Господин Свещаров
Разкази за съвременната биология (14)

Хибридомите — новият голям успех на клетъчното инженерство

Съобщението за създаване на клетки, които могат да произвеждат антитела (наречени още хибридоми), за първи път бе направено на IV световен конгрес по имунология, който се проведе през лятото на 1980 г. в Париж. Авторите на съобщението д-р X. Каплан и д-р Л. Олсон от Станфордския университет в САЩ успешно слели ракови клетки от човешки костен мозък със специално обработени клетки от човешки далак. Така получили чиста хибридна клетъчна линия, която имала способността бързо да произвежда човешки антитела.

В интерес на истината веднага трябва да отбележим, че биолозите доста отдавна създадоха клетъчни хибриди. Най-сериозни постижения постигна Хенри Харис, който успя да слее единични клетки от различни животински видове. За целта той използувал омаломощен с химични агенти или ултравиолетови лъчи вирус. Новополучените от него клетъчни хибриди били не само от различни животински видове, но дори от различни класове гръбначни животни. Впоследствие други изследователи успешно сляха човешки туморни клетки е клетки от мишка, появиха се съчетанията „човек-заек“ и дори „човек-кокошка“. Немският учен Клаус Байройтер получи в Тюбинген различни клетъчни линии, отгледани от хибриди между човек, хамстер (вид лабораторно животно, което прилича на безопашат плъх), мишка, маймуна, комар и др. След дългогодишни търпеливо и упорито извършвани опити към средата на 70-те години успешно бяха получени и хибриди между животински и растителни клетки, които бяха наречени цибриди.

Фиг.18. Схема за получаването на чиста хибридна клетъчна линия, способна да произвежда човешки антитела.

Въз основа на опитите с клетъчни хибриди бе направено важното заключение, че между клетките на различните организми не съществува несъвместимост, докато при тъканите на същите организми има тъканна несъвместимост. Изглежда, вътре в клетката няма механизъм, способен да разпознае и да изхвърли цитоплазмата или ядрото, принадлежащи към една съвършено различна клетка. Нещо повече, тези съединени клетки, образували нова клетъчна единица, могат да проявяват идеално обединени функции, което има дълбок биологичен смисъл.

Изследванията върху хибридните клетки даваха на биолозите все по-интересни резултати. Установи се например, че след кръстосването на клетките съжителството между хромозомите от двата различни организмови вида привидно върви добре. Хибридните клетки продължават да се делят нормално, но след няколко деления едната наследственост постепенно започва да взема връх над другата, докато от „по-маловажната“ в генома на хибрида останат само няколко хромозоми. Отпадането на хромозомите с по-слаба наследственост позволи да се определи кои клетъчни функции от кои хромозоми се управляват.

Хенри Харис се заинтересувал и от въпроса, дали съществува доминиращ „родител“ при обединяването на нормални човешки клетки с раково изродени. В повечето случаи потомството също било злокачествено изродено. При последователното обединяване обаче на три вида ракови клетки с една група нормални клетки от типа А9 се оказало, че и в трите случая потомството било съвсем здраво. Следователно в клетките на споменатия тип има някакъв фактор, който е в състояние да подтиска механизмите, водещи до злокачествено израждане на клетките. Учените веднага си зададоха въпроса кой е този фактор, който подтиска молекулните механизми, водещи до раково израждане на клетките, и съществува ли той във всички клетки? И докато едни учени продължаваха да правят серии от опити в тази насока, в главите на други се роди още по-остроумно хрумване — дали хибридните клетки няма да помогнат за намиране на средства за предпазване от раково заболяване или, казано по-точно, — за създаване на ваксина срещу рака?

При серия от опити хибридни клетки, получени от слети миши ракови клетки с клетки от хамстер, проявили интересни свойства. Когато ги вкарали в тялото на мишка, организмът й ги приел вече не като свои, миши клетки, а като типични чужди натрапници. В резултат на това организмът на мишката започнал веднага да произвежда антитела срещу тях. Парадоксалното в случая е това, че кръстоските от клетки мишка-хамстер съдържали в себе си цялостна характеристика на мишата клетка, от която са произлезли. Независимо от това срещу тях били изработени антитела. И когато след известно време експериментаторите вкарали в организма на предварително обработени мишки ракови клетки, които обикновено водят до неминуемо раково заболяване, страшните ракови клетки били отхвърлени от мишия организъм — той вече притежавал имунитет срещу тях.

Историята около създаването на хибридомите продължила през 1975 г. с опитите на Сизър Милстейн и Джордж Кьолър в Лабораторията по молекулна биология на Кембридж (Англия). Двамата изследователи сляха клетки от далак на мишка с клетки от миши плазмоцитом (вид рак, който се среща често при мишките). За тяхна най-голяма изненада се оказало, че създадените от тях хибридни клетки (или по-точно в някои потомства на тези хибридоми) произвеждали специфични антитела, способни да реагират спрямо определени антигени. Новополучените хибридоми били получили от клетките на далака способността да произвеждат моноклонални, т.е. чисти антитела, а от раковата клетка — възможността да се делят непрекъснато (както вече казахме, нормалните клетки след 50 деления ин витро умират) в изкуствена среда.

Фиг.19. Хибридоми, създадени от миши и човешки клетки.

Радостта на двамата изследователи наистина трябва да е била много голяма, тъй като произвежданите от хибридоми антитела имали няколко предимства. На първо място стои чистотата на антителата, на второ — голямото количество, и то евтин моноклонален продукт, и на трето може би най-важно място е доказателството, че е открита принципна възможност за производство на всякакъв вид антитела.

След Милстейн и Кьолър опити за получаване на човешки антитела чрез хибридоми бяха извършени от някои изследователи в Кралския институт в Стокхолм, които си послужиха с човешки лимфоцити, инфектирани с вируса на Ъпстейн-Бар. В редица по-късни опити отново Милстейн и Кьолър сляха миши лимфоцити с човешки туморни клетки. И в двата случая обаче не беше постигнат съществен успех. Отново се потвърди, че хибридомът мишка-човек е нестабилен, а получените от шведските учени антитела били потенциално канцерогенни, тъй като вирусът на Ъпстейн-Бар може да предизвиква туморно израждане на нормалните клетки. При това положение всякакви опити с хора доброволци беше свързано с огромни рискове и те бяха изоставени.

За разлика от предшествениците си Каплан и Олсон успяха да получат хибридоми само от човешки клетки. Първият човешки хибридом е създаден от ракова клетка, взета от миелом (тумор на костния мозък), и клетка от далака на болен от лимфогрануломатоза (т.нар. болест на Хочкин) човек. След успешното сливане хибридомите започнали веднага да произвеждат имуноглобулин Г — антитяло, което е специфично за клетките на болни от лимфогрануломатоза хора. По такъв начин бе доказано, че производството на човешки антитела от човешки хибридоми е напълно възможно. Но както самият д-р Каплан е уточнил на Конгреса на имунолозите в Париж, „производството е възможно, но още несигурно“. Той смята, че с течение на времето ще стане възможно производството и на други антитела. Каплан и Олсон са решили да патентоват потомството на създадените от тях хибридоми и с получените средства да продължат изследванията си върху тях.

Какво приложение може да намерят хибридомите в медицинската практика? Възможностите още на пръв поглед са огромни. Всички инфекциозни болести, причинени от инфекциозни агенти — вируси, бактерии и др., — може да бъдат атакувани от лекаря, стига той да има на разположение богат набор от антителата, произвеждани от човешкия организъм срещу определен болестотворен агент, или пък да има възможността да ги изработи бързо при необходимост. Подобна бърза намеса от страна на лекуващия лекар може да има и превантивен характер.

Чрез хибридомите може да се стигне до създаването на ваксини от съвършено нов тип. Имунофармакологията вече създаде много интересен метод за използуване на антителата. Те се „закачват“ за определени лекарства и по този начин насочването им към определената цел става още по-точно, защото е известно, че всяко антитяло е специфично за клетката, която го е произвела. В Университетския център на щата Масачузетс специфичността на антителата вече се използува за изясняване на пораженията, нанесени на сърдечния мускул при инфаркт на миокарда. Правят се също така и опити за дозиране на лекарствата чрез прикачените към тях антитела, за да се избегне прекомерното натрупване на дадено лекарство в организма на пациентите.

Учените отдавна са доказали, че чисти антитела от мишки унищожават някои левкемични клетки на тези животни. Изказват се предположения, че чисти антитела ще може да се използуват и в борбата срещу някои форми на рака при човека. Бързаме веднага да подчертаем, че лекуването на хора с подобен метод е доста далечна работа. На експериментаторите предстоят още много безсънни нощи, докато бъдат идентифицирани антителата, които могат да се справят успешно с една или друга форма на рака. Нещо повече — при лечението на дадена форма на рак вероятно ще са необходими няколко вида антитела, тъй че трябва да се състави специален „коктейл“ от тях, който да се приложи след прецизно дозиране върху болните. Както виждате, биолозите навлязоха в нов път при своите изследвания, който засега изглежда съвсем правилен, но твърде дълъг.