации может привести к тому, что непатогенный для человека вирус растений приобретет совершенно иное свойство. Сегодня очень мало известно о роли вирусов в эволюции вообще и в жизни человека в частности — и это еще одно приоритетное направление современных исследований.