Читать онлайн «Кривое зеркало жизни»

Научный редактор Дмитрий Купраш, д-р биол. наук

Редактор Наталья Нарциссова

Иллюстрации Олега Добровольского

Художественное оформление и макет Андрея Бондаренко

Руководитель проекта А. Шувалова

Корректоры И. Астапкина, С. Чупахина

Компьютерная верстка М. Поташкин

Оформление обложки и макет А. Бондаренко

© Кондратова М., 2019

© Добровольский О., иллюстрации, 2019

© Бондаренко А., художественное оформление, макет, 2019

© ООО «Альпина нон-фикшн», 2019

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

Предисловие
Почему ученые боятся рака и любят рак

“Когда мне хочется прочесть книгу, я ее пишу”, – под этим по-британски отточенным афоризмом Бенджамина Дизраэли охотно подпишется большинство литераторов, в том числе и я. Писатели рождаются из читателей. Научно-популярная литература – не исключение.

Мне давно хотелось прочитать (а стало быть – написать) занимательную книгу о последних открытиях в биологии для широкого круга читателей, но останавливала очевидная необъятность задачи. С чего начать? На чем остановиться? Как связать разнообразные и разнонаправленные факты в единый рассказ и, наконец, как убедить читателя-небиолога продраться к самому интересному сквозь неизбежные трудности, возникающие у любого неспециалиста при знакомстве со сложным понятийным аппаратом современной науки? У меня не было ответов на все эти вопросы, и написание книги откладывалось снова и снова.

Ответ, как водится, подсказала сама жизнь. В 2014 году мне предложили работу в Институте Кюри – одном из крупнейших мировых научных центров, занимающихся исследованиями в области молекулярной онкологии. До этого я никогда особенно не интересовалась раком и знала о механизмах возникновения злокачественных новообразований лишь самые базовые вещи из курса медицинской биохимии без малого 20-летней давности. Тем интереснее было открывать для себя новую область знаний. Чем глубже я погружалась в предмет, тем отчетливее становилось ощущение, что рак не просто болезнь и даже не группа заболеваний, но явление, по сложности сопоставимое с самой жизнью. Его и изучают, как живую материю, – на самых различных уровнях: от молекулярного до популяционного (эпидемиология) и даже культурологического. (Современная писательница Сьюзен Сонтаг, умершая от лейкемии, посвятила раку множество ярких и беспощадных страниц в своем философском эссе “Болезнь как метафора”^[1].) Влияние онкологических заболеваний на нашу жизнь выходит далеко за рамки собственно медицины, делая рак не только биологическим, но и культурным, социальным и даже политическим феноменом. Ощущение, что злокачественная трансформация клеток – это больше чем просто болезнь, – превратилось в уверенность, когда я узнала, что рак (как и жизнь!) – явление без определения.

Наука начинается с дефиниций: “Остров – часть суши, окруженная водой”, “Византия – государство, образовавшееся после разделения и распада Римской империи”, “Пушкин – великий русский поэт”. Предмет биологии – науки о живом – строгого определения не имеет. Не стоит думать, что ученые и философы не пробовали ответить на вопрос “что такое жизнь?”. Пробовали – и неоднократно, но каждая такая попытка оставляла ощущение недосказанности и неполноты. Как будто одним из неотъемлемых свойств живого является его несводимость к кратким и однозначным понятиям. Недаром ведь говорят, что если физика и химия – “науки правил”, то биология – это, скорее, “наука об исключениях”. В конце концов, чтобы не тратить время в бесконечных спорах, биологи решили довольствоваться нестрогими “признаками живого”, которые по сути своей являются не столько догматом, сколько ориентиром, очень приблизительной границей, очерчивающей “территорию живого” в материальном мире.

Списки этих признаков также разнятся от учебника к учебнику, но в целом большинство авторов согласны, что живая материя способна поддерживать постоянство своего состава и внутренней среды (гомеостаз), обменивается веществом и энергией с окружающей средой (метаболизм) и обладает сложной структурой. Живые объекты способны к росту и размножению. Они реагируют на изменения, происходящие в окружающей среде, и способны адаптироваться к внешним условиям. И наконец (этот признак живого я добавляю уже от себя лично), жизнь как явление, единожды возникнув, способна существовать и развиваться, по-видимому, практически бесконечно, однако “бессмертие” живой материи в целом достигается за счет смертности отдельных ее единиц – клеток, организмов, видов и целых групп живых существ вроде исчезнувших динозавров.

Самое поразительное, что большинство этих признаков можно обнаружить на любом уровне существования живой материи: от клеточного до планетарного (биосферного). Элементарная единица жизни – клетка – обладает сложной внутренней структурой, и функции ее органелл более-менее повторяют функции настоящих органов большого многоклеточного организма. Экосистема способна к поддержанию гомеостаза. После пожара лес восстанавливается, “залечивая раны”, так же как со временем восстанавливается функция поврежденного органа. На изменения в окружающей среде реагируют не только отдельные особи, но целые группы животных и растений. Эволюция цветковых растений впечатляет не меньше эволюции динозавров.

Все эти фундаментальные признаки живого – способность к росту и размножению, чувствительность к сигналам внешней среды, клеточную структуру – мы находим и в раке, но в сильно искаженном, извращенном виде. Клеточное деление, необходимое условие существования многоклеточного организма, становится причиной болезни и смерти. Способность тела залечивать раны превращается в источник опухолевого роста. Сотрудничество клеток организма оборачивается неспособностью иммунной системы противостоять вторжению. Как пишет об этом свойстве недуга американский врач и писатель Сиддхартха Мукерджи в книге “Царь всех болезней. Биография рака”^[2]: “Противостояние раку равносильно борьбе с параллельным видом, причем видом более приспособленным к выживанию, чем мы сами”.

Ученые и врачи много лет пытались подобрать лаконичную формулировку для выражения сути этой болезни, но так и не смогли ничего сделать. В конце концов два выдающихся онколога, Дуглас Ханахан и Роберт Вайнберг, предложили коллегам пойти по пути общей биологии и, не вводя определений, ограничиться перечислением “ключевых признаков рака”. Первоначально их было шесть, потом десять, а к тому времени, когда книга будет завершена и опубликована, число может измениться еще раз, но суть в принципе, а не в числе. Для каждого из этих признаков нашлось место в книге.

Согласно концепции Ханахана и Вайнберга, злокачественным опухолям присущи следующие черты:

■ поддержание клеточного деления (глава 3);

■ уклонение от механизмов, ограничивающих рост (глава 3);

■ избегание иммунного контроля (глава 7);

■ клеточное бессмертие (глава 4);

■ хроническое воспаление (глава 6);

■ инвазия и метастазирование (глава 6);

■ усиленный рост сосудов (глава 6);

■ геномная нестабильность (глава 2);

■ нарушение процессов апоптоза (регулируемой клеточной смерти) (глава 4);

■ нарушения энергетического обмена (глава 5).

Возможно, некоторые пункты (и даже большинство) из этого списка на первый взгляд кажутся невнятной научной абракадаброй, но дальше мы разберемся с каждым из них.

Почему же рак привлекает такое внимание исследователей, причем не только медиков, но и биологов, занимающихся не прикладной, а самой что ни на есть фундаментальной наукой? Наблюдая за искажениями, присущими злокачественным клеткам, ученые могут лучше понять молекулярные механизмы нормальных, здоровых проявлений живого.