Планета вирусов

Он пропустил фекалии солдат сквозь тонкопористые фильтры, задерживавшие шигеллы и любые другие бактерии, содержавшиеся в них. Сквозь поры могли пройти лишь вирусы и отдельные молекулы. Получив прозрачную, свободную от бактерий жидкость, д'Эрелль смешал ее со свежим образцом шигелл и высеял смесь бактерий и чистой жидкости в чашках Петри. Шигеллы пошли в рост, но через несколько часов д'Эрелль заметил, что в колониях стали образовываться стекловидные бляшки.

Д'Эрелль взял образцы с бляшек и снова подмешал их к шигеллам. В чашках образовались новые бляшки. Д'Эрелль заключил, что перед ним миниатюрные поля боя, где вирусы убивают шигеллы и оставляют на своем пути полупрозрачные трупики.

В то время эта идея казалась радикальной, ведь вирусологам были известны только вирусы, поражающие растения и животных. Д'Эрелль решил, что его вирусы заслуживают специального названия. Он окрестил их бактериофагами, то есть «поедателями бактерий». Сейчас их для краткости называют просто фагами.

Иммунолог Жюль Борде, лауреат Нобелевской премии, прочел отчет д'Эрелля о его открытии и решил поискать другие бактериофаги. Борде работал в мирное время, а не в военное и не использовал шигеллы, полученные от больных солдат. Вместо них он выбрал безвредную любимицу лабораторных исследователей – кишечную палочку. По примеру д'Эрелля Борде процедил суспензию кишечной палочки сквозь тонкопористые фильтры, чтобы выделить любые фаги, которые та могла содержать. Затем он смешал отфильтрованную жидкость со второй культурой кишечной палочки. Вторая культура погибла точно так же, как бактерии в опытах д'Эрелля.

Но затем Борде предпринял шаг, которого не сделал д'Эрелль. Он решил посмотреть, что произойдет, если добавить отфильтрованную жидкость в колонии его первой культуры кишечной палочки – той, которую он фильтровал вначале. Если в жидкости содержались фаги, они должны были уничтожить и эти бактерии. К удивлению Борде, бляшек не появилось. Первая культура кишечной палочки была устойчива по отношению к тому, что погубило вторую. Эта неожиданность привела Борде к выводу, что д'Эрелль заблуждался – фагов не существует. На самом деле, утверждал Борде, бактерии выделяют токсичные белки, способные убивать другие микроорганизмы, но не их самих.

Д'Эрелль высказал Борде свою критику, Борде нанес ответный удар, и страсти бушевали еще много лет. Лишь в 1940-е гг. ученые наконец нашли зримое подтверждение правоты д'Эрелля. Испытывая на жидкости из стекловидных бляшек электронные микроскопы, они обнаружили вирус странной формы – с капсидом в виде коробочки, расположенной на кончиках палочковидных белковых молекул, напоминающих паучьи лапки.

Фаги приземлялись на поверхность кишечной палочки, словно луноходы на Луну, и ввинчивались в бактерию, впрыскивая внутрь свою ДНК.

Борде потерпел поражение, сделав ошибочный вывод из своего эксперимента, так как ему не было известно, что у фагов бывает два совершенно различных жизненных цикла. Фагам д'Эрелля для репликации приходилось убивать своих хозяев. Они заражали бактерии и тут же заставляли их производить новые фаги, которые вырывались наружу, оставляя позади лопнувшие оболочки. Таких убийц вирусологи называют литическими фагами.

Однако Борде изучал умеренных фагов – тип вирусов, способных незаметно сосуществовать со своим хозяином и сохранять ему жизнь. Умеренные фаги ведут себя с бактериями так, как человеческие папилломавирусы ведут себя с нашими клетками кожи. Когда умеренный фаг поражает хозяина – бактериальную клетку, та включает гены вируса в собственную ДНК. Зараженная бактерия продолжает расти и делиться, воспроизводя гены вируса вместе с собственными. Вирус и хозяин словно становятся единым целым.

Но умеренные фаги остаются скрытой угрозой. Если пораженные бактерии внезапно испытывают какой-либо стресс, этот сигнал стимулирует их считывать гены сидящего внутри них фага и производить новые вирусы. Фаги покидают лопнувшую клетку и ищут новых уязвимых хозяев. Но они способны заразить только те микроорганизмы, которые еще не стали носителями других умеренных фагов. Эксперимент Борде провалился потому, что его первая популяция бактерий обладала иммунитетом к вирусам.

Не дожидаясь завершения дебатов о фагах, д'Эрелль принялся испытывать их в качестве средства от дизентерии. Если дать пациентам добавочную дозу фагов, возможно, они смогут одолеть все бактерии и избавиться от инфекции. Прежде чем проверить эту гипотезу, д'Эрелль должен был убедиться, что фаги безопасны. Он отфильтровал взвесь шигелл, чтобы получить порцию фагов, и выпил их, «не отметив при этом ни малейшего недомогания», как писал впоследствии. Затем д'Эрелль ввел себе жидкость с фагами подкожно, снова без всяких вредных последствий.