Бессмертные клетки. Продолжение.
Американский ученый Генри Вильсон разрезал морскую губку на мельчайшие кусочки. Размельчив это простейшее животное, он пропустил его через матерчатый фильтр: в морской воде сосуда теперь оказалась взвесь отдельных клеток. Что же произошло дальше? Клетки начали собираться в гроздья, размножались и в короткий срок образовали пласты ткани, а затем и целые жизнеспособные организмы. Так, в банке с морской водой живой организм был разобран до элементарных частей — клеток, а затем эти клетки вновь «собраны» в жизнеспособный организм.
К сожалению, в свое время эти интересные эксперименты не оценили. Считалось, что такой метод исследования не применим к тканям сложноорганизованных животных. Многие сомневались, удастся ли высокоспециализированные ткани позвоночных разделить на составляющие их клетки. Это заблуждение в значительной степени тормозило развитие замечательного экспериментального метода культивирования тканей.
Подлинным пионером в этой области был Росс Гаррисон. Этому ученому удалось поддержать жизнь кусочков тканей животных в капельке лимфы, которая, свертываясь, заключала ткань в прозрачный студенистый «чехол». «Висячая капля» Гаррисона, прикрепленная к стеклянной пластинке, позволяла наблюдать за развитием ткани под микроскопом. Отдельные элементы тканей росли и размножались в таких условиях в течение двух недель, а иногда и более месяца.
Пересевая кусочки тканей из старой культуры в свежую питательную среду, удавалось поддерживать жизнь многих клеточных «поколений». В литературе описан опыт непрерывного культивирования некоторых тканей животных в течение более чем сорока лет. Такие культуры получили название «бессмертных». Известный российский ученый Н. Хлопин очень образно описывает процесс роста изолированных клеток. Через несколько часов после посева кусочка соединительной ткани можно заметить рост образований, похожих на траву, или заостренные крохотные копья, которые все увеличиваются. В конце концов, образуется нежная рыхлая сеточка. Затем в эту сеть начинают переселяться подвижные клетки с отростками. Форма этих клеток непрерывно меняется, с помощью выступов они «ползают» с места на место.
Многие ученые наблюдали развитие мышечной ткани в культурах. При этом иногда выросшие в искусственных условиях мышечные волокна начинали ритмически сокращаться. Частота сокращений достигала 180 в минуту, и продолжались они в течение 3—4 недель. В ряде опытов было показано, что в течение длительного времени могут пульсировать даже частицы сердечной мышцы животных.
Нервная ткань, которая составляет головной и спинной мозг, отличается высокой специализацией и тонкостью строения. И, несмотря на это, в пробирке в течение первых же суток начинают вырастать тонкие нити — подобие нервных волокон. Рост их может продолжаться в течение многих дней и по длине они нередко превышают 1,5 сантиметра. На тканях, выращенных вне организма, были изучены особенности роста и размножения клеток, их обмен веществ и другие очень важные данные. Однако вплоть до сравнительно недавнего времени культивирование тканей было лишь очень интересным приемом лабораторных исследований. Для работы с ними требовалась исключительная скрупулезность. Все исследования должны были проводиться при соблюдении строжайшей стерильности. Малейшее загрязнение изолированной ткани микроорганизмами, попавшими из воздуха, приводило к ее быстрой гибели.
Постепенно интерес к культуре ткани со стороны ученых начал ослабевать, как вдруг перед этими исследованиями открылись совершенно неожиданные перспективы.
До некоторого времени полностью разделить ткани на клетки удавалось лишь у гидр и морских губок. Но вот в 1940 году Иоганнес Хольтфретер с помощью слабого раствора щелочи сумел разделить на составляющие клетки ткани эмбриона лягушки. В пробирке эти клетки вновь организовали исходную ткань, из которой они были получены. Но с тканями высших позвоночных животных это долго не удавалось осуществить. Клетки таких животных сцементированы между собой чрезвычайно прочно. Многие сильные вещества могут, не разделив ткани на клетки, убить их. И здесь на помощь ученым пришли продукты, которые образуются самой совершенной лабораторией — живым организмом. Это ферменты.
Прежде всего, было испытано действие пищеварительного фермента — трипсина. Слабые концентрации трипсина нарушали связь между клетками, и они легко отделялись одна от другой. Так, вместо кусочка ткани образовывалась суспензия из сотен тысяч живых клеток — печени, почек, сердца и других органов. Большая часть «трилсинизированных» клеток прекрасно растет на подходящей питательной среде, из них удается «собрать» ткани почки, печени, сердца и других органов. В одном из опытов клетки, изолированные из кожи куриного эмбриона, не только образовали в культуре нормальную структуру кожи, но даже явные зачатки перьев. Некоторые же клетки, напротив, при изолировании теряют свои специфические свойства и утрачивают характерную для них функцию.
Огромное влияние на прогресс метода культивирования тканей оказало также открытие антибиотиков — мощных веществ, противоборствующих болезнетворным микроорганизмам. Если раньше флакон с культурой ткани или «висячая капля» на стеклышке служили предметом особой заботы ученого, то теперь несколько миллиграммов пенициллина или стрептомицина надежно предохраняли культуры от микроскопических врагов. Метод культивирования тканей, которым прежде владели немногие, стал теперь массовым, доступным для широкого использования в науке…
Автор: С. Навашин.