С момента обнаружения болезнетворных прионов прошло более 20 лет, однако до сих пор
многие загадки, связанные с прионными болезнями ("коровье бешенство", болезнь Крейцфельда-
Якоби и др.), остаются неразгаданными. Недавно ученым из Дартмутской медицинской школы,
что в штате Нью-Хэмпшир, удалось найти ответ на один из вопросов, долго занимавших научное
сообщество, - есть ли у патогенных прионов "помощники". Но, прежде чем переходить к
обсуждению "очередного шага", стоит оглянуться на весь пройденный путь.
"Коровье бешенство"... Взрывы, гремящие по всему миру в начале века нынешнего,
еще не заставили нас забыть об одной из самых больших европейских страшилок 90-х годов века
минувшего. Миллионы забитых животных... десятки людей, скончавшихся предположительно от
употребления мяса зараженных коров... серьезный удар, нанесенный по сельскому хозяйству ряда
стран. Впрочем, коровьи страдания были одним из конечных звеньев цепи, а поначалу буренки не
были затронуты неизлечимой напастью. В нашей истории все началось с овец: более двухсот лет
назад была описана болезнь овец, названная скрейпи.
Скрейпи наносила царю природы лишь материальный ущерб, поэтому интерес к ней в
течение долгого времени был не так уж велик. Зато во второй половине 50-х годов прошлого века
внимание не только ученых, но и журналистов было привлечено к небольшому району в
высокогорной области Папуа - Новой Гвинеи, где свирепствовала необычная лихорадка - куру
(на языке папуасов куру означает "тряска"). Болезнь развивалась медленно, но верно -
заболевший всегда умирал; всего за год от лихорадки погибало около 1 % популяции племен форе
(примерно 300 человек). На определенном этапе развития куру довольно типичным для больных
было эйфорическое настроение и приступы патологического смеха, причем смех или улыбка
затухали медленно, словно растворяющаяся в воздухе улыбка Чеширского Кота. Болезнь была не
менее загадочной, чем этот персонаж сказки Кэрролла.
В 1959 г. ученые обратили внимание на сходство невропатологии скрейпи у овец и куру у
человека, и с этих пор началось интенсивное сравнительное изучение двух болезней. Как показали
исследования, в обоих случаях оказывается поражена центральная нервная система (аналогичные
изменения мозга происходят и при болезни Крейцфельда-Якоби); при этом не наблюдалось
обычных воспалительных реакций и поражений других органов. Вскоре стало ясно, что
заболевания людей связаны с ритуальным каннибализмом (из уважения к умершим их
родственники съедали мозг и другие органы покойного); это позволило остановить
распространение болезни. Но выделить вирус, вызывающий куру и скрейпи, не удавалось - в
течении двух с половиной десятилетий ученые видели только улыбку Чеширского Кота, сам же он
никак не желал проявляться.
Только в 1982 г. американцу Стэнли Прузинеру (получившему в 1997 г. Нобелевскую премию)
удалось обнаружить возбудителя скрейпи овец. Этот "белковый инфекционный агент" (откуда и
пошло название прион - PRotein INfectious agent) не походил ни на что известное ранее. Он
обладал множеством необычных свойств (был устойчив к ультрафиолетовому излучению,
химическим воздействиям, радиации, высоким температурам; очень медленно размножался и т.д.),
но не это было главным - самый поразительный факт состоял в том, что агент был слишком мал
(его молекулярная масса меньше 30000 атомных единиц массы), чтобы переносить генетическую
информацию! Дальнейшие исследования показали, что в составе приона действительно нет
нуклеиновых кислот, отвественных за собственное воспроизводство у всех известных живых
организмов - от человека с его двухнитчатой спиралью ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты)
до простейших вирусов с их РНК (рибонуклеиновой кислотой). Можно без преувеличения
сказать, что открытие произвело в среде биологов эффект разорвавшейся бомбы - многие ученые
поначалу отказывались верить в то, что такое вообще возможно.
Собственно говоря, прион - это обычный низкомолекулярный белок, в нормальном состоянии
присутствующий в клетках животных и участвующий в выполнении определенных функций
(расщепление некоторых органических соединений, обеспечение взаимодействия между
нейронами). Различие между патогенным и нормальным белками всего одно, и то в буквальном
смысле слова "формальное" - в форме молекул. Патогенный белок, взаимодействуя с нормальными
клеточными прионами, приводит к изменению конформации белковой молекулы. За счет "порчи"
(преобразования) нормального белка и происходит размножение инфекционного агента.
Патогенные белки в нейронах образуют агрегаты, нейроны деформируются и гибнут (из-за
возникновения в мозгу множества пустот, образующихся при гибели нейронов, прионные болезни
часто называют губчатыми энцефалопатиями).
До недавних пор оставался открытым вопрос, влияют ли какие-либо дополнительные
клеточные факторы на патологический процесс преобразования белка приона. Исследования
американских биологов, опубликованные в середине прошлого года в журнале Nature
[1], показывают, что такой фактор существует - молекулы РНК млекопитающих стимулируют
синтез патогенного белка. РНК - один из важнейших для жизнедеятельности животных видов
молекул. РНК опросредованно участвуют в процессе синтеза белков, а в некоторых случаях и
сами могут играть роль катализатора во внутриклеточных химических реакциях.
Ученые проводили эксперименты с белком приона хомячков Sc237 PrPres, напоминающим
патогенный белок скрейпи PrPSc овец. Они исследовали наработку патогенного
белка в смешанных растворах мозговой ткани больных и здоровых хомячков в присутствии
различных веществ (ферментов, катализирующих расщепление РНК или ДНК, и некоторых
других соединений). Ученые обнаружили, что синтез патогенных прионов подавляется в
присутствии ферментов, ответственных за расщепление каких-то однонитчатых РНК. В ходе
дальнейших экспериментов было показано, что добавление в раствор молекул РНК, выделенных
из мозга хомячков, приводит к существенному повышению интенсивности наработки
патогенного белка. Таким образом, в клетках был найден "союзник" инфекционного агента,
помогающий ему преобразовывать нормальный белок в патогенный. В практическом плане
обнаружение влияния РНК на амплификацию (наработку) болезнетворных прионов уже в
ближайшее время позволит улучшить чувствительность систем диагностики прионных болезней.
Однако вернемся к нашим коровам. Коровы, как известно, не едят людей, овец или друг друга - они
травоядные. Каким же образом заболевание перешло к ним от овец? По-видимому, к этому привело
нарушение естественного порядка вещей: коровы не должны были бы есть овец, но
коровы их ели. Точнее говоря, в их корм добавляли костную муку, получаемую из туш овец, в том
числе и овец, умерших от скрейпи. Конечно, производители заботились о дезинфекции, однако со
временем технология переработки туш овец была изменена - некоторые этапы
высокотемпературной обработки были сочтены избыточными. Рационализаторы не знали, что
прионы обладают повышенной устойчивостью к высоким температурам...
Вот и подошла к концу наша история, но осталась еще пара вопросов, навеянных заглавием
данной заметки. Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, что такое улыбка Чеширского Кота?
Может быть, это мимолетная игра облаков, силуэт улыбающихся губ, возникший где-то высоко в
небе? Такой, например, -
Медленно угасающая улыбка больных куру послужила причиной хлестких журналистских
синонимов названия болезни. Естественно, тающая улыбка была лишь малой частью картины,
сокрытой от нас, здоровых людей. Наука неторопливо наносит мазок за мазком на полотно,
рисуя эту картину в своем стиле, но увидеть ее целиком сейчас позволяет только искусство . Как счастливы, наверно, будут ученые, чья работа поможет
людям, которые улыбаются и преждевременно узнают ответ на второй, не заданный еще вопрос -
что такое смерть?
1. Nathan R.Deleault, Ralf W.Lucassen, and Surachai Pupattapone. Nature, v.425, 717 (2003).
2. Эдвард Мунк, "Крик", 1893
