По странному совпадению модели развития стафилококковой инфекции и злокачественной опухоли — меланомы — поразительно сходны. Оба заболевания, как правило, начинаются с первичного кожного очага: со стафилококкового гнойника или с первичной меланомы. Если время упущено и первичный очаг не вылечен или не удален хирургическим путем, возникает генерализация процесса: микроорганизмы (стафилококки) или раковые клетки (меланома) проникают по лимфатическим путям в ближайшие от первичного очага (регионарные) лимфатические узлы. А по кровеносным сосудам — метастазируют во внутренние органы или в костный мозг. Излюбленными органами для стафилококка и меланомы являются легкие, почки, головной мозг. На этом сходство не кончается. И стафилококки и клетки меланомы приводят вначале к выраженной клеточной реакции: активизируются Т- и В-лимфоциты. Однако их способность к защите организма резко снижается, как только в тканях больного или экспериментального животного накапливаются токсины и другие продукты микробного или ракового метаболизма, подавляющие клеточный иммунитет. Защитные антитела ни к стафилококку, ни к меланоме не успевают выработаться, так как развитие В-лимфоцитов подавляется, и они не успевают трансформироваться в плазматические клетки — источники антител. Ход моей мысли был прост: если патогенез стафилококковой инфекции отличается от патогенеза меланомы только происхождением: в одном случае — микроб, в другом — раковая клетка, то иммунотерапия может быть основана на одном и том же принципе — создании нового типа антимеланомной вакцины — меланомного анатоксина. По типу дифтерийного анатоксина, столбнячного анатоксина, в особенности, стафилококкового анатоксина, с методикой приготовления и лечебным применением которого я был хорошо знаком еще со времен работы в московской больнице имени Филатова.
Мои предположения необходимо было проверить экспериментально. Прежде всего: воспроизвести на лабораторных животных модель, соответствующую всем стадиям развития клинической меланомы. В конце 80-х — начале 90-х наиболее популярной была экспериментальная модель меланомы, разработанная доктором И. Фидлером (Отдел биологии рака, Раковый центр, Хьюстон, Техас, США). Сущность ее сводилась к тому, что лабораторных мышей (в данном случае это были не белые, а черные мыши) заражали внутривенно клетками меланомы. Доктор Фидлер в 70-е годы обнаружил эту опухоль, спонтанно возникшую на коже черных мышей, назвал В16 и показал, что меланома может развиваться в клеточной культуре и перевиваться на чувствительных к ней животных (разновидность черных мышей C57BL/6). Особенную популярность получила модель «легочных метастазов» Фидлера: клетки меланомы В16 вводились в вену хвоста и через 14 дней можно было обнаружить множественные первичные очаги в легких, отчетливо различимые на глаз из-за черного пигмента (меланина), активно продуцируемого опухолью. Были ли это истинные метастазы? Известно, что метастазы возникают при распространении микроорганизмов или раковых клеток из одной части организма в другую. В классическом варианте метастазы распространятся из первичной (кожной) меланомы в лимфатические узлы, легкие, костный мозг и другие органы и ткани. В случае модели доктора Фидлера экспериментаторы миновали начальную стадию развития меланомы (первичный очаг) и впрыскивали раковые клетки по кровеносным сосудам прямо в легкие.
Надо было разработать экспериментальную модель, действительно имитирующую все клинические стадии развития меланомы. И, конечно же, первичный очаг должен развиваться на коже. В идеале наблюдать за развитием первичной опухоли лучше всего на коже, лишенной волосяного покрова. В литературе упоминались попытки исследователей воспроизвести первичный очаг на коже ушной раковины C57BL/6 мышей. Меланома возникала. Но из-за близости головного мозга, куда немедленно распространялись метастазы с кожи ушной раковины, мыши так быстро погибали, что модель была мало пригодна для длительных наблюдений, необходимых при химиотерапии или иммунотерапии. Другой безволосой частью тела мыши был хвост. Я нашел, что через 2–3 недели после введения 1 миллиона клеток меланомы В16 в толщу кожи мышиного хвоста возникает первичная опухоль с типичным для меланомы черным пигментом. Меланома увеличивалась в размерах, изъязвлялась к 6-й неделе, а метастазы распространялись в костный мозг и ближайшие лимфатические узлы, затем захватывали легкие и приводили животных к гибели. Таким образом, впервые удалось воспроизвести экспериментальную модель, которая полностью имитировала все три стадии развития клинической меланомы: I. Первичная (кожная меланома). II. Проникновение клеток меланомы в регионарные лимфатические узлы. III. Метастазы в органы (легкие, головной мозг, печень и др.).
Теперь я определенно знал, что надежная модель для дальнейших опытов по лечению мышей с развивающейся меланомой у меня есть. На эти начальные опыты мой шеф доктор Шарма смотрел сквозь пальцы, благо я безотказно продолжал выделение и очистку rBCGF и определял активность очередного образца препарата. Я понимал, что, занимаясь в полную силу проектом по разработке антимеланомной вакцины, я должен буду отойти от основного проекта лаборатории доктора Шармы. Мне нужно было заручиться согласием и финансовой поддержкой руководителя отдела патологии доктора Майзеля. Он предложил обсудить мою модель на научной конференции отдела. Модель была одобрена. Меня перевели в другое лабораторное помещение, где работала иммунологическая группа доктора Куттаба. Мне выделили бюджет на покупку животных и лабораторного оборудования. Я стал в одном лице самостоятельной научной группой. Надо сказать, что мой переход внутри отдела доктора Майзеля от проблемы rBCGF к проекту по изысканию вакцины против меланомы был бы невозможен без научной поддержки директора Ракового центра доктора Калабризи. Вскоре еще одним из энтузиастов моей экспериментальной модели стал замечательный хирург-онколог доктор Гарольд Ванебо, шеф отдела хирургии нашего госпиталя.
Рабочей гипотезой для приготовления антимеланомной вакцины послужила схема приготовления стафилококкового анатоксина (токсоида), разработанная академиком Г. В. Выгодчиковым, когда выделялся и очищался от балластных веществ внеклеточный стафилококковый токсин, который обрабатывался слабым раствором формалина. Многочисленные наблюдения микробиологов показали, что формалин в концентрациях 0.3–0.4 % приводит к нейтрализации микробных токсинов, не нарушая их химической структуры и способности индуцировать выработку антител. Я решил полностью следовать технологии Г. В. Выгодчикова. Новая антимеланомная вакцина получила название ФЕКА (формалилинизированный экстраклеточный антиген).
Начальные опыты сводились к тому, что мышей иммунизировали вакциной ФЕКА строго по схеме, принятой при антистафилококковой вакцинации. ФЕКА вводили подкожно, вначале в возрастающих, а затем в снижающихся дозах. По окончании иммунизации исследовались пробы крови на антитела к ФЕКА. Лимфоциты, полученные из селезенок экспериментальных животных, позволяли судить о степени выработки клеточного иммунитета. Было обнаружено возрастание количества Т4 и Т8 лимфоцитов, которые более активно (по сравнению с неиммунизированными животными) вырабатывали лимфокины и среди них, что особенно важно при лечении меланомы, — интерлейкин 2 (IL-2). Кроме того, в дополнении к стимуляции нарастания Т-лимфоцитов, оказалось, что иммунизация вакциной ФЕКА приводила к увеличению числа лимфоцитов-киллеров (NK), которые способны убивать раковые клетки, в том числе, клетки меланомы. Чрезвычайно интересным оказалось образование специфических антител к внеклеточным антигенам меланомы. Для меня, микробиолога, это означало не только связь с главной профессией, но и подтверждение того, что пораженный меланомой организм способен направить полноценный иммунный ответ (клеточная реакция и образование антител) против раковых клеток так же, как и против микроорганизмов. А это значит, что успех иммунотерапии зависит прежде всего от полноценности вводимой вакцины.
