Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий - Джессика Снайдер Сакс

Почти год Ли прочесывал научную литературу и расспрашивал коллег, пытаясь найти сведения об исследованиях на эту тему. К своему удивлению, говорит он, ничего найти не удалось. “Но чем больше я думал об этом, тем логичнее мне это казалось. Если населяющие наш организм бактерии и без того образуют защитный барьер, почему бы не усовершенствовать их, чтобы они противостояли вирусам еще эффективнее?”

Кое-что Ли все же обнаружил – публикации Шэрон Хиллиер, проводящей исследования в области гинекологии в Питсбургском университете. В сотрудничестве с коллегами из Африки она занималась разработкой недорогих средств, которые позволили бы женщинам защищать себя от ВИЧ в тех районах, где презервативы стоят слишком дорого или неприемлемы с точки зрения местной культуры. Первым делом она выяснила, что женщины, у которых имеется здоровая вагинальная микрофлора (то есть многочисленные лактобактерии), вдвое реже заражаются ВИЧ, чем женщины, у которых нет этих защитных бактерий60. Затем исследовательница занялась изучением разных штаммов и видов лактобактерий в поисках тех из них, которые отличались бы наибольшим защитным действием. Наилучшими претендентами на эту роль оказались те лактобактерии, которые, во-первых, в большом количестве выделяют перекись водорода, обладающую противовирусным эффектом, а во-вторых, формируют естественную биопленку, как бы приклеивая свои клетки к поверхности стенок влагалища.

Роберт Ли предложил Шэрон Хиллиер усовершенствовать найденных ею вагинальных микробов методами генной инженерии. В 1998 году он основал компанию Osel, чтобы реализовать свой замысел. Научная команда, работающая в этой компании, усовершенствовала вагинальную бактерию Lactobacillus jensenii, добавив ей человеческий ген клеточного белка CD4, служащего молекулярной мишенью для ВИЧ. При смешивании с культурами человеческих клеток этот трансгенный микроб полностью подавлял их заражение лабораторным штаммом ВИЧ, а заразность штамма, выделенного из крови пациента, сокращал вдвое61. В 2006 году исследователи сообщили, что им удалось создать, по-видимому, еще более сильное средство против ВИЧ: трансгенную L. jensenii, выделяющую белок циановирин N, – он разрушает вирусные частицы и, как было показано, позволяет предотвращать заражение ВИЧ у обезьян62. Ген этого белка был выделен из яркоголубой цианобактерии Nostoc ellipsosporum63. В начале 2007 года исследователи из компании Osel уже проверяли способность полученного ими нового противовирусного микроба предотвращать заражение ВИЧ у животных. Тем временем Ли продолжает как свою работу в компании, так и исследования в Стэнфордском университете, где в настоящее время он пытается реализовать новый замысел – создать микробов, которые подавляли бы вирусов, вызывающих развитие лейкемии.

В то время как Хиллман и Ли трудятся на передовой в борьбе за генетическое усовершенствование нашей собственной микрофлоры, другие ученые исследуют возможность создания живых трансгенных вакцин. Эти потенциальные вакцины будущего состоят из безвредных представителей нашей микрофлоры, модифицированных таким образом, чтобы они вырабатывали антигены (молекулярные маркеры) возбудителей опасных болезней. Теоретически, если такой микроб поселится у нас в организме, он будет побуждать нашу иммунную систему к производству антител против того “плохого парня”, чью “черную шляпу” на него надели.

Среди первых исследователей, которым удалось получить работающие образцы таких живых трансгенных вакцин, был Винсент Фискетти из Рокфеллеровского университета. В 1995 году он создал штамм одной из бактерий полости рта (Streptococcus gordonii), поверхность клеток которого усыпана характерными антигенами пиогенного стрептококка64. Биологи из Государственного университета Нью-Йорка, в свою очередь, создали другой трансгенный штамм той же бактерии, клетки которого носят на себе антигены микроба Porphyromonas gingivalis – виновника определенной формы парадонтита, повреждающего костные ткани65. А в Институте Пастера во Франции иммунологи получили целый ряд живых вакцин на основе штаммов бактерии Lactobacillus plantarum, используемой для производства йогурта. Один из этих штаммов синтезирует фрагмент столбнячного токсина, другой – антигены Helicobacter pylori, микроба, способствующего развитию язвы желудка66. Другим ученым удалось создать трансгенных бактерий для живых вакцин против холеры, сальмонеллеза, шигеллеза, листериоза, туберкулеза, чумы, сибирской язвы и даже злокачественных опухолей, причем все они уже показали довольно неплохие результаты в экспериментах на животных67.

Некоторые исследователи работают над созданием трансгенных бактерий, побуждающих иммунную систему производить антитела против вредных веществ, вырабатываемых нашим собственным организмом. Например, швейцарские ученые получили трансгенный штамм еще одной бактерии, используемой для производства йогурта (Lactobacillus johnsonii), на поверхности клеток которого имеется человеческая разновидность антител IgE, способствующих развитию аллергических реакций. Когда этот штамм вводят животным, он стимулирует выработку иммунной системой других антител (IgG), которые ликвидируют вызывающие неприятности антитела IgE68.

“Применение живых бактерий в качестве носителей – мощное орудие, позволяющее эффективно доставлять в организм антигены, используемые для вакцинации, – писала немецкий иммунолог Эва Медина в опубликованном в 2001 году обзоре, посвященном новой и быстро развивающейся области медицинской иммунологии. – Возможности эксплуатации этой системы почти неограниченны”69.

Но ее энтузиазм разделяют не все. “Перспективы улучшения пробиотических микробов с помощью генетических модификаций необходимо строго оценивать в плане возможного превращения безвредных и полезных микробов в возбудителей опасных инфекций”, – утверждает генетик Джо Камминс, бывший сотрудник Университета Западного Онтарио, недавно вышедший на пенсию. Одна из главных опасностей, по словам Камминса, состоит в том, что бактерии, введенные в организм единственного человека, способны легко передаваться другому. Когда речь идет о вакцинации против опасных инфекций, такая независимая передача может приносить огромную пользу. Но не исключено также, что она окажется небезопасной – если живые вакцины будут поселяться в организме не только у здоровых людей, но и у больных с нарушениями иммунитета70.

Камминс обращает внимание еще и на такую опасность: живая вакцина, поселившаяся в ротовой полости, носоглотке или кишечнике, может производить непредвиденный эффект, повышая толерантность иммунной системы, вместо того чтобы способствовать борьбе с инфекциями. “Когда такие бактерии станут постоянным элементом экосистемы организма, иммунная система с большой вероятностью начнет принимать их за своих, – утверждает он, – и тогда они перестанут стимулировать выработку антител против болезнетворных микробов”. Он ссылается на недавние открытия иммунологов, показавших, что многократный контакт едва ли не с любым антигеном приводит к выключению иммунного ответа, по крайней мере в тех случаях, когда он не сопровождается сигналами об опасности, например о повреждениях тканей. Предположительно именно так наш организм и вырабатывает толерантность к антигенам, содержащимся в нашей пище, а также к микрофлоре нашего пищеварительного тракта и верхних дыхательных путей.