Научная статья на тему 'Из истории лаборатории цитогенетики ВОНЦ АМН СССР'

Из истории лаборатории цитогенетики ВОНЦ АМН СССР Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
223
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Погосянц Е. Е.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Из истории лаборатории цитогенетики ВОНЦ АМН СССР»

ции женщиной приемов на себе или на учебном муляже молочной железы.

Интересно в этом отношении сравнить технику и качество выполнения самообследования после обучения через 6, 12 и 24 мес по данным анкетирования 1988—1989 гг. На протяжении 2 лет регулярного проведения СОМЖ у женщин значительно снизился навык осмотра молочных желез перед зеркалом (всего 12 % проводили осмотр) и направленной самопальпации (всего 10 % женщин проводили СОМЖ по спирали или радиально), только несколько больше половины женщин использовали при пальпации подушечки пальцев, однако сохранялся навык самопальпации всей молочной железы и даже повысился — ощупывание подмышечной области. Все указанные выше изменения статистически достоверны.

При изучении обращаемости к врачу по поводу заболевания молочных желез в течение года после обучения СОМЖ и включения в контрольную группу за истекшие годы в целом выявляется, что обращаемость за консультацией к врачу почти в 2 раза выше в группе женщин, обученных само-обследованию.

Таким образом, на основании представленных данных можно считать, что используемая система обучения женщин методике СОМЖ и последующего побуждения их к регулярному следованию этой методике дает удовлетворительные результаты и обеспечивает достаточно качественное выполнение приемов СОМЖ у 59,1 % опрошенных в разные сроки женщин.

При изучении отдаленных результатов предполагается, что при условии регулярного проведения самообследования в группе женщин, заболевших РМЖ, будет достигнуто снижение 5-летней смертности на 20 % по сравнению с заболевшими женщинами контрольной группы.

Полученные в действительности результаты станут основанием для внедрения СОМЖ в широ-кую практику или отказа от этого метода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Macmahon В., Lin Т., Lowe С. et al. // Бюл. ВОЗ.— 1971.— Т. 42, № 2,— С. 185—194.

2. Михайлов Э. А., Сагайдак В. Н., Ременник J1. В. и др. // Вопр. онкол.— 1986.— № 7.— С. 82—85.

3. Сагайдак В. И., Михайлов Э. А. // Там же.— 1985.— № 1.— С. 88—92.

4. Семиглазов В. Ф., Моисеенко В. М. // Бюл. ВОЗ.— ‘ 1987,—Т. 65, № 5.—С. 115—118.

5. Семиглазов В. Ф., Моисеенко В. М., Бавли Я■ Л. и др. // Вопр. онкол.— 1988.— № 8.— С. 969—974.

6. Yuasa S., Macmahon В. // Бюл. ВОЗ.— 1971.— Т. 42, № 2,— С. 196—206.

7. Eddy D. // Bul. WHO.— 1986.—Vol. 64, N 3.- P. 68—77.

8. Ewertz M. ¡I Acta oncol.— 1988.— Vol. 27, N CB.— P. 787—792.

9. Feldman J., Carter A., Nicastri A et al. // Cancer.— 1981,— Vol. 47,— P. 2740.

10. Foster R., Constanza M.'// Ibid.— 1984.— Vol. 53.— P. 999.

11. Gastrin G. Breast cancer control: an early detection programme.— Stockholm, 1981.— P. 48—63.

12. Huguley C., Brown R. // Cancer.— 1981.—Vol. 47;— P. 989.

13. Moskowitz М. Ц Ca.— 1983.—Vol. 33.—P. 26—39.

Поступила 22.09.90

ВОСПОМИНАНИЯ, МЕМУАРЫ

© Е. Е. ПОГОСЯНЦ, 1991 .

УДК 575(091)

Е. Е. Погосянц

ИЗ ИСТОРИИ ЛАБОРАТОРИИ ЦИТОГЕНЕТИКИ ВОНЦ АМН СССР

НИИ канцерогенеза

Цитогенетика — раздел генетики, изучающий видимый под микроскопом генетический аппарат клетки — ее хромосомы. Набор хромосом, так называемый кариотип, является характерным видовым признаком всех растений и животных, включая и человека.

Известно, что нарушения кариотипа сопровождаются изменением различных морфологических и физиологических признаков на уровне клеток и организма.

Еще в начале нашего века было замечено, что в опухолях кариотип, как правило, изменен. Однако методы получения хромосомных препаратов в те годы не позволяли точно определить нарушение числа хромосом, их размеров и формы. Лишь в 50-х годах появились методические возможности для такого анализа, а в-70-х годах были разработаны методики так называемого дифференциального окрашивания хромосом, позволяющие узнавать «в лицо» каждый элемент набора.

История создания лаборатории цитогенетики — первой в Советском Союзе такого профиля — сама по себе достаточно интересна. Она была организована в феврале 1963 г., т. е. в период, когда «мичуринская биология» была еще в полной силе.

А началось все так. В 1960 г. я вернулась из Женевы, где проработала год в качестве руководителя только что созданного отдела рака ВОЗ. Тогда он состоял всего лишь из меня

и секретаря. Позднее отдел расширился, и его в разное время- возглавляли А. В. Чаклин, Н. П. Напалков, А. М. Гарин и др.

Во время командировок по линии ВОЗ я побывала в ряде стран, где познакомилась с работой разных онкологических институтов. Посетила ученых, ведущих цитогенетические исследования, и посмотрела хромосомные препараты опухолей, поразившие меня своим высоким качеством. Когда я занималась цитогенетикой, будучи в конце 30-х годов студенткой и аспиранткой кафедры генетики МГУ, таких препаратов делать еще не умели. Прогресс начался лишь в 50-х годах.

И вот, вернувшись из Женевы, я обратилась к Н. Н. Блохину с предложением организовать у нас лабораторию цитогенетики рака. Он согласился сделать это через президиум АМН СССР, и такая лаборатория была создана на базе лаборатории опухолевых штаммов, которой я руководила с 1952 г. Группа, непосредственно занимавшаяся поддержанием опухолевых штаммов, стала отдельным подразделением института; Ю. М. Васильев, проработавший в лаборатории опухолевых штаммов 9 лет, организовал в 1960 г. свою лабораторию. Лаборатория цитогенетики была укомплектована частично за счет прежних, а частично за счет вновь поступивших сотрудников.

Задачи новой лаборатории, так же как и вообще лаборатории такого профиля, кратко можно сформулировать так. Это изучение изменений числа и структуры хромосом в клетках различных опухолей и лейкозов и попытка определения их роли в процессах канцерогенеза, т. е. при возникновении и прогрессии злокачественных новообразований. Там, где это касается человека, необходимо установление связи обнаруженных генетических изменений с клинико-морфологическими особенностями заболевания.

Самой сложной проблемой при организации лаборато--рии цитогенетики было укомплектование ее специалистами.

Таковых в те годы попросту не было. Поэтому и прежним моим сотрудникам (Е. Л. Пригожиной, О. И. Соковой, Г. М. Платоновой, А. А. Ставровской, А. И. Чудиной) и новым (А. Ф. Захарову, Н. И. Еголиной, Е. С. Какпаковой и др.), являвшимся либо медиками, либо биологами, пришлось овладевать совершенно новой для них областью. Это было в кратчайшие сроки с успехом сделано. Сотрудники не только сами активно включились в работу, но вскоре же стали учить приготовлять и анализировать хромосомные препараты из нормальных и опухолевых клеток лиц, обращающихся к нам за помощью из других учреждений. В лаборатории появились аспиранты и новые сотрудники. Особенно ценным было появление у нас Е. В. Флейшман — гематолога-цитогенетика из лаборатории покойного И. А. Кассирского. Она и Е. Л. Пригожина составили ядро группы, успешно разрабатывавшей проблему цитогенетики гемобластозов человека.

Исследования лаборатории развивались в нескольких направлениях на разных объектах. В рамках данной статьи я могу лишь весьма кратко сказать об основных направлениях и результатах.

Мы начали с изучения цитогенетических особенностей перевиваемых опухолей и лейкозов животных как методически наиболее легких и доступных объектов. Результаты этих исследований в настоящее время представляют лишь исторический интерес.

Специальное внимание было с первых же лет уделено получению новых экспериментальных моделей для цитогенетических исследований. Так как мыши, крысы и другие лабораторные животные обладают сложным для анализа набором хромосом, я решила в 1965 г. начать работу с джунгарским хомячком, получив 2 пары зверьков от ленинградских зоологов.

У этого вида число хромосом (2п=28) значительно меньше, чем у человека и лабораторных грызунов; он хорошо размножается в неволе.

О. И. Сокова провела большую работу по изучению биологии хомячка в лабораторных условиях, подробно описала его кариотип сначала на обычных, а затем на дифференциально окрашенных препаратах. Эксперименты О. И. Соковой и других сотрудников позволили охарактеризовать спектр чувствительности этого животного к некоторым химическим бласто-могенным веществам и онковирусам. Хомячок оказался удобным объектом для цитогенетических и экспериментально-онкологических исследований и часто использовался в работе нашей и некоторых других лабораторий.

Для цитогенетических работ необходимо было распола- -гать коллекцией различных поддерживающих in vitro клеток человека и животных.

Группа А. Ф. Захарова (Н. А. Еголина, Е. С. КакПакова) провела серию интересных работ по клонировании клеток и По изучению процессов кариотипической изменчивости и отбора на клетках китайского хомячка, полученных нами из США. Оригинальные данные по функциональной морфологии хромосом послужили основой предложенной А. Ф. Захаровым методики их дифференциальной окраски. Перейдя в 1970 г. в Институт медицинской генетики АМН СССР, он разработал эту методику применительно к хромосомам человека и его доклад на Международном конгрессе по медицинской генетике в 1971 г. в Париже вызвал большой интерес.

Работы по клонированию и получению новых клеточных линий позволили начать гибридизацию соматических клеток. Проблема соматической гибридизации стала в те годы усиленно разрабатываться. Появились методические возможности проведения генетического анализа на уровне не организма, как обычно в генетике, а на уровне соматических, в том числе опухолевых, клеток.

В нашей лаборатории Е. С. Какпаковой, Е. М. Малаховой и др. были проведены опыты по гибридизации клеток разного происхождения. Наиболее интересные результаты получены при слиянии нормальных и опухолевых клеток джунгарского хомячка. Анализ сегрегации хромосом гибридов и их прививаемости выявил, какие именно хромосомы связаны с проявлением признака злокачественности у этого животного.

Основным направлением работ лаборатории являлось цитогенетическое изучение злокачественных новообразований человека. До начала 70-х годов, т. е. до внедрения методов дифференциальной окраски хромосом; мы изучили особенности кариотипа семином, тератокарцином, опухолей яичка и некоторых гемобластозов. Несмотря на довольно большой материал, кроме описаний изменчивости числа хромосом по группам кариотипа и различных маркерных хромосом,'каких-либо специфических изменений кариотипа выявить не удалось. Гомогенная окраска хромосом, применявшаяся в 60—70-е годы, не позволяла заметить небольшие изменения их структуры или определить происхождение маркербв.

Гораздо более интересные результаты получены с применением методов дифференциальной окраски хромосом. Это касается прежде всего гемобластозов, клетки которых в отличие от тканей солидных опухолей легче поддаются сложным процедурам получения хромосомных препаратов. Е. Л. Пригожиной и Е. В. Флейшман с сотрудниками собран к 1986 г. большой материал, включающий свыше 450* проанализированных случаев разных хронических и острых лейкозов взрослых и детей, лимфом и некоторых других форм гемобластозов. Выявлены неслучайные нарушения кариотипа, которые включают как транслокации при хроническом миелоид-ном лейкозе и другие, уже описанные в литературе, так и новые, обнаруженные впервые у нас. Это транслокация между хромосомами 4 и 11 при остром лимфатическом лейкозе и транслокация между хромосомами 6 и 9 при остром нелимфатическом лейкозе. Обнаружение характерных для разных форм лейкозов хромосомных нарушений имеет как диагностическое, так и прогностическое значение. Поэтому для уточнений диагноза и прогноза различных форм гемобластозов клиницисты нередко обращаются к цитогенетикам.

Клиническое значение особенностей кариотипа разных гемобластозов обсуждается на регулярно проводящихся международных совещаниях. Результаты, полученные в нашей лаборатории, вошли в материалы некоторых из этих совещаний и получили там высокую оценку. В первую очередь именно благодаря работам по цитогенетике гемобластозов наша лаборатория получила международное признание. Этому способствовало также и осуществлявшееся в 70-е годы сотрудничество нашего Центра по вопросам генетики и цитогенетики рака с США, Венгрией и Чехо-Словакией.

Что касается цитогенетики солидных опухолей, то они оставались гораздо менее изученными, чем гемобластозы. Попытки получения хороших хромосомных препаратов из ткани рака желудка, молочной железы и некоторых других опухолей, как правило, были неудачными.

Неожиданно хорошие препараты стали получаться из клеток ретинобластомы — опухоли, имеющей четко выраженные наследственные формы. В содружестве с нашей детской клиникой и Узбекским научно-исследовательским институтом онкологии и радиологии Минздрава Узбекской ССР (Ташкейт) мы провели работу, включившую к 1985 г. 24 случая ретино-бластом.

При анализе кариотипа этой опухоли нами впервые в 1982 г. была выявлена специфическая маркерная хромосома, так называемая изо-бр. Такие же данные вскоре были сообщены зарубежными авторами. Ими к 1985 г. было проанализировано 47,случаев. Цитогенетическое изучение этой опухоли оказалось интересным и в других отношениях, на которых в рамках данной статьи я останавливаться не имею возможности.

Другое направление работ лаборатории в 60—70-х годах связано с проблемой параллелизма между мутагенезом и канцерогенезом. В те годы вопрос о роли мутаций в канцерогенезе был, как известно, спорным. Если бы был доказан параллелизм в канцерогенном и мутагенном действии одного и того же вещества, это послужило бы существенным аргументом в пользу мутагенного механизма малигнизации. Однако в методическом отношении работы по сопоставлению мутагенеза и канцерогенеза, как правило, не выдерживали критики. Так, канцерогенное действие обычно определяли на мышах, а мутагенное — в опытах на дрозофиле и микроорганизмах.

Исследования, проведенные в нашей лаборатории, включали сравнение мутагенных и канцерогенных воздействий (лучевых и химических) по возможности на одной и той же модели. Здесь я коснусь только некоторых из наших исследований.

В 1966—1968 гг. А. П. Чудина провела серию работ по радиочувствительности хромосом лимфоцитов периферической крови здоровых людей и детей с синдромом Дауна. Их кариотип содержит добавочную хромосому 21 (3 вместо 2 в норме). Эти больные, как известно, обладают повышенной склонностью к заболеванию лейкозами. Опыты А. П. Чудиной показали, что в клетках больных статистически достоверно повышено число индуцированных радиацией поломок хромосом групп О, И и О по; сравнению с теми- же группами хромосом здоровых доноров, что позволило автору прийти к логическому заключению о существовании связи повышенной ломкости хромосом с предрасположением к ма-

* Количество материалов, полученных из клиники для цитогенетического анализа, значительно превышает эту- цифру, но не во всех случаях получаются пригодные для анализа препараты.

лигнизации. Эта интересная и принципиально важная работа вскоре была подтверждена чехо-словацкими и японскими исследователями.

Сравнение мутагенного и канцерогенного действий ряда веществ проводилось на клетках мыши, джунгарского хомячка и человека. Изучение мутагенного и канцерогенного действия уретана и N-гидроксиуретана на клетках легкого мыши in vitro (хромосомные поломки) и in VÍVO' (число аденом в легких) четко выявило корреляцию обоих эффектов этих веществ (Г. М. Платонова). Так, мыши линии А были чувствительными и к мутагенному, и к канцерогенному дейст-i вию этих веществ, тогда как мыши С57 черные оказались; резистентными к обоим этим воздействиям. Более того, воздействие предшественника ДНК тимина, снижающего при определенных условиях мутагенный эффект этих веществ1 в опытах in vitro, снижало и их канцерогенное действие

в опытах in vivo. Эти данные явились хорошим подтвержде-

нием представления о мутационном механизме малигнизации.

Т. П. Стромская использовала в опытах по мутаге-,

незу клетки мышей с хромосомной меткой, что позволяло в одном и том же материале из селезенки и костного

мозга мышей с привитым лейкозом сравнивать чувствительность нормальных и лейкозных клеток к действию препаратов. На этой модели хромосомы лейкозных клеток мышей AKR оказались чувствительнее к мутагенному действию рубо-мицина С, чем хромосомы нормальных клеток.

О. И. Сокова и Г. М. Волгарева (1976—1978) провели большую серию опытов на джунгарском хомячке с препаратами фторафур и 5-фторурацил. В опытах in vitro эти вещества сильно повреждали хромосомы опухолевых клеток и не повреждали хромосомы нормальных фибробластов. Аналогичная картина наблюдалась при воздействии in vitro этими веществами на нормальные лимфоциты человека и клетки P3j (лимфома Беркитта). Для понимания механизма повреждающего хромосомы действия изучаемых веществ были проведены опыты с тимидином. Последний при определенных условиях снимал действие фторафура и 5-фторурацила. Это говорило в пользу высказанного в литературе тех лет предположения о том, что в основе мутагенного эффекта этих веществ лежат нарушения репликации ДНК, вызванные дефицитом тимидиловых нуклеотидов.

Мутагенное действие химических веществ А. А. Ставровская с сотрудниками (Е. П. Копнин, Т. П. Стромская) изучали и на примере геномных мутаций (анеуплоидия, полиплоидия), известных как типичная черта клеток многих опухолей. Однако механизмы возникновения этих мутаций были почти не изучены. Митостатики (колхицин, колцемид и др.) — вещества, повреждающие микротрубочки веретена деления. Авторы показали, что воздействие этими веществами индуцирует геномные мутации в клетках грызунов и человека.

В то же время в процессе этих работ был обнаружен феномен приобретенной резистентности клеток к митостатикам и другим веществам. Специально проведенные опыты (с так называемым флуктуационным тестом) показали, что резистентность не связана с генными мутациями. Нестабильность резистентности, ее постепенная утрата в условиях культивирования без селективного агента также говорила против представления о мутационном механизме возникновения этого признака. Опыты А. А. Ставровской с сотрудниками по изучению накопления колхицина и других веществ клеткой показали, что резистентность определяется проницаемостью цитоплазматической мембраны.

Феномен резистентности клеток представляет интерес и для клиники в связи с хорошо известными фактами наступления резистентности при химиотерапии злокачественных новообразований.

В эксперименте изучение резистентных линий клеток оказалось весьма интересным еще и потому, что оно привело к новой проблеме — проблеме амплификации (умножения) генов, вставшей перед цитогенетиками и молекулярными генетиками в конце 70-х годов.

При цитогенетическом изучении полученных резистентных линий джунгарского хомячка сначала были обнаружены цитологические признаки амплификации в виде появления в клетках дополнительных необычно красящихся хромосом

и их участков (так называемые гомогенно окрашенные области) и внехромосомных структур — мелких хроматиновых образований. Б. П. Копнин совместно с А. В. Гудковым провел большую серию весьма интересных работ по цитогенетическому и молекулярно-генетическому анализу амплификации генов в клетках джунгарского хомячка, мыши и человека. Работы Б. П. Копнина обобщены в его докторской диссертации, защищенной в 1985 г. уже в новой лаборатории. Не имея возможности излагать здесь эти интересные работы, скажу только, что, как показали и Б. П. Копнин, и зарубежные исследователи, амплификация генов лежит в основе лекарственной устойчивости, а также играет роль в прогрессии опухолей и вообще в процессах онкогенеза. Приступив в 1986 г. к руководству лабораторией цитогенетики, Б. П. Копнин продолжает изучение амплификации генов.

Здесь я должна закончить рассказ о научных достижениях лаборатории цитогенетики и сказать о тех структурных изменениях, которые она претерпела в начале 80-х годов.

В 70-е годы в мировой (и нашей) общей генетике опреде-\ лилось новое направление — генетика соматических клеток, изучающая основные генетические феномены (мутации, действие и взаимодействие генов и др.) не на хромосомном, а на ген-| ном уровне. Это направление имеет большое значение и для разработки онкологических проблем, так как опухоли развиваются как раз из соматических клеток.

По моему ходатайству из нашей лаборатории была выделена группа сотрудников во главе с А. А. Ставровской и соз-; дана новая лаборатория — генетики опухолевых клеток.

К организации такой лаборатории мы готовились заранее, овладев методиками получения генных мутаций в соматических клетках, клонирования клеток, их гибридизации и анализа сегрегации признаков у соматических гибридов и т. п. Между прочим проблема, по которой в 70-х годах проводилось у нас сотрудничество с США, так и называлась: «Генетика-соматических клеток и проблема рака».

Далее, поскольку генетические исследования в онкологии не ограничиваются только хромосомным и генным уровнями, а связаны с изучением роли наследственных факторов на уровне организма и популяции, мне казалось необходимым (о чем я писала в ряде докладных дирекции Центра) создание у нас лаборатории клинической генетики рака. Наша огромная клиника является незаменимой и ценной базой для такого рода исследований.

В развитие этой идеи Н. Н. Трапезников направил ко мне двух окончивших мединститут молодых медиков — Л. В. Акуленко и Р. В. Рятсеп (Жордания) для прохождения аспирантуры по клинической онкогенетике. В то же время из Института медицинской генетики АМН СССР к нам перешла канд. мед. наук Е. Н. Сотникова. Она вместе с Р. В. Жордания успешно организовала в детской клинике генетическую работу, в первую очередь по нефробластоме. Л. В. Акуленко под руководством А. П. Чудиной занялась генетическим изучением рака яичников. Обе аспирантки успешно закончили свои диссертации и перешли в Институт -клинической онкологии, где была организована сначала группа, а позднее лаборатория клинической онкогенетики. Кстати, замечу, что всего в лаборатории цитогенетики было защищено 19 кандидатских и 5 докторских диссертаций. Ряд сотрудников из других институтов выполняли свои диссертации при нашем руководстве, а также получили консультации или обучались на рабочих местах. Таким образом, лаборатория цитогенетики явилась как бы ветвью, от которой «отпочковались» еще 2 лаборатории генетического профиля, успешно работающие в нашем Центре.

Заканчивая, хотелось бы отметить, что на протяжении свыше 20 лет исследования в лаборатории цитогенетики развивались в разных направлениях. Иногда они давали начало новым поискам, иногда на каком-то этапе заканчивались. Основным направлением работ лаборатории остается хромосомный анализ гемобластозов и опухолей, имеющий наряду с теоретическим и непосредственное клиническое значение. За последние годы это основное направление обогащается молекулярно-генетическими методами анализа, без чего невозможно развитие современной цитогенетики рака.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.