Героїня цієї розповіді прожила дуже довге життя. Найдовше серед усіх нобелівських лауреатів. Жінка, яка стала вченим всупереч забороні Муссоліні і забороні батька. Довічний сенатор Італії. Керівник, чий інститут фінансувався окремим рядком з бюджету країни. Людина, яка, розмінявши сотню років, продовжував активну життя і зберіг найясніший розум і гостроту думки. Зустрічайте Риту Леві-Монтальчіні, одну з десяти жінок - нобелівських лауреатів з медицини. Формулювання Нобелівського комітету: «в знак визнання відкриттів, що мають найважливіше значення для розкриття механізмів регуляції росту клітин і органів».
З самого дитинства майбутнього нейробіолога оточувала атмосфера високої духовності, культури та інтелігентності. Її мати, Адель Монтальчіні, була талановитою художницею з Асті (столиця італійської провінції Асті, нічого спільного з молодою поп-виконавицею ASTI і відомим алкогольним напоєм), а батько, Адамо Леві, - високоосвіченою математиком і інженером-електриком з Казале-Монферрато (мальовничий місто півночі Італії). Вони обидва любили мистецтво, класичну музику і книги. Згадаймо іншого нейробіолога - Чарльза Скотта Шеррингтона, про який ми вже писали [1], - це ідеальна колиска для прояву і розвитку всіх талантів. Так і вийшло: троє з чотирьох дітей в сім'ї знайшли визнання і популярність. Джино (Луїджі) Леві-Монтальчіні став відомим архітектором, на думку сучасників - одним з кращих. Сестра-близнюк - Паола Леві-Монтальчіні - домоглася великих успіхів в образотворчому мистецтві. Ну а героїня нашої статті і зовсім стала нобелівським лауреатом.
Однак спочатку не все було так вже райдужно. Старшій сестрі Ганні і сестрам-близнятам Паоло і Риті виявилося нелегко знайти себе. Батько, про який А. С. Пушкін написав би «мій дядько найчесніших правил», дотримувався патріархальних ідеалів і вважав, що негоже дівчатам займатися такими безглуздими для їх статі речами, як професійна кар'єра і наука. Жінка, на його думку, повинна бути, звичайно ж, утвореної і «мудрої - не для саморозвитку, але для самозречення». Багатий життєвий досвід дозволяв йому так вважати, але Рита, ніколи не відчувала в собі готовність до шлюбу і материнства, відчайдушно не погоджувалася з таким станом речей. Упевненості в тому, що їй призначено стати лікарем, надала смерть від раку шлунка дуже близької людини - гувернантки Джованни. Одного вечора за чашкою чаю вона розповіла батькові про свій намір, і під напором палаючих очей і відчайдушних промов батьківські принципи були повалені. Після восьми місяців самопідготовки по латині і біології хоробра дівчина поступила в медичну школу Туринського університету і в 1936 р у віці 27 років отримала медичну ступінь, а в 1940 р - ще одну, зі спеціалізацією по психіатрії та неврології.
Перша моральна перемога - вступ до університету - стала плацдармом для тренування навичок вченого у всіх можливих умовах, включаючи польові. Після закінчення навчання Рита працювала асистентом у відомого в той час гістолога і ембріолога, свого однофамільця Джузеппе Леві (знову схожість з Шеррингтоном, який теж починав з гістології), піонера в дослідженнях культур клітин «в пробірці». Саме він відкрив в юному медика нейроембріолога, пробудив інтерес до цієї області. І, як істинний вчитель, посприяв тому, щоб за її плечима виявилася навчання в Брюссельському неврологічному інституті, а також робота в неврологічній і психіатричній клініках Туринського університету. До речі кажучи, Леві став «батьком» цілих трьох нобелівських лауреатів, яких навчав разом. Тільки Рита Леві обрала «нервову» спеціальність, а Сальваторе Лурія і Ренато Дульбекко (рис. 1) - «вірусну».
З цікавості ще варто додати, що була у всіх них одна спільна риса, яка дуже зашкодила працювати саме в десятиліття між 1935 і 1945 роками. І вчитель, і учні були нащадками Мойсея, а просто кажучи, людьми єврейської національності, що в ті складні роки фашизму ой як не віталося.
Зокрема, в 1938 році «завдяки» Беніто Муссоліні, що підписала маніфест про заборону євреям робити академічну і професійну кар'єру, багатьом довелося тимчасово «вибути з наукової гонки». Ось і наша героїня займалася яйцями підпільно. Ні-ні, курей вона не розводила і сільським господарством з горя не захопилася. Справа в тому, що її науковим інтересам - а це був ріст нервових волокон - цілком задовольняли курячі ембріони через простоту в вивченні та невибагливості до умов. Їх вона і вирощувала у себе в спальні, спочатку в скромній квартирі на околиці Туріна, а потім і у Флоренції (куди довелося втекти від фашистів), всюди збираючи домашню настільну лабораторію. Ось вона, справжня наука «на пальцях» - було б тільки бажання.
Лише після 1945-го дослідниця змогла повернутися до нормальних умов роботи, отримавши за роки війни, до речі кажучи, дуже цікаві результати. Настільки цікаві, що ними навіть зацікавився Віктор Хамбургер (рис. 2), нейробіолог і ембріолог з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі (як і наша героїня, Хамбургер прожив більше ста років).
Що знаходиться під сильним впливом його робіт Рита відіслала в США власноруч здобуті дані про те, що для нормального розвитку нервової системи необхідна загибель нервових клітин, тільки спеціальним чином запрограмована. Як і будь-яка інша «безглузда» ідея гарячого молодого мозку, вона спочатку сприйнялася прогресивної американської наукової громадськістю в багнети. Що все ж не завадило Хамбургер запросити Риту Леві в 1947 р в Сент-Луїс і зробити її своїм науковим співробітником в зоологічному відділенні університету.
Схожими експериментами на курячих ембріонах раніше займався американський анатом Елмер Буекер, теж учень Хамбургер. Кілька видозмінивши техніку, дослідники зробили пересадку клітин саркоми миші (як джерела великої кількості швидко поділяється) курячому ембріоні і виявили цікавий факт: нервові клітини ембріона проросли в тканину пухлини, причому досить швидко. Вирішили перевірити, чи виявиться той же ефект без прямого контакту ембріона і пухлини. Очікування підтвердилися: ефект виявився. Можна було припустити, що на зростання нервів подіяло якесь раніше невідоме науці стимулююча речовина, яке в пухлини містилося в надлишку - ось нейрони і «тягнулися» до «джерела життя».
Для подальшого вивчення потрібно було щось більше доказове, ніж курячий ембріон. У ті дні широко ставала дедалі популярнішою нова техніка культури тканин, за якої в 1952 р Леві-Монтальчіні вирушила в Ріо-де-Жанейро до університетської подруги Грете Мейер. У бразильській лабораторії вона займалася тим, що нарізала пухлинні мишачі тканини на шматочки для їх культивування в сприятливому середовищі з курячої крові і екстракту ембріонів. Потім до цієї суміші приєднувала чутливі нерви ембріона і вирощувала в термостаті вийшов конгломерат клітин. У перші 12 годин експерименту нервові волокна починали рости в напрямку шматочків пухлини, а потім оточували їх, утворюючи своєрідний віночок, - «як струмочки води, вперто протікають крізь купи каміння» (за словами самої Монтальчіні). На цьому вчений думка дослідниці не зупинилася, і подальші експерименти довели, що екстракти пухлин не менше ефективні, ніж самі пухлини. Значить, стимулююча речовина все-таки є. Рита Леві назвала його nerve growth factor (NGF) - фактор росту нервової тканини (рис. 3) [2]. Згодом згадуючи про той час, вона жартувала, що це був «один з найбільш інтенсивних періодів в житті, коли моменти ентузіазму і відчаю чергувалися з регулярністю біологічного циклу».
Малюнок 3. Фактор росту нервів (NGF). Відноситься до сімейства нейротрофинов, необхідний для підтримки життєздатності нейронів, стимулює зростання і розгалуження аксонів, запобігає нейродегенерацію. NGF активно секретується у відповідь на запалення і руйнування мієліну. Порушення продукції цього фактора пов'язують з безліччю хвороб нервової системи, розладами харчової поведінки і навіть атеросклерозом і діабетом II типу. а - Структура мономера. Для цього секретується білка характерно формування цистинових вузла - закручених один навколо одного β-шарів, пов'язаних трьома дисульфідними зв'язками (відзначені сірими прямокутниками) між залишками цистеїну. Зазвичай зустрічається в димерной формі. Малюнок з Енциклопедії науки і техніки (Іт.). б - Структура димера. Широкі стрілки позначають β-листи. в - Класи рецепторів (p75 і Trk), з якими зв'язується NGF. Літерами позначені домени рецепторів. Малюнок з genesdev.cshlp.org.
У 1953 р відбулося ключова подія, що направило всі наступні наукові вишукування в нобелівський русло: до дослідницької групи приєднався американський біохімік і зоолог Стенлі Коен (рис. 4). До речі, теж єврей, син російських емігрантів. Як і личить справжньому хіміку-органіку, він встановив структуру невідомого речовини і виявив, що це - білок, який міститься у великих кількостях в зміїному отруті і слинних залозах дорослих самців мишей.
Малюнок 4. Стенлі Коен (рід. 1922). Американський біохімік і зоолог, лауреат Нобелівської премії з фізіології і медицині 1986 (спільно з Ритою Монтальчіні) - за відкриття ростових факторів.
Білок мав у своїй структурі два ланцюги зо 118 амінокислот, при з'єднанні яких він знаходив біологічну активність. Коен пішов далі: очистив NGF і отримав до нього антитіла. Виявилося, що ці антитіла не тільки гальмують дію фактора, але і можуть вибірково і постійно руйнувати симпатичні нейрони (які, якщо сильно спростити, відповідають за скорочення кровоносних судин і секрецію залоз). Разом з цим в якості побічного продукту проявилося ще одна речовина, що стимулювало зростання клітин шкіри і рогівки. Коен відкрив його випадково, намагаючись боротися з забрудненням препаратів NGF, і назвав епідермальний чинником зростання, EGF (рис. 5) [3]. Вчений любив говорити, що «раз природа витратила стільки мільйонів років для вдосконалення функцій організму, було б цікаво подивитися, яким чином ми можемо змінити сформовані нею програми».
Малюнок 5. Епідермальний фактор росту (EGF). Прискорює ріст, ділення і диференціювання клітин епітелію. Слинної EGF захищає слизові оболонки шлунково-кишкового тракту (вище кишечника) від агресивних впливів і бере участь в загоєнні виразок. а - Первинна структура EGF. Члени сімейства епідермальних чинників зростання мають одну або кілька «копій» консенсусної послідовності з шістьма цистеїну: CX7CX4-5CX10-13CXCX8GXRC (X - будь-яка амінокислота). Як і NGF, епідермальний фактор містить три дисульфідних містка, однак утворює структуру з трьома петлями, взаємодіючими з клітинними рецепторами EGFR. Ця взаємодія запускає сигнальний шлях, що приводить до синтезу білків і ДНК і подальшого поділу клітин епітелію. б - Просторова структура EGF. в - Рецептори факторів росту (EGF, α- TGF і ін.) і рак. Порушення роботи рецепторів EGFR - гіперсігналізацію через збільшення кількості рецепторів або мутацій EGFR і інших білків сигнального шляху RAS-RAF - пов'язують з розвитком деяких видів раку. Вже застосовуються інгібітори рецепторів і випробовується вакцина проти самогό фактора (на Кубі вона вже доступна). Малюнок з сайту scienceblogs.com.
Фактор росту нервів викликав неоднозначну реакцію з боку вчених - багато критикували дослідження, бо воно суперечило всім раніше встановленими законами фізіології: нервова тканина не регенерує і не росте. І крапка. А згоду з очевидними результатами професора Хамбургер і професора Леві-Монтальчіні (яким вона стала в 1958 році) передбачало визнання науковим співтовариством своєї неправоти, чого не хотілося зовсім. Справа ще в тому, що речовина не володіло традиційними властивостями для вже відомих в той час гормонів. Що роблять гормони? Викликають тимчасову метаболічну реакцію. А тут, виявляється, є ще якісь речовини, без яких організм і зовсім не може обійтися - постійні регулятори специфічних типів клітин. Далі пролунав цілий феєрверк досліджень - подібно салюту на День Перемоги: світові один за іншим відкривалися нові фактори росту, в тому числі епідермальний фактор (Коена), тромбоцитарний фактор (PDGF), фактор росту фібробластів (FGF), колониестимулирующие фактори (наприклад, гранулоцитарний, G-CSF), інтерлейкіни (IL-1, IL-2). А в 80-х роках і зовсім довели, що онкогени (видозмінені ділянки ДНК, що ведуть до неправильного зчитування інформації і таким чином стають причиною онкологічних захворювань) несуть код для виробництва білків, схожих за структурою з факторами росту і їх рецепторами на поверхні клітин. Тут вже можна легко здогадатися, що коли регуляція факторами зростання порушується, може виникнути онкозахворювання.
Фактор росту нервів виявився не єдиним для всієї нервової системи: як в біологічний вид є підвиди, так і тут виявилися чинники зростання для різних видів нервових клітин. Практичне застосування не змусило себе довго чекати: вже через якийсь короткий час NGF став використовуватися для відновлення пошкоджених нервів, а EGF - для поліпшення ефективності пересадки шкіри. Але це були тільки перші скромні кроки у величезний світ непізнаною молекулярної регуляції організму.
Досягнувши розквіту наукової кар'єри в Америці, професор Рита Леві-Монтальчіні вирішила присвятити себе розвитку італійської науки. Під її легкою рукою почала діяти ціла плеяда лабораторій: в 60-х роках - лабораторія в Вищому інституті здоров'я в Римі, співробітники якої настільки любили свого керівника, що були готові трудитися майже задарма; в 70-х - лабораторія клітинної біології в Італійському національному дослідницькому раді в Римі. У той же час вона залишалася професором відділу біології Університету Вашингтона і тому жила «на два континенти».
Спочатку тільки одна лабораторія Леві-Монтальчіні займалася дослідженнями чинників зростання, але завдяки її зусиллям в нейробіологічної науці були відкриті нові великі галузі, в освоєнні яких беруть участь вчені багатьох країн і нині.
Нобелівська премія «наздогнала» своїх законних власників, Леві-Монтальчіні і Коена, тільки в 1986 р «в знак визнання їх відкриттів, що мають фундаментальне значення для розуміння механізмів регуляції росту клітин і органів». Сучасники назвали відкриття фактора росту нервової тканини «дивним прикладом того, як досвідчений дослідник може створити концепцію з удаваного хаосу». Свою нобелівську лекцію Монтальчіні назвала в стилі Дюма: «Фактор росту нервової тканини: 35 років по тому» [4].
Потрібно сказати, що багато чого в житті талановитої дослідниці було дивним. Вона, проживши більше століття, ніколи не була заміжня і не залишила спадкоємців. Однак цей факт її зовсім не засмучувала, і вона завжди говорила, що її життя і без того «багата чудовими людськими відносинами, роботою і захопленнями». Вона завжди підтримувала тісні зв'язки зі своєю сім'єю і останні кілька десятків років жила в Римі разом зі своєю сестрою-близнюком Паолой. Колеги відзначали, що звані вечори цією життєрадісною і елегантної жінки славилися вишуканою кухнею і інтелектуальними бесідами. А добре серце і уважність у відносинах з людьми спонукали займатися благодійністю і підтримкою молодих вчених.
До самого кінця Рита Леві зберегла ясність і гостроту думки, навіть на своєму 100-річному ювілеї в створеному нею ж Європейському дослідницькому інституті мозку (EBRI) заявляла, що розум її залишається таким же гострим, як і 80 років тому. Мабуть, вплинув той факт, що до кінця життя вона присвячувала кілька годин в день дослідницькій роботі. За словами племінниці, видатний нейробіолог померла уві сні. Напевно, саме такий смерті був гідний чоловік, весь свій час присвятив вивченню росту і життя.
Шановні читачі! Якщо Ви знайшли помилку на нашому сайті, просто виділіть її та натисніть ctrl + enter. Дякуємо!