История научного исследования смертельных болезней, от которых мозг становится рыхлым, как старый поролон, уходит корнями в XVIII век. Тогда в Англии впервые была описана болезнь овец, которую местные жители называли "скрэпи" (от англ. to scrape - скрестись, тереться). Заболевшие овцы начинали неистово чесаться, часто в буквальном смысле соскребая с себя всю шерсть, и вскоре погибали. Сначала эту хворь считали сугубо овечьей, но в первой половине XX века удалось экспериментально заразить ею коз. За козами последовали олени, хомяки, кошки, крысы и мыши, что неизбежно породило вопрос о соответствующем инфекционном агенте. Теоретически это мог быть вирус, бактерия или одноклеточное существо, поскольку в 1935 г. французские исследователи доказали, что скрэпи может передаваться от одной овцы к другой через прививку. Однако дело с выделением возбудителя заболевания шло туго. Подозреваемый вел себя очень странно - не вызывал никаких воспалительных процессов. Защитная иммунная система хозяина на него никак не реагировала. Однако какой-то белок определенно принимал участие в начале заболевания - обработка болезнетворного материала разрушающими белки фенолом и ферментами-протеазами приводила к утрате инфекционности. Причем на возбудителя практически не влияли ни ионизирующее излучение, ни специальные ферменты нуклеазы, активно разрушающие нуклеиновые кислоты ДНК и РНК. Выходило, что болезнь вызывает какой-то агент, не содержащий нуклеиновых кислот, - такой микроорганизм в рамках современной молекулярной биологии вообразить невозможно. Ситуация стала еще более интригующей, когда в 1959 г. сотрудник американского Национального института аллергии и инфекционных заболеваний Уильям Хэдлоу обратил внимание на некоторое сходство симптомов скрэпи овец и одного из редких и экзотичных заболеваний человека - куру, или "смеющейся смерти", как называют этот недуг жители Новой Гвинеи. Расплата за людоедство Это заболевание впервые было описано в середине 1950-х годов Даниелем Гайдушеком. Страдающий куру человек терял координацию движений, а затем его начинали донимать приступы беспричинного смеха. Заболевание приводило к стопроцентному летальному исходу. Сначала куру рассматривали как наследственное заболевание, но более детальные исследования показали, что истинная причина - ритуальный каннибализм аборигенов горного племени форе. Родственники умершего из уважения к покойному съедали его мозг, получая тем самым инфекционное начало "смеющейся смерти". Развивалось заболевание чрезвычайно медленно. С момента мрачного ритуального пиршества до первых проявлений куру могли пройти годы и десятилетия. Исследователи вспоминают скандальный случай с умершим в Нью-Йорке дипломатом молодого независимого государства - до того как стать сотрудником ООН, он был ритуальным каннибалом. В 1963 г. куру удалось заразить шимпанзе, причем первые признаки заболевания проявились только через два года после инфицирования. В те годы была высказана гипотеза, что куру вызывает вирус, чрезвычайно медленно размножающийся в мозговой ткани. Но как и в случае с возбудителем скрэпи, найти и выделить его не удавалось. И тут исследователи обратили внимание, что странные белковые образования в мозгах мышей, зараженных скрэпи, напоминают ткани мозга людей, погибших от чрезвычайно редкого заболевания - синдрома Кройцфельдта-Якоба (он стал общеизвестным после гибели известного балетмейстера Джорджа Баланчина). Вскоре выяснилось, что синдромом Кройцфельдта-Якоба не типично человеческое заболевание, и им можно заразить подопытных животных. Кстати, хотя цивилизованные люди давно перестали кушать друг друга, несколько человек заразились загадочной болезнью отчасти каннибальским способом: им вводили гормон роста, выделенный из гипофизов человеческих трупов. В общем создавалось впечатление, будто и скрэпи, и болезнь Кройцфельдта-Якоба, и куру имеют одинаковую этиологию. Виноват все-таки белок Подобные заболевания выделили в отдельную группу так называемых губчатых болезней мозга (энцефалопатий). Помимо трех перечисленных к ним относится и коровье бешенство, недавно так взбудоражившее всю Европу. Журналисты не зря били тревогу - увеличение числа британских коров, заболевших губчатой энцефалопатией, подозрительным образом совпало с появлением новых нетипичных случаев синдрома Кройцфельдта-Якоба. А вскоре было доказано, что минимум 21 такой случай оказался результатом заражения людей от крупного рогатого скота. Не исключено, что на стол англичан до марта 1996 г. попало мясо почти миллиона зараженных копытных, в связи с чем эпидемиологи предсказывают, что в ближайшие годы синдромом Кройцфельдта-Якоба в Европе заболеют несколько десятков тысяч человек. Все больше фактов указывало на то, что заразное начало, провоцирующее губчатые энцефалопатии, связано с аномальным белком в мозгу зараженных животных и больных людей. Но сам возбудитель этих заболеваний оставался неуловимым. В 1982 г. сотрудник лаборатории нейрологии, биохимии и биофизики Калифорнийского университета Стенли Прузинер предположил, что он вообще не существует в природе как возбудитель в обычном понимании. Прузинер выдвинул такую гипотезу: инфекционным началом куру, скрэпи и синдрома Кройцфельдта-Якоба действительно является белок! А затем Прузинер выделил его в чистом виде, экспериментируя с зараженными скрэпи сирийскими хомяками. Спустя пятнадцать лет, в 1997 г., исследователь был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. В начале восьмидесятых годов предположение о белке - возбудителе болезни нарушало все принятые в биологии каноны. Однако именно оно наиболее соответствовало всем накопленным к тому времени фактам. Коварный белок назвали прионом, переставив буквы в аббревиатуре словосочетания "инфекционный белок" (infectious protein). Спусковой механизм В 1985 г. был открыт ген PRNP, в котором была записана информация о последовательности аминокислот в белке-прионе. Самое поразительное состояло в том, что этот ген обнаружили у людей, у всех млекопитающих (грызунов, жвачных, приматов) и даже у некоторых птиц (например, кур). Это означало, что в природе существуют минимум две формы соответствующего белка - нормальная, всегда присутствующая в мозгу людей и животных, и патогенная (которую и называют прионом). Именно последняя вызывает куру, скрэпи и синдром Кройцфельдта-Якоба. Обе эти формы белка кодировались одним геном и имели одну и ту же последовательность аминокислот! Разница состояла лишь в их определенной пространственной конфигурации - так называемой конформации. У "заразного" приона примерно на 10% меньше закрученных участков, чем у его безвредного собрата. К тому же прионная форма хуже растворяется в детергентах и более устойчива к разрушению ферментами-протеазами. Постепенно вырисовывалась следующая картина. В мозгу животных и человека присутствует белок, функции которого пока неясны. Его удается обнаружить также в легких, селезенке, мышцах, слюнных железах и кишечнике, но там этого белка в 10-15 раз меньше, чем в мозге. Видимо, его роль в функционировании клеток не так уж велика. Например, мыши, у которых ген этого белка "выключен", прекрасно чувствуют себя и без него. Однако изредка и спонтанно по непонятным пока причинам в организме может появляться иная пространственная форма этого белка, которая начинает накапливаться в мозге в виде так называемых амилоидных бляшек и в конечном счете разрушает работу всей нервной системы. Именно так у людей возникает синдром Кройцфельдта-Якоба. Попадая в другой организм, прион может индуцировать появление таких же пространственных форм из нормальных белков, закодированных в том же гене, что и он сам. Так случалось при ритуальном каннибализме на Новой Гвинее, при заражении людей препаратами гипофиза и при поедании мяса инфицированных прионами коров. Иначе говоря, прион играет роль своеобразного зародыша, влияющего на образование пространственных форм белка, первичная структура которых закодирована в гене PRNP. Исследования показали, что мышам, искусственно лишенным гена PRNP, можно вводить сколько угодно чужих прионов, они этого даже не заметят. Введенный прион опасен не сам по себе, а лишь тогда, когда этот белок может стать спусковым механизмом для изменения конформации аналогичных "здоровых" белков организма. Между прочим, размер такого зародыша болезни примерно в сто раз меньше среднего вируса. То есть прионы - самые маленькие из известных инфекционных агентов на свете. Прионовый мор Может возникнуть впечатление, что во всех новых болезнях человечества виноваты ученые, которые с каким-то садистским удовольствием извлекают на свет Божий чрезвычайно редкие и экзотические патологии и якобы запускают их в обращение. Например, СПИД. И даже СПИДа им оказалось мало, теперь появилась и вовсе апокалиптический прион, которым, как выясняется, уже инфицирована половина населения Европы, и вот-вот наступит новый холокост. Перспектива действительно страшная, тем более что она вполне реальна. Но лабораторные исследования тут ни при чем. Точно так же, как редкостный СПИД дремал тысячи лет в африканских дебрях, губчатая энцефалопатия вяло существовала в каком-нибудь английском захолустье, изредка собирая смертельную дань с местного населения. Абсолютно такая же эпидемическая картина была характерна для случного спирохетоза перуанских лам, который в эпоху Великих географических открытий внезапно явил себя себя миру в обличии сифилиса. И чудовищные по масштабам современные пандемии гриппа когда-то были всего лишь редкой формой насморка крестьян в нескольких китайских деревушках, где разводили пекинских уток. Прионовая опасность - это расплата за длящийся второе столетие экономический бум в промышленном мясном животноводстве и унификацию пищевой индустрии Запада. Только сейчас и, пожалуй, впервые появилось осознание того, что чисто экономические достижения современной цивилизации на самом деле имеют гораздо более серьезные последствия, чем казалось. Они меняют не только хозяйственный уклад целых народов. Они нарушают равновесие, создавшееся за время эволюции, между групповым иммунитетом крупных человеческих популяций и сопутствующими человеку болезнями. Самое неприятное в истории с прионами - что феномен "прионизации", состоящий в размножении белка-приона, может быть широко распространен в природе. От прионов погибают и низшие грибы, и обычные дрожжи. Амилоидные бляшки присутствуют в мозге людей, страдающих от болезни Альцгеймера. Эта разновидность старческого слабоумия сейчас - четвертая по распространенности причина смертности в наиболее благополучной стране мира, США. Впрочем, вопросов, связанных с прионами, пока больше, чем ответов. Главный из них - риторический: случайно ли самые цивилизованные страны мира вступают в новое тысячелетие под угрозой смертельного размягчения мозга?