Вселенная внутри нас. Как микробы обогащают наш взгляд на жизнь - Эд Йонг

Та вольбахия, что поселилась в нематодах, представляет собой сжатую версию вольбахии других насекомых. Она утратила треть своего генома и навсегда стала частью организма хозяина. Нематоды тоже оказались в плену симбиоза – без бактерий они по не совсем понятным причинам не могут завершить свой жизненный цикл, а также спровоцировать тяжелое заболевание. При гибели червя вольбахия оказывается одна в человеческом теле. Поражать клетки человека она не умеет, зато вызвать иммунную реакцию – это запросто, причем не такую, как червь. По словам Тейлора, мощными симптомами филяриоз обязан совокупности реакций иммунной системы на самого червя и на его симбионтов. Увы, это означает, что гибель червей приводит к ухудшению состояния больного, ведь в предсмертных муках они выпускают наружу все свои запасы вольбахии. «Лимфоузлы разрываются, и в паховой области начинается воспаление, – с мрачным видом объясняет Тейлор. – Вам такого не нужно. Лучше убивать червей постепенно, а как это сделать с помощью противонематодных препаратов – непонятно».

Есть и другой вариант. Почему бы не оставить червей в покое и не приняться за вольбахию?

В лабораторных исследованиях Тейлор и другие выяснили, что черви погибают, если обработать их антибиотиками и убить вольбахию. Личинки не созревают, а взрослые особи теряют способность размножаться. Через некоторое время их клетки самоликвидируются. Расставание для этих партнеров – не вариант: если их симбиотическая связь нарушится, погибнут оба. Этот процесс занимает много времени, порой до 18 месяцев, но медленная смерть – тоже смерть. Поскольку у червей не остается вольбахий, их можно уничтожать без всяких опасений.

В 1990-х Тейлор с коллегами решили применить результаты исследования на практике. Им нужно было выяснить, можно ли с помощью доксициклина – это такой антибиотик – избавиться от вольбахии в организме больных филяриозом. Одна группа занялась жителями деревень в Гане, страдающими от речной слепоты, а другая – танзанийцами, зараженными лимфатическим филяриозом. Оба опыта прошли успешно. Доксициклин привел к бесплодию самок червей в Гане и уничтожил личинок в Танзании[344]. А еще и там, и там он убил взрослых особей нематод в организме трех четвертей добровольцев, не спровоцировав при этом разрушительных иммунных реакций. Это было очень круто. «Мы впервые смогли излечить филяриоз, – радуется Тейлор. – Обычные препараты здесь бы не справились»[345].

Однако доксициклин – это не панацея. Беременным женщинам и детям он противопоказан. К тому же он действует крайне медленно, так что больным приходится принимать его курсами на протяжении многих недель. Довольно сложно все это время поставлять антибиотик в далекие от цивилизации поселения, а убедить больных пройти курс до конца – тем более. Доксициклин – не такое уж плохое оружие для борьбы с филяриозом, но Тейлор решил, что сможет придумать что-нибудь получше.

В 2007 году он собрал международную группу исследователей под названием A·WOL – консорциум «Антивольбахия». Они получили 23 миллиона долларов финансирования от фонда Билла и Мелинды Гейтс, и теперь их задача – открыть новые препараты, способные избавиться от филярийных нематод, убив их симбионта – вольбахию[346]. Они уже рассмотрели тысячи потенциально пригодных для этого веществ и нашли кое-что многообещающее – миноциклин. В лабораторных исследованиях он показал себя на 50 % более действенным, чем доксициклин, так что ученые тут же отправились выяснять, как он себя поведет в Гане и Камеруне. Миноциклин тоже не идеален – беременным женщинам и детям принимать его также нельзя, а еще он в несколько раз дороже доксициклина. Однако группа A·WOL с тех пор исследовала еще 60 тысяч различных веществ и нашла несколько десятков кандидатов получше.

Тем временем Тейлор выяснил, что союз филярийных нематод и вольбахии, возможно, является куда менее надежным, чем считалось ранее. Он обнаружил, что в периоды, когда вольбахия нужна больше всего, ее численность повышается, а черви начинают рассматривать ее в качестве болезнетворного микроба и пытаются уничтожить[347]. «Нематодам кажется, что вольбахия – это патоген», – объясняет он. Как бы им ни была нужна эта бактерия, они знают, что если позволить ей размножаться и дальше, то она их попросту разорвет изнутри, словно симбиотическая опухоль какая-то. Так что нематоды держат ее под контролем. Конфликты возникают даже в союзе, где один партнер не способен выжить без другого. А вместе с ними, считает Тейлор, возникают и возможности. Он уже давно искал препарат, с помощью которого можно избавиться от вольбахии, а тут оказалось, что нематоды и сами этим занимаются. Если у A·WOL получится найти вещества, запускающие в организме червя программу контроля симбионтов, можно будет превратить периодические стычки хозяина и симбионта в настоящую войну и в итоге заставить нематод уничтожить самих себя. Крайне амбициозная мысль, и ставки очень высоки. Если Тейлор сможет разрушить их симбиоз, просуществовавший вот уже 100 миллионов лет, он спасет 150 миллионов жизней.

Мы уже знаем, что микробиом – штука очень изменчивая. Он может преобразиться от одного прикосновения, обеда, нашествия паразитов, приема лекарств или просто со временем. Это динамичное образование то разгорается, то угасает, непрерывно меняя при этом свою структуру. Изменчивость микробиома лежит в основе большей части взаимодействий микробов и их хозяев. Она означает, что симбиоз может становиться выгоднее: иногда прибывшие микробы дают хозяевам свежие гены, новые способности и возможности для развития. Она означает, что в симбиозе может начаться разлад: дисбиоз или отсутствие нужных микробов порой приводит к болезни. Она означает, что симбиоз можно менять по желанию – так, как мы считаем нужным. Теодор Розбери это подметил еще в 1962 году. Микробами, живущими у нас внутри, можно «управлять так же, как и окружающим нас миром, чтобы извлечь для себя выгоду», писал он. Мы должны понять, что они – естественная часть нашей жизни, но «нельзя относиться к этому так, словно они нас не касаются»[348].

Пятьдесят лет спустя микробы вдруг начали касаться всех подряд. Сейчас микробиологи пытаются в спешке переписать отношения микробов и их хозяев-животных – нематод, комаров, нас. Тейлор пытается их вообще уничтожить – лишить нематод их симбионтов, приведя тем самым обоих к гибели, чтобы спасти тех, кого они поразили. Другие ученые, желающие стать манипуляторами микробиома, пытаются предоставить хозяевам новых микробов, чтобы восстановить разрушенную экосистему или даже создать новый симбиоз. Они создают смеси из полезных микробов, чтобы с их помощью лечить или предупреждать болезни, разрабатывают комплексы питательных веществ, чтобы этих микробов кормить, и даже придумывают, как переместить целое сообщество от одной особи к другой.