Яйцеклетка и гранулеза имеют крошечные извивающиеся щупальца, называемые отростками или микроворсинками, которые проникают через перегородку, чтобы касаться друг друга и взаимодействовать. «Как будто рука хватает арбуз», – говорит Альбертини, который одним из первых ученых идентифицировал эти процессы в 1970-х. Обе клетки посылают сигналы через это соединение – почти так же, как синапс передает электрический заряд через соединение между нейронами. Эти щупальца соединяют гранулезы с яйцеклетками и друг с другом, создавая «чрезвычайно волосатый клубок» коммуникаций, напоминающий мозг, как выразился Альбертини. Эти соединения – самые массивные в любой ткани, что отражает сложность коммуникативных процессов.
Кроме того, гранулезные клетки выполняют вторую важную функцию: выкачивают гормоны в мозг и тело. Когда фолликул созревает до определенного размера, его гранулезные клетки размножаются и набухают, начиная вырабатывать эстроген, прогестерон и тестостерон – химические мессенджеры, проникающие почти во все ткани организма. Сначала гипоталамус дает сигнал гипофизу, тот приказывает яичникам начать вырабатывать эстроген и прогестерон, которые запускают цикл. Яичники, в свою очередь, сообщают мозгу, что нужно притормозить или продолжить цикл. Таким образом, половые железы – узлы более крупной петли обратной связи между мозгом и телом.
Десятилетиями ученые определяли менопаузу как событие, которое происходит, когда у женщины заканчиваются яйцеклетки. Но все не так просто. У нее заканчиваются не только яйцеклетки, но и гормональные гранулезные клетки, которые их окружают. Когда выдыхается последняя гранулезная клетка, обратная связь между мозгом и яичниками резко прекращается. Как будто перерезают невидимую нить, соединяющую ее гонады с остальным организмом.
Мало кто задумывался о попытке предотвратить этот процесс, поскольку считалось, что у женщины нет возможности производить больше яйцеклеток. Но Вудс поняла, что если бы можно было сохранить в яичниках гранулезные клетки, то появилась бы возможность поддерживать эту важнейшую петлю обратной связи еще десять-двадцать лет, потенциально защищая женщину от части нарастающих рисков для здоровья. Менопауза, в том числе ранняя, вызванная лечением рака или факторами окружающей среды вроде курения, не была бы неизбежной. Если бы мы точно понимали, что происходит в этом сложном гормональном вальсе, можно было бы его нарушить. «Речь не о перемене состояния женщины, – говорит она. – Речь о повышении качества ее жизни».
Два года спустя ей позвонил Джон Тилли.
Ближе к концу учебы в аспирантуре Вудс искала работу. Ее научный руководитель Алан Джонсон порекомендовал ее в лабораторию Тилли. Тот как раз искал нового репродуктолога, чтобы увеличить персонал своего центра женского здоровья, но в тот момент его лаборатория по-прежнему вызывала много споров. Поэтому, хотя Джонсон замолвил за нее словечко, он не советовал ей браться за эту работу. Она только начинала свой путь в науке, а атмосфера в лаборатории Тилли была токсичной.
Вудс колебалась. В отличие от Тилли, она предпочитала не привлекать к себе лишнего внимания. Но ей было настолько интересно, что она решила полететь в Бостон на собеседование. Как только она туда попала, сомнения отпали. Ее привлекала перспектива работать в больнице и вносить свой вклад в клиническую медицину. Это был способ перейти с кур на людей. К тому же, сказала она себе, она же не будет заниматься стволовыми клетками – причиной всех разногласий. Она станет самостоятельным младшим преподавателем, будет изучать гранулезные клетки – сому, партнеров по танцам. «Довольно наивно, да?» – говорит она сейчас.
Оба сходятся во мнении, что их встреча стала судьбоносной. Тилли выражается резче: «Это рок и судьба». К тому моменту Тилли был полностью поглощен обновлением яйцеклеток. Он видел в яйцеклетке ядро фолликула и ключ к поиску способов продлить функционирование яичников. До приезда Вудс, по его словам, он «был сосредоточен исключительно на зародышевых клетках и абсолютно не имел желания думать о гранулезных».
Вудс же, разумеется, интересовали только они. Но оба сразу поняли важность объекта интереса другого. В одном из их первых разговоров Вудс подчеркнула: если из стволовых клеток вырастают новые яйцеклетки, они должны вырабатывать и новые гранулезные клетки. Они до сих пор не нашли ответа на вопрос, что исчезнет раньше: яйцеклетка или ее партнеры.
Вудс дала согласие на работу, и они с Тилли остановились на том, что их цель – создание «искусственного яичника»: набора гранулезных клеток, которые будут доставлять гормоны и другие важные вещества в организм женщины после менопаузы[393]. Они предполагали, что сначала эти яичники будут использоваться для выживших после рака яичников, у кого органы были разрушены химиотерапией или радиацией; для тех, кто страдает от хронического употребления алкоголя или курения; и для женщин с синдромом Тернера – генетическим заболеванием, при котором развитие яичников останавливается. Но были и более отдаленные перспективы: когда-нибудь использовать искусственный яичник как инкубатор для вызревания яйцеклеток, измененных с помощью технологии редактирования CRISPR для предотвращения генетических заболеваний, прежде чем снова подсадить их женщине с помощью ЭКО.
«Это возможно, и технически такая перспектива уже маячит на горизонте», – говорит доктор Вудс.
Искусственный яичник не обязательно должен был выглядеть как натуральный. Вудс представляла его плоским и круглым, как серебряная монета. К тому же его не нужно было бы прикреплять к существующему яичнику. Эндокринные железы способны укореняться, наращивать кровеносные сосуды и вырабатывать гормоны в любой части организма. Искусственный яичник можно подсадить прямо под кожу на руке или ноге[394].
Но Вудс не собиралась прикасаться к стволовым клеткам. Ей нужны были только гранулезные клетки. Однако они, какими бы важными ни были, не могли выжить без своего организующего ядра. Функциональной единицей яичника является фолликул – яйцеклетка и ее гало-клетки, так же как нефрон – функциональная единица почки. У них общая судьба: без яйцеклетки гранулезные клетки отмирают. Чтобы изучать их вместе, она начала разделять чистые стволовые клетки на зародышевые и гранулезные в чашке Петри, но вскоре зародышевых стало гораздо больше. «Эти доставучие зародышевые клетки портили мне культуру… Они все испоганили», – говорит она.
Она была разочарована, искала способ изолировать яйцеклетки и избавить от них свои образцы. В 2009 году группа китайских ученых сообщила, что они тоже успешно очистили стволовые клетки яичников у мышей, и дебаты возобновились[395]. Вудс начала пытаться подражать их методу удаления яйцеклеток из культуры. За несколько месяцев ей это удалось.
Когда Тилли понял, что она сделала, он спросил, может ли она сделать то же с тканью яичника. Она даже не сомневалась, что сможет. Но через девять месяцев неудач они оба были готовы сдаться. Наконец она попробовала несколько иной метод, называемый проточной цитометрией, и ей удалось выделить несколько долгожданных стволовых клеток из ткани яичника мыши. В итоге они проделали то же с людьми, коровами, обезьянами, саламандрами и даже жирафами. Теперь у Тилли появился неопровержимый аргумент, а у них обоих – способ наладить новую функцию яичников.
Тилли и Вудс сразу поняли, что обновившийся яичник – начало другой возможности. Оба смотрели на яичники одинаково: не просто как на фабрику яйцеклеток, а как на ключ к продлению здоровья. «На кону более грандиозная цель», – говорит Тилли. Благодаря распространению ЭКО и других репродуктивных технологий у нас есть много вариантов для разных типов бесплодия. Но отсрочить менопаузу? «Думаю, общие выгоды для половины населения очевидны», – говорит Вудс. Если можно увеличить продолжительность жизни яичников, то можно и продлить здоровую жизнь женщины.
До середины XVII века у яичников не имелось своего названия. Они были известны как «женские яички» – название отражало ошибочное мнение, будто они производят женскую сперму. Голландский анатом Ренье де Грааф, в честь которого назван граафов фолликул, предусмотрительно оспорил это предположение. Он утверждал, что женщины – не просто украшения или «тела без функций», они необходимы для размножения. У их тел есть цель. «У природы были свои соображения, когда она создавала женщину, как и тогда, когда она создавала мужчину»[396], – писал он.
Вскрыв яичники недавно осемененных крольчих, де Грааф обнаружил то, что, по его мнению, было яйцеклеткой: узловатые выступы, усеивающие яичник[397]. И он решил называть их яичниками. «Общая функция женских “яичек” состоит в том, чтобы производить яйцеклетки, взращивать их и доводить до зрелости, – писал он. – Получается, у женщин они выполняют ту же задачу, что и у птиц. Следовательно, их следует называть женскими яичниками, тем более что они не имеют сходства с мужскими яичками ни по форме, ни по содержанию».
Веками наука соглашалась с его оценкой: основным назначением яичника было производство яйцеклеток. В конце концов, «яичник» означает «хранилище яиц». Но этим его функции не ограничивались. Первые намеки на то, что они выполняют еще какие-то задачи, появились неожиданно: когда хирурги удалили их.
У 23-летней Джулии Омберг из Рима, штат Джорджия, редко случались нормальные менструации[398]. Месячные сопровождались жуткими конвульсиями, воспалением и ректальным кровотечением, из-за чего она не вставала с постели и находилась почти в коматозном состоянии. Много лет она заглушала боль мощными анестетиками, а иногда вообще не хотела жить. Ее врач, доктор Роберт Батти, хирург в армии Конфедерации во время Гражданской войны, думал, что знает причину ее страданий. «Если бы только я смог избавить ее от источника ее мучений, связанных с менструацией, а именно яичников, у нее появилась бы надежда»[399], – написал он. Батти перепробовал все, чтобы остановить ее «порочную и ненормальную овуляцию», включая инъекцию в матку нитрата серебра (используемого в то время для лечения венерических заболеваний), но безрезультатно.
ebooksa