Текст книги "52 упрямые женщины. Ученые, которые изменили мир"

Гертруда Элайон
1918–1999
биохимик

Гертруда Белл Элайон никогда не забывала о людях, которых потеряла: ее дедушка умер от рака желудка, когда она была подростком, возлюбленный – от неожиданного инфекционного заболевания сердца, пациентка – от лейкоза, мать – от рака шейки матки. Их смерть причинила Гертруде огромную боль, от которой она не пыталась избавиться: утраты служили постоянным напоминанием о том, что от каждого синтезированного лекарства может зависеть чья-то жизнь. По ее признанию, смерть дедушки «стала поворотным моментом»: «Это словно был сигнал: “С этой болезнью ты будешь бороться”. Я просто перестала думать о чем-либо другом. Все случилось вот так, внезапно»[46]46
  Цит. по: Sharon Bertsch McGrayne, Nobel Prize Women in Science: Their Lives, Struggles, and Momentous Discoveries. 2nd ed. Washington, DC: National Academies Press, 2001.


[Закрыть].

Элайон ясно видела цель, но путь в сферу фармакологических исследований оказался запутанным. Первой проблемой стали деньги для обучения и получения научной степени в области химии. Она подала заявление в пятнадцать учебных заведений, но ни одна магистратура не предложила ей финансовой поддержки. Во время Великой депрессии все гранты на обучение доставались мужчинам. То же самое творилось на рынке труда. Один работодатель беспокоился, что Элайон станет «отвлекающим фактором»[47]47
  Там же.


[Закрыть] в лаборатории, где не было ни одной женщины.

Чтобы быть ближе к своей любимой химии, Элайон перепробовала множество вариантов. Она записалась в школу секретарш и преподавала биохимию будущим медсестрам. Познакомившись на вечеринке с химиком, предложила работать на него бесплатно. Постепенно она наскребла денег на один год обучения в магистратуре Нью-Йоркского университета.

Первая штатная должность Элайон в лаборатории была связана с контролем качества в сети продовольственных магазинов. Она проверяла кислотность маринадов и свежесть специй. Гертруда взяла от этой должности все, что могла, и уволилась, сообщив руководителю: «Я научилась всему, чему вы должны были меня научить, и мне здесь больше нечего делать»[48]48
  Там же.


[Закрыть].

Ее отец обратил внимание на рекламу компании Burroughs Wellcome на флаконе с пилюлями и предложил ей попробовать устроиться туда работать, благо компания находилась поблизости – в нью-йоркском округе Вестчестер, всего в тринадцати километрах от дома. В Burroughs Wellcome ученые получали деньги для поиска медикаментозных решений любых медицинских проблем по собственному выбору. Гертруде повезло на собеседовании: компанию ей составил биохимик Джордж Хитчингс, работавший над теми же задачами, за которые хотела взяться она.

В 1944 г. Элайон получила работу у Хитчингса, интересовавшегося не только разработкой лекарств, но и методами проведения исследований, принятых в медицинском научном сообществе. Нормой был метод проб и ошибок, но Хитчингс считал, что это все равно что искать черную кошку в темной комнате. Почему бы не узнавать о новых лекарствах научным путем, включающим результаты смежных областей, например знание того, как растут клетки?

Хитчингс поручил Элайон исследовать аденин и гуанин, так называемые пуриновые основания нуклеиновой кислоты (то есть А и Г в АТЦГ – строительных блоках ДНК). Клеткам, в том числе опухолям, нуклеиновые кислоты нужны для деления. Поэтому Хитчингс решил, что, глубоко изучив эти кислоты, его команда сможет создать биохимический «гаечный ключ», с помощью которого перекроет путь распространения болезни.

Воодушевленная Элайон засиживалась в лаборатории допоздна, проводила в ней выходные и увлеченно ставила эксперименты – даже когда полы раскалялись до 60 ℃ из-за работы фабрики сухого детского питания этажом ниже. Она так любила свою работу, что, когда решила ненадолго от нее отдохнуть и провести выходные дома, ее мать забеспокоилась, не случилось ли чего.

Элайон была на своем месте, разбираясь в сложностях исследований по органической химии, биохимии, фармакологии, иммунологии и вирусологии. Тем не менее у нее все еще не было научной степени. Какое-то время она посещала подготовительные занятия в свободное время, но это кончилось тем, что ее выдавили из программы. «Работайте над диссертацией полноценно или выметайтесь», – заявил декан. Элайон предпочла работу высшему образованию. «Нет уж, работу я не брошу, – ответила она. – Я знаю, чего хочу, и буду заниматься этим»[49]49
  Там же.


[Закрыть]. (Элайон так и не окончила докторантуру, но Университет Джорджа Вашингтона присвоил ей почетную степень.)

Элайон оставалась в лаборатории просто потому, что получала очень много удовольствия и добивалась очень большого успеха, ведя битву с болезнями, которые нас убивают. Познакомимся с ее достижениями за 1950 г. Элайон синтезировала два эффективных противораковых препарата. Помните, мы говорили о пуриновых основаниях? Так вот, она синтезировала диаминопурин – соединение, использовавшее их для прерывания процесса образования лейкозных клеток. На животных диаминопурин оказывал настолько поразительное воздействие, что в Мемориальном госпитале Слоуна Кеттеринга в Нью-Йорке рискнули опробовать препарат на двух тяжелобольных с лейкозом. Одна пациентка поправилась и так преобразилась, что врачи усомнились, был ли у нее вообще лейкоз. Она перестала принимать лекарства, вышла замуж и родила ребенка. Элайон создала и другое соединение, повышающее ожидаемую продолжительность жизни у больных лейкозом.

Оба препарата стали крупным прорывом в лечении онкологических заболеваний, но их эффективность оказалась ограниченной. Через два года после окончания лечения новым препаратом у новоявленной мамы случился рецидив, из-за чего она умерла, и для Элайон это стало страшным ударом. Даже по прошествии десятилетий она не могла вспоминать об этом без слез.

В последующие годы Элайон открывала для себя новые области исследования заболеваний и словно приглашала остальной мир заняться ими. В начале 1950-х гг. она первой в мире начала изучать метаболизм лекарственных веществ. Что касается двух вышеописанных препаратов от рака, то ее работа вызвала новый мощный всплеск исследований по борьбе с лейкозом. В 1978 г. Элайон и ее коллеги заставили ученых полностью пересмотреть существующие представления о вирусах.

По мнению ученых, противовирусные препараты не отличались особой избирательностью действия. Считалось, что они могут нападать не только на пораженную вирусом ДНК, но и на ДНК здоровых клеток. Однако исследование Элайон стало многообещающим стартом. Когда она отправила первые образцы в лабораторию на проверку, то получила обнадеживающий ответ: «Это лучшее, что мы видели. Вещество активно одновременно против вируса простого герпеса и опоясывающего герпеса»[50]50
  То же, что опоясывающий лишай.


[Закрыть][51]51
  Там же.


[Закрыть]. Четыре года Элайон и ее команда совершенствовали соединение, повышая его эффективность и уточняя, как оно перерабатывается в организме. В чем секрет успеха? Элайон с коллегами создали практически двойника вируса, настолько похожего на него, что тот активировал своего убийцу[52]52
  Этот препарат – ацикловир. В оригинале говорится, что он похож на вирус, но это не совсем так. Одна небольшая молекула не может быть похожа на структуру из сотен и тысяч молекул. Ацикловир похож на один из нуклеозидов (компонентов ДНК без фосфатной группы), гуанозин. С ним-то вирусы герпеса и «путают» препарат.


[Закрыть]. Лекарство было представлено на научной конференции в 1978 г. и сразу получило статус революционного, изменившего сам научный подход к разработке противовирусных препаратов.

Элайон жила ради этих моментов, однако ей было важно не столько расшифровать химическую головоломку, сколько увидеть, какую пользу ее работа приносит людям. В 1963 г. она наблюдала, как лекарство, созданное при ее участии, избавило ночного сторожа от мучительной подагры, а в 1967 г. произошла первая успешная пересадка сердца благодаря иммунодепрессанту ее разработки.

«За открытие важных принципов лекарственной терапии» Элайон и Хитчингс были в 1988 г. удостоены Нобелевской премии по медицине. Когда она получила награду, на нее обрушился шквал благодарственных писем. Один человек вспоминал о регрессии у сына ретикулосаркомы в последней стадии, другой писал о дочери, спасенной от герпетического энцефалита. Зрение третьего удалось сохранить благодаря лекарству от опоясывающего лишая, созданному при участии Элайон. Пусть она не смогла предотвратить смерть своих близких, но, как сказал вице-президент по исследованиям в ее первой альма-матер: «За пятьдесят лет Труди Элайон в совокупности сделала для блага человека больше, чем мать Тереза»[53]53
  Там же.


[Закрыть].

Джейн Райт
1919–2013
врач

Джейн Кук Райт стала директором Фонда исследования раковых заболеваний Гарлемской больницы в 1952 г., в тридцать с небольшим лет. «Она не умела бездельничать», – говорит ее дочь[54]54
  Alison Jones, personal interview, September 14, 2014.


[Закрыть]. В будни и в праздники, дома и в отпуске, по дороге в лабораторию, в ресторане или плавая в озере Мичиган Райт была безупречна. Она взлетела по карьерной лестнице в Гарлемской больнице, а затем в Нью-Йоркском медицинском колледже, где достигла вершин. К 1967 г. в медицинских учреждениях общенационального уровня не было афроамериканки, занимавшей более престижную должность. За ударную работу на передовой борьбы с онкологией Райт заслужила прозвище «матери химиотерапии»[55]55
  Ronald Piana, “Jane Cooke Wright, MD, ASCO Cofounder, Dies at 93.” ASCO Post, March 15, 2013.


[Закрыть].

Когда Джейн Райт начала учиться в Колледже Смит в Нортгемптоне (штат Массачусетс), то мечтала стать «известной художницей»[56]56
  “Homecoming for Jane Wright.” Ebony, May 1968.


[Закрыть], но отец убедил ее переключиться с живописи на подготовительные медицинские курсы. Райт происходила из династии врачей. Ее деды, Си Кетчэм Райт и Уильям Флетчер Пенн, были докторами, причем Пенн стал первым афроамериканцем, закончившим Йельскую школу медицины. Отец, Луис Томкинс Райт, был очень уважаемым хирургом и исследователем рака. Он и посоветовал дочери специализироваться в области с более надежными шансами на трудоустройство. Джейн Райт восприняла это как вызов.

Джейн поступила на подготовительные медицинские курсы, будучи полна решимости не только хорошо учиться, но и продолжить заниматься всем, что ей нравилось. Она сочетала нагрузку медицинской школы с тренировками в команде по плаванию и редактированием выпускного альбома. В 1942 г. Райт окончила Колледж Смит и в 1945 г. поступила на медицинский факультет Нью-Йоркского медицинского колледжа. Она фонтанировала энергией. Ее руководитель в больнице Бельвю называл ее самым многообещающим интерном в своей практике. Возможно, Райт была талантливой художницей, но быстро проявила себя и блестящим врачом.

Пока она училась, высокая репутация ее отца в медицинском сообществе служила для нее неизменным примером. Достижения Луиса Райта одновременно стимулировали и угнетали. Вот что сказала Джейн в интервью по окончании медицинской школы: «Он настолько хорош, что я чувствовала, что должна быть еще лучше. Все знают, кто твой папа»[57]57
  Цит. по: Lisa Yount, Black Scientists. New York: Facts on File, 1991.


[Закрыть].

Видя потенциал дочери, Луис Томкинс Райт в 1949 г. пригласил ее работать с ним в Фонде исследования раковых заболеваний Гарлемской больницы, который недавно основал. Вместе они погрузились в область, которую Райт впоследствии назовет Золушкой онкологических исследований, – химиотерапию[58]58
  Jane C. Wright, “Cancer Chemotherapy: Past, Present, and Future – Part I.” JAMA, August 1984.


[Закрыть].

Когда Джейн и ее отец стали работать вместе, врачи и ученые начали делать самые первые шаги в поиске методов лечения, воздействующих на распространение раковых клеток. В 1945 г. директор онкологических исследований Колумбийского университета описывал масштаб задачи: «Это почти так же тяжело, как найти некое действующее вещество, которое растворило бы, скажем, левое ухо, не повредив правое, настолько мала разница между раковой клеткой и ее нормальной предшественницей»[59]59
  Там же.


[Закрыть].

Ученые получили первые результаты, используя вещество, родственное горчичному газу, – азотистый иприт. Выбор химического оружия в качестве лекарства от рака был неочевидным, но случайная трагедия – в 1943 г. затонул военный корабль, перевозивший иприт, – подсказала ученым, что нечто в этом химическом соединении способно помочь онкобольным. Когда корабль пошел ко дну, горчичный газ просочился из контейнеров. Многие солдаты отравились насмерть. Их вскрытие показало, что газ разрушил белые кровяные тельца – защиту организма от инфекции. Эти же клетки становятся раковыми у больных лейкозом. В 1946 г. первый онкобольной получил инъекцию азотистого иприта, и его состояние улучшилось.

В течение трех лет, до смерти отца Райт в 1952 г., они вместе тестировали лекарства, которые могли вызвать ремиссию при лейкозе. После кончины отца Райт возглавила исследовательскую группу, которую он создал. Ей было тридцать три года.

В течение своей карьеры Райт неуклонно повышала эффективность методов противораковой терапии. Одной из самых важных ее догадок стало то, что не существует одного «волшебного средства» для лечения всех онкобольных. Допустим, исследователи находят очень хороший комплекс лекарств от рака груди. Если применить это лечение при другом типе рака, например легких или прямой кишки, возможно, ничего не выйдет. Даже два случая одного и того же вида рака неодинаково реагируют на терапию. Если раковые клетки быстро распространяются, а терапия не помогает, пациенты теряют невосполнимое время, пока врачи топчутся в тупике.

Двадцать два года, начиная с 1953 г., Райт трудилась над специализированными решениями для разных типов раковых клеток. Когда появлялся раковый больной, Райт брала образец его опухоли и выращивала клетки в лаборатории. На образцах – не на пациентах – Райт испытывала способность лекарства подавлять болезнь. Эффективность лекарственного препарата в лаборатории означала, что оно заслуживает того, чтобы перенести исследование на живой организм. Этот подход не тратил время жизни пациентов на неэффективные лекарства и был более быстрым и персонализированным, чем при использовании мышей как заменителей испытуемого – человека.

Райт сказала и новое слово в способах доставки препаратов в пораженные области. Если опухоль возникала в труднодоступных местах, например почках, единственно возможным методом ее удаления зачастую оказывалась хирургическая операция. Райт разработала системы введения лекарства в целевую область через катетер.

Многие достижения Райт, волевой, но скромной женщины, оставались неизвестными даже ее дочерям, и лишь после смерти Джейн друзья и коллеги рассказали о них общественности. По мнению ее дочери Элисон, одно качество наглядно характеризует их мать: очень многие врачи мечтают победить рак, но «она была одним из немногих, кто потратил свою жизнь на дело, которым действительно хотел заниматься»[60]60
  Alison Jones, personal interview, September 14, 2014.


[Закрыть].

Биология и экология

Мария Сибилла Мериан
1647–1717
энтомолог

Мария Сибилла Мериан полюбила насекомых задолго до того, как ученые открыли их тайны, во времена, когда лишь немногие интересовались этими отвратительными созданиями. Знакомые возлагали вину за это необычное увлечение на ее мать, рассматривавшую коллекцию насекомых во время беременности. Что-то в их изящных отполированных тельцах, переливающихся крыльях и тонко прорисованных лапках пробудило интерес у ребенка, который рос у нее в утробе.

В детстве Мериан каталогизировала обожаемые создания (и их излюбленные убежища), учась рисовать насекомых. Ее отчим был художником и торговцем произведениями искусства, он научил девочку смешивать пигменты акварельных красок: растирать их в ступке в тонкий порошок, высыпать в воду и загущать раствор соком акации[61]61
  То есть гуммиарабиком. Это смола, которая застывает и становится твердой.


[Закрыть], благодаря которому пигмент сцеплялся с поверхностью листа. Чтобы понимать анатомию, Мериан копировала готовые работы, повторяя выразительный зигзаг лапки кузнечика и спиральный завиток раковины улитки.

В тринадцать лет Мериан начала приносить домой насекомых. Она ухаживала за маленькой колонией гусениц, которых кормила листьями тутовника (шелковицы), в крайнем случае – листьями салата. Она записывала и зарисовывала, как насекомые разных видов поедают пищу, заворачиваются в «шелковый домик» (немецкое обозначение кокона), а затем вылупляются, и в эйфории ждала, кто же появится из кокона. Моль? Облачко мушек? Вообще ничего? Мериан рисовала каждую стадию.

Натуралисты почти не уделяли внимания насекомым во времена, когда Мериан изучала их. Даже способы их размножения оставались загадкой. Видя, что из гнилого мяса или навоза вылетают мухи, многие верили, что они зародились там самопроизвольно. Существовали даже рецепты, объясняющие, как с помощью простых ингредиентов создать, например, пчелу и скорпиона. Желаете червя? Смешайте одну часть дохлых мух и одну часть медовой воды в медной тарелке. Нагрейте тарелку на тлеющих углях и… Вот и они, новоявленные черви.

Известный натуралист утверждал, что бабочки на самом деле живут в телах гусениц и что он будто бы может доказать это хитрым трюком с помощью кипящей воды, уксуса и вина. Когда иллюстраторы старшего поколения рисовали стадии метаморфоза шелковичного червя, то каждая форма изображалась отдельно, черви – с другими червями, а бабочки – среди бабочек. Полный жизненный цикл оставался тайной.

Мария наблюдала все стадии жизненного цикла насекомого как непрерывный процесс, когда мало кто из натуралистов проводил связь между гусеницей и бабочкой. Она изображала своих подопечных в среде обитания, зарисовывая, как они взбираются на листья, цепляясь крючковатыми лапками, летают над цветами, растопырив усики, или по спирали поднимаются по стеблю, тогда как большинство иллюстраторов работали по коллекционным образцам.

В 1679 г. Мериан опубликовала свою первую большую работу о насекомых – двухтомник энтомологических иллюстраций, посвященных метаморфозу. Дополнив каждое изображение заметками о пищевых предпочтениях и образе жизни насекомого, Мериан гарантировала себе место в истории наблюдений за природой.

Вместе с карьерой развивалась и ее личная жизнь. События следовали быстро: Мария рассталась с мужем и вместе с матерью и двумя дочерьми переехала из родной Германии в Голландию, где вступила в религиозную общину. Личная собственность единоверцами не приветствовалась, и какое-то время Мериан было не до творчества.

К 1691 г. община пришла в упадок. Стремясь сохранить здоровье своих европейских членов, община организовала экспедицию в Суринам, голландскую колонию в Южной Америке, в надежде создать там поселение. В пути пираты подчистую ограбили и раздели один из караванов, и сектантам пришлось явиться на место назначения в чем мать родила.

Когда община в Голландии распалась, Мериан с дочерьми перебрались в Амстердам. Надежды на появление новой религиозной общины за границей угасли, но Мериан успела проникнуться личным интересом к суринамскому начинанию. Годами она собирала насекомых на мостах и во двориках, в сельских полях и тщательно обихоженных садах. Уехавшие друзья упаковывали экзотические находки и с кораблями отправляли ей в Амстердам. Мериан всю жизнь изучала одни и те же виды насекомых и отчаянно мечтала поехать куда-нибудь, где можно встретить новые.

В 1699 г., в пятьдесят два года, Мария с младшей дочерью уложили рисовальные принадлежности и сели на корабль, идущий в Суринам. Деньги у них были благодаря комиссионным выплатам за много лет и продаже 255 картин. Было решено посвятить пять лет изучению и рисованию новых видов насекомых.

В Суринаме целый мир незнакомых видов увлек ее в пучину дел, временами рискованных. Оказалось, что нарядное опушение красно-белой гусеницы скрывает ядовитые шипы[62]62
  Вероятно, имеется в виду южноамериканская бабочка лономия, чьи гусеницы одни из самых ядовитых. Однако оба ядовитых вида этого рода (Lonomia obliqua и Lonomia achelous) описали уже после смерти Мериан.


[Закрыть], но для Мериан опасность делала процесс открытия еще более интересным. Она чем-то обернула гусеницу и принесла ее в дом. Мериан совершала все более дальние вылазки и когда наконец освоилась настолько, чтобы проникнуть в глубь тропического дождевого леса, то шла по тропам, только что прорубленным в зарослях рабами специально для энтомологических экспедиций.

Мериан приехала в Суринам ради насекомых, из-за них же она уехала домой – из-за малярии[63]63
  Имеется в виду связь комаров с малярией. Тем не менее сами комары малярию не вызывают, а только переносят.


[Закрыть] и жары пришлось вернуться в Европу за три года до запланированного срока. Несмотря на это, за два года, проведенных в Южной Америке, Мериан создала свой величайший труд. Книга «Метаморфоз насекомых Суринама» (The Metamorphosis of the Insects of Suriname) была издана в 1705 г., когда ей исполнилось пятьдесят восемь лет. В книге было шестьдесят оттисков с гравюр, иллюстрировавших полный жизненный цикл каждого существа – так же, как в ее ранней работе, – с примечаниями об образе жизни и среде обитания. Изображенные в движении, словно живые, насекомые, казалось, готовы были сойти со страницы.

Мериан стала одной из первых женщин-энтомологов и открыла новую эпоху в истории наблюдений и документирования стадий метаморфоза. Видя в жизненном цикле насекомого предмет, заслуживающий пристального изучения, она вдохновила новое поколение ученых, последовавших по ее стопам. Через тридцать лет после выхода в свет «Метаморфоза» французский биолог разработал первую систему классификации насекомых[64]64
  Скорее всего, автор имеет в виду Рене Реомюра, который в 1734 г. начал писать книгу «Мемуары по естественной истории насекомых» (Mémoires pour servir à l’histoire des insectes), однако систематику в виде, близком к современному, разработал не он, а ученик Линнея датчанин Иоганн Фабриций, и было это позже – в 1770–1780-е гг.


[Закрыть]. Мериан заложила основу для одного из главных событий в истории энтомологии.