Беседы о вирусах

инфекциями.

Ученому удалось установить, что, как только вирус проникает в цитоплазму клетки и начинает там «разде­ваться», сбрасывая белковый чехол и выделяя нуклеи­новую кислоту, клетка воспринимает эти действия за сигнал тревоги, оповещающий о вторжении смертельно­го врага, против которого немедленно надо готовить ак­тивнейшее оружие.

С. Барон доказал также, что начало синтеза интер­ферона совпадает с периодом, когда в зараженной клет­ке вирусная РНК становится матрицей, с которой печа­таются новые РНК. Формирующиеся в ходе этого про­цесса двунитевые РНК и служат стимулом для образо­вания интерферона. А происходит это потому, что в здо­ровых клетках никогда не бывает двунитевых РНК, а только однонитевые. Двунитевая форма РНК чужерод­на для клетки, а это как раз и необходимо, чтобы подать сигнал опасности. Таков был ответ на вопрос «почему».

Ответ на второй вопрос — «как» — потребовал гораз­до больше времени. Оказалось, что, когда клетка получа­ет сигнал опасности, немедленно включается специаль­ный ген-оператор. Начинается синтез информационной РНК, а затем на ее матрице в полисомах клетки проис­ходит сборка относительно простых и легких по весу бел­ковых молекул, которые мы называем интерфероном. В 1974 году ученые установили, что ДНК, отвечающие за образование интерферона, расположены у человека только в хромосомах № 2 и 5.

Период образования многих и многих тысяч молекул интерферона в зараженной клетке обычно занимает от двух до шести часов. Значит, он намного короче, чем пе­риод репродукции вирусного потомства. А раз так, клетка успевает опередить агрессора и построить оружие рань­ше, чем масса родившихся вирусов выйдет и набросится на  новые  беззащитные еще клетки.

Небольшая молекула интерферона может легко про­ходить через клеточные оболочки. Пока в зараженной клетке идет размножение вируса, интерферон уже успе­вает образоваться, выйти из этой зараженной клетки в кровь, в лимфу, в окружающее пространство и про­никнуть в другие клетки.

Хотя к синтезу интерферона способны многие груп­пы клеток соединительной и эпителиальной ткани, осо­бенно активно выполняют эту работу клетки белой кро­ви   (лимфоциты).

Основатель химиотерапии микробных инфекций не­мецкий бактериолог П. Эрлих мечтал когда-то о синтезе химических соединений, способных излечивать любые заразные болезни без вреда для больных. Интерфе­рон, бесспорно, первое такое идеальное лекарство.

По выраженности лечебного действия с интерферо­ном не могут конкурировать даже лучшие антибиотики. Исследователи рассчитали, что для лечения тяжелого гриппа вполне достаточно ввести больному в несколько приемов всего один миллиграмм чистого интерферона. Для лечения же бактериальных инфекционных заболеваний применяют, как правило, ежедневно по нескольку граммов того или иного антибиотика.

— Каким же образом действует интерферон на ви­рус? Может ли он соединяться с вирусом и нейтрализо­вать его, как это делают антитела?

— Нет, инферферон с вирусом не соединяется, и в этом одно из его решающих отличий от антител.

— Но, может быть, интерферон не дает вирусу ад­сорбироваться на клеточной оболочке, или как-то ме­шает ему проникнуть внутрь клетки, или, действуя на вирусную нуклеиновую кислоту, инактивирует ее?

— Вот здесь вы несколько ближе к истине. Люди часто стараются найти уже известные аналогии для объяснения нового и непонятного. Так произошло и с интерфероном, действие которого на вирусы совершен­но необычное.

Многие ученые в разных странах мира обнаружили, что интерферон наделен необычайно широким «спек­тром» противовирусной активности: он подавляет раз­множение большинства известных вирусов. Препятству­ет размножению вируса оспы в коже, вируса гриппа в легких, вируса энцефалита в мозгу, вируса лейкоза в костном мозге или в лейкоцитах крови.

Механизм такого бесконечного универсализма дол­жен быть единым, направленным на какой-то общий этап размножения всех этих паразитов. В этом огром­ное преимущество интерферона перед антителами, ко­торые соединяются, а затем нейтрализуют строго спе­цифически лишь тот вирус, который вызвал их образование (например, антитела против вируса гриппа типа А не действуют даже на вирус гриппа типа В).

Уже первые поиски установили, что непосредствен­ного воздействия на вирус интерферон не оказывает. Действительно, пробовали соединить в пробирке вирусную суспензию с концентрированными препаратами ин­терферона, а затем заразить этой смесью животное. И убедились, что инфекционный процесс развивается с такой же интенсивностью, как и при использовании вируса  без  интерферона.

Расшифровали механизм действия интерферона со­всем недавно. И сделали это американский вирусолог С. Барон и наши советские ученые, москвичи Ф. Ершов и В. Жданов в Институте вирусологии имени Д. Иванов­ского. Они доказали, что весь процесс защиты организ­ма от внедрившегося вируса происходит внутри еще не зараженных клеток, а в 1975 году группа ученых Йель­ского университета (США) установила, что в ядрах кле­ток человека, в хромосоме № 21, находится специальная группа генов (специфический участок ДНК, с которым соединяется молекула интерферона, как только она про­никает в клетку), отвечающая за этот процесс.

Небольшая молекула интерферона способна свобод­но проходить через клеточные оболочки и, проникая в цитоплазму, воздействовать на синтетический аппарат клетки так, что он становится непригодным для размно­жения вирусов. Этот механизм коренным образом отли­чается от действия антител, которые для выполнения своей функции должны обязательно соединиться с ви­русами, находящимися вне клетки. Только таким путем антитела препятствуют переходу вируса от зараженной клетки к здоровой.

К сожалению, процессы, происходящие на уровне таких мелких молекул, какой является интерферон, нельзя увидеть. Но тончайшие методы современной ви­русологии и генетики позволяют косвенно проследить за ходом  этих  процессов.

В. Жданов, Ф. Ершов и их сотрудники установили, что интерферон как бы пробуждает от спячки группу генов, отвечающих за синтез особых информационных РНК, с помощью которых клетка быстро строит антиви­русный белок. Дальше события разворачиваются совер­шенно необычным образом. Вновь синтезированный ан­тивирусный белок используется клеткой не для нейтра­лизации самого вируса, а для того, чтобы нарушить так хитро налаженный механизм печатания копий вирус­ных РНК и сделать невозможным воспроизводство ви­русного потомства. Все синтетические процессы, необ­ходимые для нормального функционирования самой клетки, сохраняются.

Каждая молекула антивирусного белка присоеди­няется к одной из рибосом, слегка изменяя этим ее конфигурацию. Такие рибосомы по-прежнему сохраняют способность соединяться под влиянием информационных РНК в полигамные комплексы и строить новые клеточ­ные белки. Однако если полисома сформируется под воз­действием вирусной информационной РНК, то дальней­шей передачи информации не будет и синтеза вирусных белков не произойдет.

Некоторые вирусологи считают, что молекула интер­ферона или даже отдельные ее фрагменты могут соеди­няться с рибосомами и делать их непригодными для передачи вирусной информации и синтеза компонентов вирусной частицы. Так или иначе, но после контакта с молекулой интерферона каждая клетка превращается в своеобразную ловушку, куда вирус легко попадает и где он находит свою могилу, не выполнив главной зада­чи паразита — произвести потомство.

Многие ученые говорили о преимущественной защит­ной роли интерферона при таких кратковременных и остротекущих инфекциях, как грипп. В Научно-исследо­вательском институте эпидемиологии и микробиологии имени Л. Пастера обследовали большое число сывороток крови людей, заболевших гриппом и лечившихся в боль­нице имени С. Боткина в Ленинграде. Оказалось, что чем больше интерферона образовывалось в первые дни болезни, тем легче протекал грипп и тем быстрее по­правлялся больной. У некоторых людей интерферон во­обще препятствовал развитию болезни, хотя скрытая инфекция была и это подтверждалось образованием ан­тител.

Полезное влияние интерферона зависит от степени болезнетворности, зловредности вируса для