В молекуле от безумия истории о том, как ломается мозг

Глава 6. Смертельный смех

не могут ходить и даже ровно стоять. Затем, меньше чем через год после заражения, овцы умирают.

Этот ветеринар отправил письма Гайдушеку и в один известный медицинский журнал5. В них он подробно описал сходство проявлений почесухи у овец и куру у людей на микроскопическом уровне, а также отметил, что и при той и при другой болезни анализы крови и мочи были нормальными и ученые не смогли определить возбудителя болезни.

Когда Гайдушек, только что вернувшийся в США, прочитал письмо ветеринара, он понял, что именно следует сделать. Заразность почесухи к этому времени уже была доказана, так что Гайдушек решил продемонстрировать, что куру и болезнь Крейтцфельдта–Якоба тоже относятся к инфекционным заболеваниям. Он осторожно вырезал образцы тканей мозга людей, скончавшихся и от одной и от другой болезни. Затем, используя химические вещества, сделал эти образцы жидкими. И, наконец, ввел получившиеся жидкости в тело нескольких шимпанзе, живших у него в лаборатории. Спустя несколько месяцев у животных появились симптомы, схожие с клиническими синдромами у людей. Этот эксперимент показал, что куру и болезнь Крейтцфельдта–Якоба, как и почесуху, можно «подцепить».

Гайдушек даже обнаружил микроскопические подтверждения того, что речь идет об инфекции. Ткани мозга шимпанзе под микроскопом выглядели точно так же, как ткани мозга людей, скончавшихся от куру или болезни Крейтцфельдта– Якоба. Небольшие участки нейронов исчезли, оставив срез, похожий на истертую губку. Именно такие микроскопические изображения вскоре стали отличительным признаком почесухи, куру и болезни Крейтцфельдта–Якоба, объединив их общим названием «губчатая энцефалопатия». Это

131

Часть II. Мятежные молекулы белка

название используется до сих пор*. В 1976 году Гайдушек получил за свой труд Нобелевскую премию.

Тем временем Зигас оставил изучение куру и вернулся к работе над более общими вопросами общественного здравоохранения по причинам, которые он позднее таинственно обозначил как «обстоятельства, не поддающиеся моему контролю»**. Он переехал в Австралию, где опубликовал две книги о своей работе в Папуа — Новой Гвинее и скончался в 1983 году в возрасте 63 лет6. Он до сих пор остается в тени Гайдушека, и его вклад в изучение куру сильно недооценен.

После того как Гайдушек доказал инфекционную природу куру, дальнейшие исследования вскоре раскрыли эпидемиологическую тайну болезни: по традиции люди из племени форе поедали тела почивших соплеменников. Сначала труп временно хоронили, а затем, когда он был готов к поеданию (чаще всего когда в нем заводились личинки), женщины племени форе расчленяли тело бамбуковым ножом и вскрывали череп. Горя желанием почтить умершего, женщины съедали по кусочку его мозга, а остальное приносили домой, чтобы накормить детей. Ученые пока не пришли к единому мнению, как именно возникла болезнь куру, но в отношении путей ее распространения разногласий нет: куру передава-

*Слово «энцефалопатия» происходит от греч. ἐγκέφαλος— головной мозг и πάθος — болезнь, страдание.

**По какой причине Зигас оставил изучение болезни куру, точно

не известно. К тому моменту исследование перешло в область биологии, и, возможно, подготовка Зигаса как специалиста в сфере общественного здравоохранения не очень соответствовала этому направлению.

132

Глава 6. Смертельный смех

лась от женщины к женщине и от женщины к ребенку через мозг того, кто скончался от этой болезни.

Другая антропологическая деталь объясняла, почему куру уничтожала представителей племени форе, не затрагивая окружающие племена. В племени форе был принят эндоканнибализм — поедание членов своей же группы, — тогда как в соседних племенах так поступали только с врагами, которые были захвачены в плен и убиты. Это означало, что

вдругих племенах не происходило заражения и распространения болезней, общих для этих групп. Когда в 1960 году

вПапуа — Новой Гвинее запретили каннибализм, заболеваемость куру резко пошла на спад. За последние несколько десятилетий новых случаев не было.

Куру исчезла, но исследования губчатой энцефалопатии велись все более активно. Ученые обнаружили, что возбудитель этой болезни, чем бы он ни был, обладает чудовищной силой. Они нагревали ткани мозга до 360 градусов по Цельсию в течение часа, но те все равно оставались заразными7. В образцах уничтожали все клетки ДНК, но и тогда опасность заражения сохранялась. Срез мозга человека, скончавшегося от болезни Крейтцфельдта–Якоба, помещенный между предметными стеклами, даже через много лет может убить того, кто разобьет микропрепарат и достанет его содержимое.

Через 10 лет после того, как Гайдушек получил Нобелевскую премию за свой труд по изучению куру (и за 10 лет до того, как он лишился своей славы из-за обвинений в растлении малолетних), один молодой невролог из Сан-Франциско сумел разобраться, что именно вызывает губчатую энцефалопатию. Стенли Прузинер, бывший скаут-орел, вырос

водной из немногих еврейских семей в городе Де-Мойн, штат Айова8. И хотя, поступив в колледж, он переехал в Филадельфию, где евреев было значительно больше, он и там

133

Часть II. Мятежные молекулы белка

чувствовал себя чужаком. Это ощущение не оставляло его

ипозже, когда он, став биохимиком, отстаивал теории, которые большинству ученых казались абсурдными. Прузинер не стеснялся оспаривать сложившееся мнение и уже поэтому был наиболее подходящим человеком для изучения заболевания, не поддающегося изучению.

Чтобы понять, что именно вызывает губчатую энцефалопатию, Прузинер использовал метод исключения. Он делил образцы тканей пораженного мозга на все более и более мелкие фракции. На каждом этапе исследователи из его команды проверяли, остаются ли образцы заразными. Этот процесс был похож на просеивание муки через сито со все более мелкими ячейками. В результате Прузинер обнаружил, что очищенный образец состоит из чего-то более мелкого, чем бактерии, вирусы, грибы или паразиты. Он состоит из одних белков.

Кбесчисленному множеству уже известных свойств белков Прузинер добавил еще одно, поистине удивительное: белки могут быть инфекционными. Он придумал слово «прион» для обозначения молекул, вызывающих губчатую энцефалопатию (английское слово prion образовано от protein — «белок»

иinfection — «инфекция»)9. Скоро это открытие превратилось в дело его жизни. В 1997 году он получил Нобелевскую премию за описание прионов — это была вторая подобная награда за изучение губчатой энцефалопатии.

Представленные Прузинером данные звучали убедительно, но вызывали все новые вопросы, ставившие ученых в тупик. Для того чтобы вызывать заражение, прионы должны иметь способность размножаться. Представьте себе, как растет белая плесень в чашке Петри или как разрастаются в легких бактерии, вызывающие пневмонию. В каждом из этих случаев сначала микроорганизмы присутствуют в небольшом коли-

134

Глава 6. Смертельный смех

честве, а затем они растут и делятся, создавая большую массу инфекционного материала. Однако белки не могут размножаться, как бактерии и грибы, и без этой способности прионы должны были бы довольно быстро уйти в небытие.

Вторая загадка была еще сложнее. Зачастую при диагностике аутоиммунных заболеваний диагноз ставится при выявлении белка, которого в норме быть не должно. Лорен Кейн (глава 4) заболела потому, что из-за опухоли в ее теле стал вырабатываться белок, поражающий NMDA-рецепторы. Майк Беллоуз (глава 5) заболел из-за того, что в его теле выработался белок, заблокировавший глициновые рецепторы. У большинства людей нет таких болезней, потому что нет аномальных белков, которые их вызывают.

Но с губчатой энцефалопатией дело обстоит совсем не так. В мозге всех людей на свете есть белки прионы, но из 7000 человек только один — как Джо Холлоуэй — умирает от болезни Крейтцфельдта–Якоба10. Прузинер понял, что у прионов должно быть еще какое-то свойство, определяющее, будет развиваться болезнь или нет.

Он оказался прав. Проведя серию сложных биохимических экспериментов, он выяснил, что в мозге здоровых людей и людей с губчатой энцефалопатией прионы принимают разные формы11. В нормальном состоянии они представляют собой длинные жесткие спирали, похожие на пружинки, растянутые и застывшие в таком состоянии. У людей с губчатой энцефалопатией эти спирали разворачиваются и беспорядочно скручиваются.

А затем происходит нечто поразительное: деформированный прион заставляет соседний нормальный прион принять такую же токсичную форму. Именно так развиваются куру, болезнь Крейтцфельдта–Якоба и почесуха овец. Деформированные прионы не способны размножаться,

135

Часть II. Мятежные молекулы белка

но они нашли не менее эффективный способ вызывать заражение — они могут заставить другие белки им подражать. Несколько деформированных белков в человеческом мозге могут привести к тому, что все нормальные прионы примут опасную форму, точно так же как в комнате, полной мышеловок, вслед за одной по цепочке захлопываются остальные12.

В настоящее время ученые уже пришли к общему мнению, что молекулы белка могут вызывать инфекции. Были открыты другие виды губчатой энцефалопатии, такие как коровье бешенство, наводившее ужас на мясоедов Великобритании в конце 1980-х, а также фатальная семейная бессонница — редкое заболевание, при котором люди мучаются от невозможности заснуть и вскоре умирают. Но есть надежда, что прионные болезни скоро смогут лечить. В 2019 году исследователи продемонстрировали молекулу, напоминающую молекулу ДНК, которая способна в два раза продлевать жизнь мышей, зараженных прионами13*. Метод пока не тестировался на людях, но на данный момент это одна из самых многообещающих разработок для лечения болезни, которая бьет наугад и всегда заканчивается летальным исходом.

Прузинер выдвинул предположение, что прионы могут быть причиной и других нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона14.

*Эту работу проделала Соня Валлабх, научный сотрудник Института Броуда в Кембридже, Массачусетс (The Broad Institute). Ее мать скончалась от редкой формы прионной болезни, вызванной генетической мутацией. Когда Валлабх узнала, что тоже является носителем

этой генетической мутации, она и ее муж оставили работу в области юриспруденции и машиностроения и получили новое образование в биохимии. Сейчас супруги совместно руководят самой успешной программой по изучению прионов в США.

136