Инна
Грошева

«На самом деле все не так страшно, как звучит»

Новый преподаватель нашей летней Школы для подростков «Науки о человеке» — Инна Грошева, молекулярный и клеточный биолог, старший научный сотрудник института Вейцмана — расскажет детям о вредоносных вирусах, о том, как они помогают лечить болезни и о том, в каком направлении развивается современная медицина.

Инна, скажите пожалуйста, чем именно вы занимаетесь?

Я изучаю биологию клетки, а именно внутриклеточный скелет, который нужен, чтобы клетка поддерживала свою форму, находилась на положенном ей месте, образовывала связи с соседними клетками, и в конце концов все это вместе нужно для формирования нормальной, здоровой, функционирующей ткани. Чтобы понять, как этот внутриклеточный скелет устроен, я смотрю на клетки в микроскоп, и то, что я вижу — удивительно красиво, такая микровселенная, разнообразная и при этом упорядоченная.

А если немножко изменить угол зрения, посмотреть с прикладной точки зрения, то сейчас я занимаюсь тем, как изменения клеточного скелета меняют свойства тканей кишечника и могут привести к развитию болезни Крона, — ну и, конечно, ищу способы эти нарушения исправить.

Название вашего курса кажется очень сложным — «Вирусология / иммунология / молекулярная медицина». О чем пойдет речь?

На самом деле все не так страшно, как звучит. Сразу скажу, что не будет четкого деления: вот эта лекция про вирусологию, эта — про иммунологию, а третья — про медицину. Все плавно перетекает из одного в другое. Ну и вообще, если всерьез рассказывать про вирусологию — нужен хороший спецкурс университетского уровня, естественно, это не то, что будет у нас в «Марабу».

Мы сначала немного поговорим про разнообразие вирусов, про удивительные молекулярные кунштюки, которые они выделывают. Удивительным образом молекулярная биология всего живого — от кишечной палочки до человека — очень консервативна, всегда работают одни и те же механизмы. А вирусы используют множество механизмов, которые уникальны только для них.

Скажем, у нас в клетке информация передается по цепочке ДНК —> РНК —> белок, всегда так и только так. За исключением вирусов, у которых информация может, например, передаваться по цепочке РНК —> ДНК —> РНК —> белок. Например, вирус СПИДа — один из тех, кто умеет делать не РНК из ДНК, а наоборот.

Я надеюсь, что будет интересно поиграть с детьми в такой молекулярный конструктор. С одной стороны, еще раз вспомнить про все основные процессы на молекулярном уровне: как из ДНК получается белок, что нужно, чтобы сделать копию ДНК; а с другой это немножко похоже на сборку электрической схемы: мы знаем законы физики, а теперь давайте зажжем лампочку от батарейки, а давайте еще вон туда проводок протянем. При всем своем разнообразии и уникальности вирусы довольно просто устроены — буквально несколько генов и, соответственно, белков, поэтому разобраться с их устройством и, что называется, жизненным циклом будет несложно.

Дальше мы перейдем к медицинской вирусологии, будем говорить, например, про грипп: как возникает болезнь, почему протекает так, как протекает. Почему ветрянкой мы болеем, как правило, один раз в жизни, а гриппом — ну как повезет? Потому что в отличие от ветрянки, которая всегда остается собой, грипп постоянно меняется. Каждый новый вирус гриппа, который мы подхватываем — это правда новый вирус, наш организм с ним еще не знаком. И тут мы плавно переходим к иммунологии, к тому, как наш организм себя защищает от инфекций, как сохраняется память о тех инфекциях, которыми мы переболели.

А что будет в части про молекулярную медицину?

Медицина много веков была эмпирической дисциплиной. Врач пытался лечить больного каким-то порошком, и если лечение помогало, врач назначал этот порошок другим больным, абсолютно при этом не понимая, что именно он делает. И только в XX веке люди наконец начали это постепенно понимать.

Был такой немецкий ученый Пауль Эрлих, его иногда называют отцом современной фармакологии. Он попробовал покрасить клетки из живого организма, например, каплю крови, размазанную по стеклу, красителями, которые до этого применялись в текстильной промышленности, и увидел, что каждый краситель дает свою картинку. Один красит только клеточные ядра, другой — пузырьки в цитоплазме, да и то не у всех клеток, а только у некоторой группы. И Эрлих понял: когда мы добавляем химическое вещество к клетке, этот агент связывает совершенно определенную мишень, которая находится в строго определенном месте и выполняет строго определенную функцию. Такое простое, казалось бы, наблюдение — любой лаборант, который делает анализы, десятками в день видит эти окрашенные мазки крови, и такой фундаментальный вывод. Так в итоге появилась современная фармакология — суть которой в том, что у каждого лекарства есть своя мишень.

Прошло еще несколько десятков лет, прежде чем это переросло в современного вида науку, но концепция уже была, и ученые понимали, что искать. И когда случайным образом нашли первый антибиотик — пенициллин, стало понятно, что существуют другие похожие молекулы, и известно, каким способом их найти — ровно так же выращивать бактерии на чашках Петри и искать то, что их убьет. Сначала растили вместе бактерии и грибки, растили одни бактерии с другими, потому что бактерии тоже не дураки и умеют избавляться от конкурентов. Потом стали добавлять разные химически синтезированные молекулы — так появился спектр современных антибиотиков.

Но поиск, конечно, не закончен: есть много болезней, от которых не существует лекарств, не все лекарства так эффективны, как хотелось бы.

Сегодня лекарства — это не только относительно простые химические соединения, которые, если повезет, будут взаимодействовать с определенными молекулярными мишенями; у нас сейчас в руках гораздо больше инструментов. Например, антитела, про которые мы будем говорить в курсе иммунологии. Это белки, которые производятся лимфоцитами, чтобы уничтожать бактерии и вирусы. Но можно сделать антитело, мишенью которого будет практически любая молекула по нашему выбору. И их делают и уже используют в качестве лекарств от некоторых видов рака, от болезни Крона.

Другой пример — вирусы. Мы сначала будем говорить о вирусах как о вредоносных агентах, которые норовят напасть и испортить наши клетки, а потом — о том, что вирус в руках молекулярного биолога, если его обезвредить, может оказаться очень удобным инструментом для доставки генов в клетки и для лечения генетических болезней.

А на каком этапе развития молекулярной медицины мы сейчас находимся?

Мы на самом деле понимаем довольно много: от чего возникают болезни, как работают лекарства. Но все равно из этой продвинутой точки есть куда двигаться дальше, потому что существует огромный спектр индивидуальных вариаций. Два человека могут выпить одну и ту же таблетку, но подействует она на них по-разному — почему? Потому что у нас разные гены, потому что болезнь может развиваться по разным механизмам, потому что наши белки и ферменты, взаимодействующие с лекарством, могут быть разными. Вся бесконечная сложность нашего генома, десятки тысяч генов определяют нашу индивидуальность и в здравии, и в болезни.

А что самое главное вы хотели бы сказать подросткам в «Марабу»?

Мне было бы важно перекинуть такой мостик между фундаментальными знаниями и более прикладными. Дать детям почувствовать, что наука о живом — она все время с нами, просто потому, что мы сами живые, и понимание клеточного, молекулярного устройства нашего собственного организма может здорово помочь в понимании того, что с нами каждый день происходит, как мы болеем, как выздоравливаем, как действуют те или другие лекарства. Чем лучше мы это понимаем, тем больше у нас свободы в принятии решений, когда речь идет о нашем здоровье.

И еще мне хотелось бы передать детям ощущение того, что мы сейчас живем во времена практически революционные. За последние лет двадцать фундаментальные биологические исследования оказались очень удачно дополнены прогрессом технологий — инженерных и компьютерных. И это дает совершенно новые возможности, в том числе и для поиска ответов на прикладные вопросы, связанные с нашим здоровьем. Один пример: программа «Геном человека», начавшаяся в 1990 году, длилась больше десяти лет. Сейчас секвенирование генома занимает около суток. И это далеко не единственный случай такого потрясающего ускорения. Поэтому очень вероятно, что довольно скоро мы будем жить в мире, где многие медицинские проблемы окажутся решены.