Пора было принимать решение, и это произошло в один прекрасный летний день, когда воздух казался раскаленным от зноя. Я прибыл на собеседование в Университет Южной Калифорнии, и спустя два часа его сотрудник, беседовавший со мной в обшарпанном мрачном офисе медицинского факультета, пришел к выводу, что принимая во внимание мой интерес к исследовательской работе, программа клинических испытаний мне вряд ли подойдет. Поскольку я просто терпеть не мог находиться в замкнутом пространстве, мне показалось это убедительным. Помимо всего прочего, мне показалось, что мой интервьюер не случайно оказался проктологом. Тем же вечером, плавая в море у берегов Ла-Хойя и смывая пот и грязь этого отвратительного дня, я принял решение продолжить исследования у Каплана, к которому испытывал большую симпатию.
На следующее утро я сообщил ему о своем решении. Он обрадовался и позвонил Палмеру Тейлору, чья лабораторная комната была напротив нашей. Палмер ответил, что с удовольствием примет меня осенью. Единственное, что мне оставалось сделать, это получить подтверждение об окончании Калифорнийского университета. Я уже сдал все зачеты, да еще мне зачли самостоятельные исследования, проведенные в лаборатории Каплана. Однако было еще одно обстоятельство, из-за которого меня мучили кошмары.
В Колледже Джона Мьюира Калифорнийского университета в Сан-Диего необходимым условием для выпускников было владение иностранным языком. Я знал немножко испанский и французский, но этого было явно недостаточно для сдачи устного экзамена. Я предложил альтернативный вариант, который мог бы оказаться полезным колледжу: перевести статью о культивируемых клетках сердца, недавно опубликованную во французском научном журнале. Декан согласился и дал неделю на перевод статьи. Работа оказалась гораздо сложнее, чем я ожидал, – меня удивило большое количество сленга и профессионального жаргона. Тем не менее экзаменатору понравился мой перевод и его зачли как сданный экзамен. В июне 1972 года я получил диплом с отличием по биохимии – через три с небольшим года после того, как я с большой опаской приступил к учебе в колледже Сан-Матео.
Университетская жизнь в начале 1970-х годов была совершенно не похожа на сегодняшнюю. В употреблении наркотиков не было ничего предосудительного, и это считалось относительно безопасным. Сегодня в это трудно поверить, но впервые попробовать кокаин мне предложил студент фармакологического факультета, пообещав, что я буду поражен эффектом. А в соседней лаборатории один студент-химик весьма творчески подошел к решению проблемы оплаты обучения на медицинском факультете – по вечерам он синтезировал ЛСД.
В те дни, в эпоху до эпидемии СПИДа, и отношение к сексу было достаточно непринужденным. В кабинетах профессоров приемной комиссии медицинского факультета постоянно толпились хорошенькие студентки. Подрабатывавшая лаборанткой в нашей лаборатории девушка ходила без лифчика, как и многие женщины в те годы. К тому же она обожала прозрачные блузки – неудивительно, что множество сотрудников мужского пола постоянно находили всевозможные причины для визита в нашу лабораторию.
Моя исследовательская карьера началась в сентябре 1972 года, сразу после окончания университета. Мне было очень приятно, что результаты моих экспериментов во шли в учебную программу изучения воздействия адреналина на поверхностные клетки. Тем временем я продолжал работать в лаборатории по несколько часов в день, чтобы детальнее разобраться в действии этого гормона на работу сердца. Джон Росс и еще один кардиолог, Джим Ковелл, предложили мне исследовать сосочковые мышцы кошек – цилиндрические мышцы около миллиметра в поперечнике и полсантиметра длиной, которые при сердцебиении обеспечивают закрытие сердечных клапанов в нужный момент.
Многие ученые считают эти мышцы удобным объектом для изучения механических свойств сердечной мышцы. Трудность задачи состоит в необходимости быстро удалить сердце и извлечь мышцу, прежде чем наступит ухудшение работы органа, а это происходит почти мгновенно. Как и большинству других ученых, мне не нравится использовать животных в научных целях, хотя я знаю, что вводя большую дозу нембутала, я обеспечиваю им более гуманную смерть, чем в приютах для животных, откуда мы их и получаем.
Привязав с одной стороны к мышце кусочек кетгута, мы закрепляли ее в ванне с раствором соли, через который пропускался кислород. Свободный конец мышцы был зажат в крошечном тензиометре – для точного измерения силы сердечных сокращений при стимуляции адреналином. Результат был еще более поразительным, чем в эксперименте с клетками сердца: для получения четко выраженного эффекта нужна была лишь одна теплая стеклянная бусина.
Это устройство позволило провести очень точные измерения действия различных лекарств и гормонов на сердечную мышцу и таким образом разобраться в механизме действия адреналина.
Среди экспериментов, предложенных Стивом Мейером, было изучение воздействия кокаина на адреналиново-стеклянные бусины. Известно, что одним из возможных эффектов при добавлении кокаина является блокирование распространения адреналина по нервным окончаниям. Майер хранил некоторое количество кокаина (да и других наркотиков) в сейфе у себя в кабинете. Мы обнаружили, что кокаин усиливает действие адреналина на бусины (вот почему препарат может вызывать боль в груди при его злоупотреблении), и пришли к выводу, что кокаин, вероятнее всего, дополнительно воздействует на какие-то другие участки мембран клеток сердца.
Хотя у меня была полная учебная нагрузка, мне пришлось написать еще одну статью для журнала PNAS – она была опубликована в начале 1973 года. Но в результате оценки моих аспирантских экзаменов оказались ниже среднего балла на медицинском факультете. Едва начавшись, моя карьера снова была под угрозой.
Бывало, из-за посредственных оценок студентов отчисляли из аспирантуры, но мне дали поблажку, поскольку за первый год в аспирантуре я опубликовал больше статей в серьезных журналах, чем средний аспирант за целых пять лет, но с условием, что я сдам устный экзамен специальной комиссии. Я справился, и они даже предложили изменить мой «неуд» на «отлично», но потом сошлись на «хорошо» и меня не отчислили. За последующие два года, параллельно с выполнением аспирантских обязанностей ассистента на кафедре, среди которых были операции на открытом сердце у собак, я написал еще 11 достаточно серьезных статей.
Между тем я начал размышлять о новых способах использования иммобилизованных лекарственных препаратов и ферментов. Одна идея пришла мне в голову во время лекции Дж. Эдвина Сигмиллера о подагре, известной как «болезнь королей» из-за связи со злоупотреблением жирной пищей и алкоголем. Подагра – это накопление в крови мочевой кислоты и отложение ее кристаллов в суставах и других тканях. В результате человек испытывает сильные боли, развивается артрит. Подагра связана с метаболизмом пуринов – азотсодержащих соединений, которые входят в состав молекулы ДНК. За исключением человека, все млекопитающие обладают ферментом под названием уриказа, расщепляющим пурины и превращающим их в растворимые соединения. Больных подагрой лечат путем введения уриказы из печени свиньи, но у пациентов часто развиваются иммунные реакции – организм атакует чужеродный свиной фермент, и эффект лечения падает.
У вот у меня возникла некая бредовая идея: почему бы не пропускать кровь по экстракорпоральному шунту с иммобилизованной уриказой, и таким образом осуществить циркуляцию крови обходным путем, тем самым предотвратив формирование иммунной реакции? Каплана заинтересовала эта идея, и Сигмиллер тоже сказал, что стоит попробовать. И тут я столкнулся с десятками чисто технических проблем. Как присоединить уриказу к стеклянным бусинам? Как проверить идею, если для этого варианта терапии невозможно использовать больных людей? Насколько велик риск шунтирования? Каплан, как и ранее, поддержал меня и заметил, что большинство ученых сами отговаривают себя от проведения экспериментов из-за боязни всяких осечек, но «если ты уверен в необходимости эксперимента – просто делай его!»
С помощью Джека Диксона мы присоединили фермент к бусинам, при этом сохранив его активность. К всеобщему удивлению и моему восторгу, он стал даже активнее, чем нативный фермент. Я разработал уникальный способ пропускать кровь через бусины с уриказой с помощью кардиотомного резервуара – пластикового пузыря размером с футбольный мяч, снабженного ниппелями для инфузии в артерию или вену. Обычно кровь поступает в центральную камеру, покрытую мелкой сеткой для предотвращения попадания сгустков крови. Я поместил в камеру бусины с ферментом, расположив их прямо на этом фильтре.
Теперь задача состояла в том, как испытать мой «ферментный реактор» и на каких биологических объектах. Сигмиллер отметил, что собаки далматинской породы имеют патологию обмена веществ: уровень мочевой кислоты у них возрастает из-за высокопуриновой диеты, что нетрудно спровоцировать, так как мясо богато пуринами. Мы посадили одного нашего далматинца исключительно на мясную диету, и уровень мочевой кислоты у него резко возрос. Спустя четыре часа после перфузии его крови через реактор с иммобилизованным ферментом уровень мочевой кислоты опустился до нормы, и собака практически ожила.
Но это не убедило моих критиков. Возможно, говорили они, уровень мочевой кислоты у собаки был гораздо ниже, чем у больных подагрой, а потому никаких выводов делать нельзя. Ситуация осложнялась еще и тем, что в организме собак всегда присутствует небольшое количество уриказы.
Сигмиллер предложил в качестве объекта исследования взять какую-нибудь птицу. У птиц нет уриказы, отсюда белый цвет (как у мочевой кислоты) птичьего помета. Учитывая размер моего ферментного реактора, нам требовалась довольно крупная птица. По мнению главного ветеринарного врача, ее вес должен был быть от 25 до 35 килограммов. Он знал одну ферму по соседству, где выращивали индюшек такой величины, но предупредил, что птичка будет довольно немолода и, скорее всего, «с характером». Оказалось, что это даже мягко сказано.