27 березня, 2015
Проникая в тайны раковой клетки Памяти академика Р.Е. Кавецкого
Институт экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Е. Кавецкого НАН Украины отметил 45-летие со дня основания. Ученые подвели итоги научной деятельности в приоритетных направлениях, в которых они добились значительных успехов в решении как фундаментальных, так и прикладных проблем экспериментальной и клинической онкологии за прошедшие годы.
Однако впереди еще много нерешенных вопросов. Сто лет назад смертность от рака занимала десятое место в мире, ныне она на втором месте – печальный прогресс. По прогнозам ученых, лет через пятнадцать рак выйдет в абсолютные лидеры.
Юбилей известного научного учреждения – повод, чтобы рассказать о большом ученом, основателе и первом директоре института, без участия которого сегодняшние достижения украинской науки были бы немыслимы, – о Ростиславе Евгеньевиче Кавецком.
Ассистент кафедры А.А. Богомольца
1927 год. Профессор Александр Богомолец, заведующий кафедрой физиологии 2-го Московского медицинского института, готовился к научной конференции молодых ученых, когда в дверь кабинета кто-то постучал. На пороге появился среднего роста юноша с умными, пытливыми глазами – аспирант Ростислав Кавецкий. Его, как одного из талантливых выпускников медицинского факультета Самарского университета, рекомендовали в Москву, в аспирантуру. И вот он принес научному руководителю свою первую научную работу.
Знакомство с научными проблемами, изучением которых занималась кафедра, способствовало расширению кругозора аспиранта. Молодой исследователь научился рассматривать организм как единую саморегулирующуюся систему в ее связи с окружающей средой, понимать важность эксперимента. На кафедре он стал патофизиологом широкого профиля: изучал проблемы иммунитета, обмена веществ, онкологии, эндокринологии, реактивности организма. Несмотря на то что научные интересы профессора А.А. Богомольца и кафедры физиологии в том числе были весьма разнообразны, успешно изучалась основная научная идея – роль реактивности организма в возникновении, развитии и излечении болезни.
– Нарушения нормальной реактивности организма – основной фактор, который определяет возникновение болезни, ее течение и окончание, – говорил профессор аспирантам. – Инфекционная болезнь, раковая опухоль могут возникать лишь при нарушении нормальной реактивности организма. Следует научиться управлять защитными силами организма, которые всегда были лучшим помощником и больного, и врача.
В те годы на кафедре ученые исследовали проблему защитных сил организма, Александра Богомольца в этом плане заинтересовали функции соединительной ткани.
– Мягкий скелет организма? – рассуждал профессор на семинаре с аспирантами. – Нет, не только. От соединительной ткани зависит и снабжение клеток, и очищение их от шлаков. Она же регулирует и обмен веществ. Есть основания полагать, что клетки соединительной ткани причастны к процессу заживления ран и язв, сращению переломов. Как растения питаются из почвы с помощью корней, так и специфические клетки человека и животных получают все необходимое из крови посредством соединительной ткани. Какой вывод можно сделать из этого? – ставил вопрос ученый.
– Нужно научиться управлять ею, – отвечал Ростислав Кавецкий, – искусственно стимулируя, повышать сопротивляемость организма.
Как это сделать? Профессор наметил программу научных исследований, в реализации которой принимал участие и Ростислав Кавецкий.
И вот первая в жизни аспиранта научная конференция молодых ученых. Для их руководителя, заведующего кафедрой, она должна стать проверкой «на прочность» научной смены, для молодежи – поводом заявить о себе, вынести на суд старших коллег научный дебют.
Кавецкий докладывал на конференции результаты своей работы «Гормоны» и «шалоны» антиретикулоэндотелиальной цитотоксической сыворотки и ее влияние на рост и жизнедеятельность тканевых культур». Доклад прошел успешно, коллеги поздравляли товарища с успехом. И никто не удивился, когда по окончании аспирантуры Ростиславу Кавецкому предложили остаться на кафедре.
Но тут в жизни молодого ученого произошел крутой поворот. Его научный руководитель, которого к тому времени избрали действительным членом Всеукраинской академии наук, поделился новостью: его приглашают в Украину, родину его родителей, в качестве президента Академии наук. И учитель пригласил своего ученика в Киев.
Становление молодого ученого
Став президентом Академии наук Украины, организатором науки, Александр Богомолец не оставил научную деятельность. Начатые в Москве фундаментальные исследования он продолжил и в руководимом им Институте экспериментальной биологии и патологии. Ученый и его ученики последовательно шли к разгадке тайн соединительной ткани в организме человека, к созданию антиретикулярной цитотоксической сыворотки (АЦС). На основании полученных данных росла убежденность, что малыми дозами сыворотки можно усилить деятельность надпочечников. А может, не только их?
Кандидат медицинских наук, руководитель одного из отделов института Ростислав Кавецкий принимал активное участие в исследованиях.
Уже тогда, в 30-х годах прошлого столетия, злокачественные новообразования были огромной проблемой. При поддержке учителя молодой ученый твердо решил понять сущность опухолевого роста, установить причины его возникновения, механизмы развития, чтобы разработать методы лечения этих опасных заболеваний. И стал по крупицам собирать существующие и добывать собственные данные.
Из воспоминаний ученика Ростислава Кавецкого – известного украинского патофизиолога-онколога академика
Вадима Пинчука
«Ростислав Евгеньевич многие годы посвятил развитию идей академика Богомольца, подтверждая их новыми фактами, творчески переосмысливая с помощью новых современных методов, экспериментально изучая процессы, которые являются причиной либо способствуют превращению нормальной клетки в опухолевую. Первые научные работы молодого ученого, выполненные в 1927-1935 годах, были посвящены экспериментальному изучению обмена веществ в самой опухоли и в окружающих ее тканях. Доказав, что в злокачественных опухолях происходят определенные изменения в обмене веществ, изучив особенности гликолитических процессов, тканевого дыхания, кислотно-щелочного равновесия, он начинает исследовать механизмы развития раковой кахексии, уделяя особое внимание роли организма, его защитных реакций в развитии злокачественных опухолей. В этот период происходит становление Кавецкого как онколога-экспериментатора. В монографии «Роль активной мезенхимы в диспозиции организма к злокачественным новообразованиям», по которой автор защищал степень доктора медицинских наук, Кавецкий творчески развивал и многочисленными материалами подтверждал концепцию академика А.А. Богомольца о том, что возникновение злокачественных опухолей происходит на фоне угнетения защитных реакций системы соединительной ткани. Результаты его научных исследований послужили отправным пунктом для дальнейшего изучения механизмов реакций системы соединительной ткани, которые предшествуют или способствуют возникновению злокачественных новообразований либо возникают в ответ на появившуюся опухоль, а также для поиска средств и методов воздействия на эту систему с помощью специфических и неспецифических факторов. По крупицам ученый собирал данные на различных уровнях: организменном, системном, клеточном, молекулярном и субмолекулярном, проводил исследования, анализировал полученные результаты, выдвигал новые гипотезы».
АЦС возвращает бойцов в строй
В институте активизировалась работа по созданию АЦС. В ходе научного поиска были неудачи, однако никто из команды Богомольца и не рассчитывал на быстрый успех – работали в малоизученном направлении. Тем более обрадовала первая реальная удача – с помощью вновь созданной АЦС в киевской клинике профессора Анатолия Зюкова удалось спасти тяжело больного мальчика. Вернувшись из клиники, Александр Богомолец созвал сотрудников, участвовавших в создании препарата, – Ростислава Кавецкого, Нину Медведеву, Олега Богомольца и других молодых исследователей.
– Дорогие мои коллеги, мы вступаем в завершающий этап нашей совместной работы... – так начал он свое обращение к ним.
Завершающий этап... Кто из собравшихся тогда мог подумать, что их мирный труд вскоре нарушит война.
Академик Богомолец вместе с сотрудниками старшего поколения эвакуировал институт вглубь страны, в тихую Уфу, столицу Башкирии. Многие, в том числе Ростислав Кавецкий, с первых дней войны добровольно ушли на фронт. Кавецкого назначили инспектором эвакопункта Юго-Западного фронта, затем перевели на Сталинградский фронт.
Он налаживал работу госпиталей, разрабатывал методики, позволяющие эффективно лечить раненых бойцов. И вдруг – письмо из Уфы, из родного института. Ему писали, что там готовят АЦС для лечения раненых и приглашают его принять участие в клинической проверке эффективности препарата.
Ученые-медики подчинили свою работу интересам фронта. Перед ними было поставлено несколько задач: внедрить в госпитальную практику АЦС – для повышения защитных сил организма раненых, совершенствовать методику переливания крови в условиях передовой и госпиталей, найти эффективные средства борьбы с травматическим шоком и раневым сепсисом. Решение этих проблем давало возможность в 3-4 раза сократить смертность бойцов, возвратить их в строй.
Находясь далеко от Уфы, военврач Кавецкий услышал сообщение по радио: «Самоотверженно трудятся киевские ученые. Институты Академии наук Украины внесли ряд ценных предложений, направленных на укрепление военной мощи нашей страны. Научные работники Института клинической физиологии, возглавляемого академиком А.А. Богомольцем, активно помогают госпиталям».
Военврач Кавецкий многое сделал для клинической проверки эффективности и внедрения АЦС в практику работы курируемых им госпиталей. Очень жалел, что не смог принять участие в работе научной конференции, созванной в Уфе для обобщения первого опыта применения богомольцевской сыворотки в госпитальной практике. Однако из прессы узнал: специалисты проанализировали полторы тысячи случаев лечения раненых, ни одного сообщения об отрицательном действии препарата не было.
После войны Ростислав Евгеньевич вернулся в родной Киев. Его избрали членом-корреспондентом, позднее академиком Академии наук Украины, он стал членом президиума и председателем бюро биологических наук академии. И продолжал проводить исследования в Институте клинической физиологии АН Украины. Сейчас под его началом целый коллектив.
Как и прежде, его интересует опухолевый процесс. Понимая, что успеха можно добиться лишь объединив усилия специалистов различного профиля, он не только руководит работой своих сотрудников, но и консультирует по вопросам экспериментальной онкологии в других научных учреждениях, в том числе и студентов – будущую молодую смену.
В те годы миллионы людей во всем мире погибали от рака. Да, по сравнению с довоенным периодом онкологическая наука заметно продвинулась вперед, однако сколько еще оставалось неизведанного, какие огромные жертвы приходилось приносить кровожадному Молоху!
Вглубь опухолевого процесса
Украине необходимо профильное научное учреждение – доказывал академик Кавецкий правительству тогдашней республики. В 1960 году под эгидой Минздрава республики был создан научно-исследовательский институт. Директором института назначили Ростислава Евгеньевича. Позднее институт сменил название, повысился его статус – он переходит в ведение Академии наук Украины.
Онкология по-прежнему занимает видное место в исследованиях Кавецкого. И он принимает решение использовать АЦС для нейтрализации опухолевого процесса. АЦС, стимулируя функции соединительной ткани, подавляла рост первичных опухолей, предупреждая развитие метастазов. Пока в опытах на животных.
Исследования продолжались. После всесторонней проверки АЦС Ростислав Кавецкий впервые в Украине и бывшем Союзе применил препарат в онкологической практике – для лечения злокачественных новообразований. Но вопросы оставались. Нельзя ли путем воздействия на отдельные, известные звенья канцерогенеза вмешаться в процесс трансформации нормальной клетки в опухолевую? Либо подействовать на первичный опухолевый зачаток и предотвратить дальнейшее прогрессирование опухоли?
Ученый считал, что по мере выяснения механизмов канцерогенеза опухолевого процесса вместо «терапии уничтожения» опухоли можно будет применить средства, направленные на усиление «иммунного надзора» организма.
Из воспоминаний академика Вадима Пинчука
«Исследование гуморальных и клеточных реакций противоопухолевого иммунитета позволило выявить характерные признаки иммунного ответа организма при индукции опухолей химическими канцерогенами и онкогенными вирусами. Было установлено, что клеточные противоопухолевые реакции почти всегда имеют выраженный цитотоксический характер, а гуморальные бывают как цитотоксические, так и блокирующие антибластическую реакцию клеточных и гуморальных факторов. Неполноценность реакции организма на возникшую опухоль Р.Е. Кавецкий связывал с иммунодепрессивным действием канцерогенных факторов различной природы (химической, лучевой, вирусной), а также с влиянием на клетки иммунной системы, прежде всего на лимфоциты, продуктов, выделяемых опухолевыми клетками, в том числе полиаминов. К тому времени достигнуты большие успехи в разработке проблемы взаимоотношений опухоли и организма, многие стороны которой получили новое освещение, были углублены и расширены, но ни одно из выдвинутых ранее Ростиславом Евгеньевичем положений не утратило своего значения. Почти все гипотезы и предложения, высказанные ученым, получили подтверждение и дальнейшее развитие».
Академик Кавецкий первым в стране провел экспериментальные исследования по изучению биофизических аспектов опухолевого роста, начал опыты по применению лазера в онкологии. И надо было обладать даром предвидения, чтобы решиться на проведение подобных опытов.
Сотрудники института одними из первых в стране стали развивать исследования по разработке методов лекарственного лечения опухолей. Под руководством Ростислава Евгеньевича ученые отдела экспериментальной терапии опухолей разработали и рекомендовали для клинического использования оригинальные препараты, которые были с успехом применены для лечения больных с системными заболеваниями крови и кроветворных органов. В это же время были внедрены в практику методики определения индивидуальной чувствительности опухолей человека к алкирующим препаратам, апробирован в клинике метод регионарной перфузии опухолей.
Результативными оказались исследования по сорбционной очистке крови. Их необходимость была обусловлена тем, что в организме больных накапливается большое количество токсических веществ. Созданные образцы принципиально новых гемосорбентов могли удалять из крови ядовитые продукты различной молекулярной массы.
Хроника одного рабочего дня
Сотни сотрудников работали под руководством Р. Кавецкого. Он не опекает молодых ученых, каждому предоставляет самостоятельность и свободу действий. Имеет обыкновение зайти в лабораторию в самое нужное время, интуитивно ощутив, что нужна его помощь, поддержка. «Я бы на вашем месте сделал так...», – предлагает Кавецкий, и молодой исследователь потом удивляется, в самом деле, все просто и ясно, как я сам этого не понял?
Случаи бывали разные. Зашел в кабинет директора ассистент. Потухший взгляд, плечи опущены. Протянул протокол опытов.
– Ничего у меня не получается. Не хочу подводить коллег и вас, Ростислав Евгеньевич.
Но директор знал этого ассистента как серьезного, трудолюбивого и целеустремленного юношу. Таким особенно следует помогать.
– Давайте вместе посмотрим исходные данные опыта и выясним причину неудачи. Не отчаивайтесь. Мой учитель, Александр Александрович Богомолец, цитировал нам, молодым ассистентам, высказывание первого президента Украинской академии наук Владимира Ивановича Вернадского: «Корни любого открытия лежат в глубине; как волны, плещущиеся о берег, много раз плещется и человеческая мысль возле открытия, пока не придет девятый вал». А он прожил долгую и плодотворную жизнь, был не только ученым, но и философом, историком науки. А вы отчаиваетесь. В науке ничто легко не дается. – И склонился над протоколом опытов. – А что если нам изменить дозу исходного материала? Попытка не пытка?
...В конце рабочего дня в кабинет директора института вошел секретарь парторганизации.
– Ростислав Евгеньевич, большая неприятность. Политического характера.
– Только этого нам и не хватало.
Секретарь изложил суть дела. Всемирно известный научный центр обратил внимание на исследования молодого, способного сотрудника института и пригласил работать в научную лабораторию США. Это был весьма редкий шанс для любого советского ученого. Подобные приглашения фильтровали в Москве, посылали за рубеж только своих, игнорировали ученых союзных республик. Нашему киевлянину повезло – он отправился в длительную научную командировку за океан и вернулся обогащенный знаниями и опытом. Он рассказывал коллегам о своих впечатлениях, даже «боднул» капиталистов, дабы его не заподозрили в низкопоклонстве перед загнивающим Западом. Однако допустил оплошность. Американские коллеги ему на прощание вручили фильм в качестве премии за добросовестную работу в тамошней лаборатории. Самого невинного содержания – о красочном празднике цветов в штате Южная Калифорния, любители экзотики соревновались в умении выводить новые сорта растений. А наш молодой ученый взял да и продемонстрировал доморощенным любителям цветов работы настоящих цветоводов-селекционеров. В разгар «холодной войны»! Кто-то просигнализировал куда следует, мол, в советском трудовом коллективе пропагандирует американский образ жизни.
– Меня вызывали в обком, – докладывал секретарь парторганизации. – Получил взбучку, но, думаю, для нашего «американца» это может плохо кончиться...
– Демонстрация цветов – где здесь крамола? – возмутился директор института. – Нет, мы с тобой, Петр Петрович, обязаны спасти честь и будущее нашего сотрудника. Сейчас позвоню секретарю обкома, попрошусь на прием...
Ростислав Евгеньевич поручился за сотрудника, за его лояльность перед советской властью. Высокий авторитет известного ученого – академика, заслуженного деятеля науки и техники, лауреата Государственной премии – спас молодого человека от больших неприятностей.
Рубиновая молния
Мне, тогда корреспонденту информационного агентства Украины, выпала честь общаться с академиком Кавецким.
– Ростислав Евгеньевич, я слышал, у вас создана первая в Союзе лаборатория лазерной биологии и терапии опухолей. По Вашей инициативе?
– Ну нет, мне доставляет куда большую радость, когда что-то новое и прогрессивное предлагают мои сотрудники, особенно молодые.
И он рассказал, как было дело.
Тогда, в 1970 году, лазеры только начали применять в технике. Молодой ученый, кандидат биологических наук Николай Гамалия руководил лабораторией тканевых культур, не имеющей никакого отношения к достижениям квантовой техники. Его будоражила идея – нельзя ли в качестве скальпеля использовать лазерный луч? Обратился к коллеге, заведующему лабораторией биофизики рака Евгению Сидорику. Прикинули: можно попытаться, и пошли к директору института.
– Стоящая мысль, – поддержал директор, подумав. – Только нужна специальная техника, которой не существует в стране. Выход, мне кажется, есть: скооперироваться с инженерами-конструкторами.
Так и сделали. Со временем в институте появились две микролучевые установки. Но направление было новое, не проверенное. Одно дело, когда квантовые генераторы, лазеры применялись для сварки и резания металлов, а здесь – тонкая, живая материя.
Ростислав Евгеньевич помог организовать исследования по биологическому действию лазерного излучения в нескольких лабораториях института. Предстояло выяснить, как воздействует луч на нормальные органы и ткани, как – на опухоли.
Провели серию опытов и после всесторонней проверки идею молодых ученых начали внедрять в клиническую практику.
Меня пригласили в необычную операционную: ни бестеневых ламп, ни скальпелей, сияющих никелем хирургических инструментов. Больного, 14-летнего подростка, уложили на операционный стол, над пациентом навис тубус лазерной установки. Руководил операцией не врач, а инженер. По его команде что-то подобно рубиновой молнии мелькнуло на экране. Медики вошли в операционную. «Когда же меня будут оперировать?» – спросил больной. «Тебя уже прооперировали», – ответили ему. Опухоль на коже была удалена в считанные доли секунды.
Киевские онкологи первыми в бывшем Союзе начали оперировать больных с доброкачественными и злокачественными опухолями кожи, пациенток с предопухолевыми гинекологическими заболеваниями в лазерной операционной. А затем пошли и дальше.
Тридцать пять лет спустя
Через 35 лет я снова в институте, который носит имя выдающегося ученого. В отделах и лабораториях трудятся ученые нового поколения. Из ветеранов встретил заведующую научной библиотекой Полину Шкатулу. Как было не вспомнить прошлое?
Из воспоминаний Полины Шкатулы:
– Я хорошо помню то время, особенно Ростислава Евгеньевича, в высшей степени интеллигентного человека, доброго, отзывчивого, он по-отечески относился к молодым ученым. Ростислав Евгеньевич директорствовал в течение восемнадцати лет. Взрослела молодежь, среднее поколение становилось старше, у кого-то рождались дети, кому-то нужна была помощь стареющим родителям – у каждого свои проблемы. Директор принимал всех – от маститых ученых до уборщиц. Он стремился каждому помочь, но даже если это ему не удавалось, он умел объяснить человеку так, что тот уходил из директорского кабинета успокоенный и умиротворенный... Он был прекрасным организатором науки. Придя в институт, ему пришлось начинать все с нуля. Но прошло какое-то время, и мы имели все необходимое для плодотворной работы. Сегодня коллектив института свято чтит и хранит традиции Учителя.
Тогда же я встретил старого знакомого, одного из первых разработчиков лазерной терапии в онкологии, теперь доктора биологических наук, лауреата Государственной премии Украины, профессора Николая Гамалию. Мы вспоминали события 35-летней давности. Ныне Гамалия возглавляет отдел фотодинамической терапии опухолей – это большой шаг вперед по сравнению с лазерной терапией.
Новое поколение, новые задачи
Хозяин директорского кабинета сегодня – 49-летний член-корреспондент НАН Украины Василий Федорович Чехун. Сотрудники возглавляемого им института продолжают дело, начатое основателем института – Ростиславом Евгеньевичем Кавецким, развивают исследования молекулярных механизмов злокачественной трансформации клеток.
Успешное развитие молекулярной онкологии способствовало эволюции взглядов на природу аномалий при возникновении раковых клеток, изменилась и стратегия воздействия на трансформированную клетку. Так, если в 70-е годы считалось, что противоопухолевое воздействие цитостатиков начинается с поражения ими ДНК или блокирования в клетке важнейших путей метаболизма, то ныне известно, что значительная роль принадлежит воздействию на поверхность опухолевой клетки. Теперь, когда известны молекулярные механизмы контроля клеточного цикла и смерти клеток, структурно-функциональные различия между нормальными и опухолевыми клетками, появилась надежда на победу над злокачественными опухолями.
Однако несмотря на оптимистические прогнозы, о чем заявляли несколько десятков лет назад представители некоторых стран, проблемы становятся еще острее. Сегодня в мире от злокачественных новообразований ежегодно умирают свыше шести миллионов человек. И это обязывает ученых повышать уровень и интенсивность исследований в этой области науки и медицины.
Экспериментальная онкология интегрирует результаты исследований молекулярной биологии, генетики, иммунологии, биофизики, биохимии, генной инженерии и прочих фундаментальных наук. Выработка новой стратегии лечения онкологических больных ныне актуальна, как никогда, считает директор института. К этому побуждает, с одной стороны, горькая статистика смертности от злокачественных новообразований, а с другой – колоссальный банк накопленных знаний об особенностях возникновения опухолевого процесса, возможностях его лечения.
Живой памятник
Живой памятник выдающемуся украинскому ученому, патофизиологу и онкологу Ростиславу Евгеньевичу Кавецкому – основанный им и успешно работающий академический институт .
Здесь многое напоминает о создателе известной за пределами Украины научной школы онкологов-экспериментаторов, которая дала импульс для создания в институте научных школ В.Г. Пинчука, З.А. Бутенко, Д.Г. Затулы, К.П. Ганиной, Ю.А. Уманского.
Под руководством Р.Е. Кавецкого подготовлено и защищено более ста кандидатских и докторских диссертаций. За сухой цифрой ярко вырисовывается образ не только талантливого ученого, но и прекрасного, терпеливого педагога. Многих ученых, которые составляют цвет украинской науки, он вел, начиная с аспирантуры, активно помогая в дальнейшем становлении.
Многие его ученики стали докторами наук, профессорами, возглавляют отделы и лаборатории родного института, заведуют лабораториями и кафедрами в других научных и учебных заведениях Украины.
Сотрудники свято чтят память об основателе института. В день его рождения, 1 декабря, ежегодно проводятся чтения, посвященные памяти Учителя. В НАН Украины учреждена премия имени Р.Е. Кавецкого за лучшие научные работы в области экспериментальной и клинической онкологии.