5. Жар, стресс и сила ума
Однажды в начале 1996 года я наткнулся на метод, каким можно помочь иммунным клеткам бороться с раком. Мне тогда было двадцать пять лет, я только что защитил диссертацию по физике в Глазго и прибыл в Гарвардский университет изучать иммунную систему. Глава лаборатории Джек Стромингер еще в 1950-х помогал разобраться, как действует пенициллин, и с тех пор пытался понять, как Т-клетки выявляют признаки болезни в теле; эта работа сделала его претендентом на Нобелевскую премию[402]. В его группе было полно целеустремленных и талантливых ученых — человек двадцать в основном студгородке Гарварда, где работал и я, и еще двадцать — во второй лаборатории, которую Стромингер возглавлял, в паре миль от университета — в Гарвардской медицинской школе, и все они знали об иммунной системе гораздо больше, чем я смог усвоить, пока учил физику. Казалось, меня взяли по какой-то канцелярской ошибке.
Когда я приехал, лаборатория Стромингера пыталась разобраться, как и в какой мере наши белые кровяные тельца под названием «естественные киллеры» способны расправляться с раковыми клетками. Для этого исследования такие клетки выделяли из крови — кровь брали у исследователей, работавших в том же коридоре, — и смешивали их с раковыми клетками разных видов. Затем раковые клетки помечали радиоактивным изотопом, чтобы, если их уничтожат, радиоактивным стал бульон, в котором плавали обломки убитых клеток. Затем нужно было измерить радиоактивность жидкости и из этих данных делать выводы, какая часть раковых клеток уничтожена естественными киллерами. В один прекрасный день, вероятно, потому что образование у меня в первую очередь физическое, а не биологическое, я задумался, что произойдет, если клетки слегка нагреть. Никакой гипотезы на проверку у меня не было, как не было и прогноза, чем дело кончится, — я просто заинтересовался. Слегка нагрел раковые клетки — где-то до 41˚С — и обнаружил, что уничтожение произошло гораздо эффективнее.
Возиться дальше с этим наблюдением я не стал, но через несколько лет другие ученые совершили прорыв — поняли, почему это происходит: нагревание способно заставить раковые клетки некоторых видов выдавать на поверхность стресс- индуцируемые белки — так их называют, потому что клетка показывает эти белки в состоянии стресса. Не в бытовом смысле слова «стресс», но клетки все же переживают то, что именуется «стрессовым откликом», когда повреждаются, например, под воздействием высоких температур, ядов или ультрафиолета. Из-за жара белковые молекулы теряют форму, а УФ-излучение способно испортить генетический материал клетки, и если у клетки возникают такие неприятности, она выделяет на поверхность белковые молекулы, которых нет в здоровой клетке. Эти белки — пометки на поврежденных клетках, и когда естественные киллеры засекают их на клетке, они ее атакуют[403]. Мое исследование тут значения не имеет — большое открытие совершили те, кто понял суть процесса, — но иллюстрирует, как наука иногда движется вперед, когда у кого-нибудь возникает побочный вопрос. Поэтому многие руководители лабораторий любят нанимать людей с несмежным образованием. Я сам, возглавив лабораторию, знаю, что в первоклассную лабораторию меня, доктора физических наук, взяли не по ошибке. Профессура в Гарварде знает, как преуспевать.
Мысль о том, что можно лечить рак нагреванием, не нова. Более того, она встречается в старейшем известном описании этой болезни — в папирусе Эдвина Смита, 3000-летней давности[404]. Скорее всего, копия древнеегипетской медицинской прописи, папирус Эдвина Смита подробно излагает, как лечить рак груди горячими лезвиями и палочками. Наверное, это были попытки выжечь раковые клетки, а не лечить болезнь как-то изощреннее. Впрочем, современные эксперименты показывают, что нагревание способно не только выжигать больные клетки, но и действительно помочь в лечении некоторых разновидностей рака. У мышей с раком легких определенного вида, например, лихорадочная температура понижала вероятность распространения опухоли[405]. А содержание мышей в емкости, нагретой до 30˚С, способно увеличить число Т-клеток, проникающих в опухоль и поражающих там больные клетки[406]. (Что не доказывает прямое действие: мыши, содержащиеся в теплых условиях, менее оживлены, больше пьют и так далее, а любая из этих особенностей поведения, в общем, может укреплять иммунный ответ.)
В сегодняшней медицине температуры выше 50˚С иногда применяют для прямого уничтожения раковых клеток — посредством радиоволн, например. Иногда, чтобы помочь одновременно введенным химическим препаратам, температуры, сопоставимые с теми, когда у человека жар, иногда вызывают локально или же во всем теле пациента — такое лечение называется гипертермическим[407]. Однако нагрев — не самая обыденная процедура лечения рака. Дело в том, что взаимосвязь жара, стресс-индуцируемых белков, воспаления и рака оказалась гораздо сложнее, чем было известно, когда я проводил свой тепловой эксперимент.
Начать с того, что наша иммунная система пусть нередко и способна подавлять или устранять рак, она умеет и противоположное, и существует по крайней мере два способа, какими рак может получить преимущество от иммунного отклика, а возникающие при этом осложнения от тепла станут еще тяжелее. Во-первых, многие раковые клетки присваивают себе черты иммунных — экспрессией наборов белков, используемых иммунными клетками, — и тем самым делаются способны откликаться на цитокины и другие выделяемые при воспалении вещества. Это позволяет клеткам рака перехватывать сигналы, по команде которых иммунные клетки размножаются и перемещаются в организме, и таким образом разрастаться и распространяться. Во-вторых, плотные опухоли от местного воспаления иногда выигрывают, потому что оно способно увеличить подачу питательных веществ и кислорода к этому месту. Более того, иммунные клетки могут оказаться настолько выгодны раковым, что, бывает, некоторые опухоли не избегают иммунных атак, а выделяют белковые молекулы, которые привлекают иммунные клетки селиться внутри самой опухоли[408]. Такие опухоли часто выделяют гормоны, меняющие природу иммунного отклика на месте опухоли, — они отключают способность иммунных клеток нападать, попутно поддерживая благотворное для опухоли местное воспаление[409]. Опухоль, поддерживающая местное воспаление, иногда мыслят как незаживающую рану.
