В мире животных плацента является практически уникальной чертой млекопитающих[49]. Некоторые эксцентричные млекопитающие, отделившиеся от других очень давно (как утконосы), откладывают яйца подобно рыбам, рептилиям, птицам, насекомым, да и практически всем прочим живым существам. Но из примерно 2150 видов млекопитающих 2000 имеют плаценту, включая самых распространенных и успешных зверей вроде грызунов, летучих мышей и человека. Плацентарные млекопитающие вначале были совсем неприметными существами, а затем распространились и в небесах, и в море, и во всех остальных нишах от тропиков до полюсов – и это стало возможным в том числе и потому, что плацента дала им (дала нам!) – существенную поддержку в выживании.
Пожалуй, основное преимущество состоит в том, что плацента позволяет матерям носить своих живых, растущих детенышей прямо внутри себя. Она не беспокоится о том, тепло ли ребенку внутри утробы, в случае опасности может убежать вместе с ним – преимущества, которых лишены существа, мечущие икру в воду или несущие яйца в гнездах. В жизни плода остается гораздо больше времени, чтобы формировать и развивать столь энергоемкие органы, как мозг: способность плаценты выводить наружу отходы жизнедеятельности плода также помогает развитию мозга, ведь благодаря этому эмбрион не плавает в токсичной среде. Более того, поскольку она вкладывает столько энергии в развитие своего малыша – не говоря уже о том, что она в буквальном смысле связана с ним с помощью плаценты – мама млекопитающего чувствует порыв нянчить и воспитывать своих детей, иногда в течение многих лет (ну или шпынять их – тоже в течение многих лет). Такой период длится чрезвычайно долго по сравнению с другими животными, и детеныши млекопитающих отвечают взаимностью: у них формируется необычно сильная привязанность к матерям. В каком-то смысле за формирование этих чувств отвечает именно плацента, превращающая млекопитающих в заботливых существ.
Эта безоблачная картинка становится несколько жуткой, если вспомнить, что плацента, по всей вероятности, происходит от наших старых знакомых – ретровирусов. С биологической точки зрения эта связь действительно имеет смысл. Закрепляться на клетках – это выдающаяся способность вирусов: они сливают свои «конверты» (наружную оболочку) с клеткой, перед тем как ввести в нее свой генетический материал. Когда шарик эмбриональной клетки попадает в матку и укореняется там, эмбрион тоже частично связывается с клетками матки, используя специальные связующие белки. А ДНК, которую для построения этих белков используют приматы, мыши и другие млекопитающие, состоит из тех же генов, которые приходится использовать ретровирусам, чтобы прикреплять и соединять свои «конверты» с клеткой. Более того, матка плацентарных млекопитающих при своей работе в значительной степени опирается на другие вирусоподобные ДНК, используя специальный прыгающий ген под названием MER20, чтобы переключать 1500 генов в клетках матки. В случае с обоими органами кажется, что мы еще раз собрали удобный генетический материал от паразита и адаптировали его к собственным нуждам. В качестве бонуса, вирусные гены плаценты даже обеспечивают дополнительный иммунитет, так как присутствие ретровирусных белков (даже вытеснение или оттеснение их на второй план) отпугивает других микробов от проникновения в плаценту.
Важной частью иммунной функции плаценты является и то, что она фильтрует любые клетки, которые могут попытаться внедриться в плод, в том числе и раковые клетки. К сожалению, другие черты плаценты, напротив, делают ее привлекательной для рака. Плацента производит гормоны роста, чтобы способствовать энергичному делению клеток плода, и некоторые виды рака также прекрасно развиваются на этих гормонах. Плацента, кроме того, впитывает огромное количество крови и откачивает питательные вещества, которые могли бы пригодиться плоду. Это означает, что разновидности рака крови наподобие лейкемии могут укрыться внутри плаценты и процветать. Раковые заболевания генетически запрограммированы метастазироваться, как меланома, вызывающая рак кожи, и могут вместе с кровью скользить по всему организму; они находят плаценту весьма гостеприимной.
На деле меланома оказалась самой распространенной формой рака, которую мать и плод получают одновременно. Первый зафиксированный случай совместного заболевания раком был описан в 1866 году в Германии: блуждающая меланома случайным образом пустила корни в печени у матери и в коленке у ребенка. И мать, и ребенок умерли в течение девяти дней. Другой ужасный случай произошел с 28-летней жительницей Филадельфии, имя которой осталось зафиксировано врачами лишь как «Р. Мак-К.». Эта история началась с тяжелого солнечного ожога в апреле 1960 года. Вскоре после этого между ее плечами возникла бородавка диаметром примерно один сантиметр. Она кровоточила всякий раз, как женщина до нее дотрагивалась. Врачи удалили бородавку, и никто не вспоминал вплоть до мая 1963 года, когда женщина была уже несколько недель как беременна. Во время осмотра врачи заметили узелок под кожей на животе. К августу стало очевидным, что узелок растет быстрее, чем живот беременной, а по всему телу больной начали появляться другие болезненные узелки. К январю поражения распространились на ее конечности и лицо, и врачи решили проводить кесарево сечение. Мальчик появился на свет здоровым: почти три килограмма весом. Но брюшная полость матери была покрыта десятками опухолей, некоторые из которых были черного цвета. Неудивительно, что роды окончательно забрали оставшиеся силы у матери. Через час после родов ее пульс упал до 36 ударов в минуту, и хотя врачи пытались всячески реанимировать ее, она умерла в течение нескольких недель.
А что же произошло с ребенком Мак-К.? Поначалу была надежда, что все обойдется. Несмотря на широко распространившийся рак, доктора не увидели ни одной опухоли в матке или плаценте матери – местах ее контакта с сыном. И хотя мальчик был слабым, тщательное исследование каждой складочки на его теле в поисках подозрительных родинок результата не принесло. Однако врачи не могли проверить, что происходит внутри организма. Через 11 дней на коже новорожденного начали появляться маленькие темно-синие пятна. После этого состояние мальчика резко ухудшилось. На теле появлялись все новые опухоли, убившие ребенка за семь недель.
У Маюми была лейкемия, а не меланома, но в каком-то смысле в Чибе повторилась филадельфийская драма сорокалетней давности. В больнице состояние Маюми ухудшалось с каждым днем, ее иммунная система была ослаблена после трех недель химиотерапии. В конце концов она подхватила бактериальную инфекцию и слегла с энцефалитом – воспалением головного мозга. У нее начались судороги и конвульсии – результат паники и перебоев в деятельности мозга; сердце и легкие также давали сбои. Несмотря на все мероприятия по реанимации, Маюми умерла через два дня после того, как подхватила инфекцию.
Несчастья на этом не закончились: в октябре 2006 года, через девять месяцев после похорон жены, Хидео пришлось вернуться в госпиталь с Эмико. У когда-то здоровой и крепкой девочки была жидкость в легких и, что более тревожно, кроваво-красная ссадина, уродующая правую щеку и подбородок. На МРТ эта преждевременно развивающаяся щека выглядела неестественно большой – такой же, как крохотный мозг Эмико (надуйте свою щеку настолько туго, пока хватает воздуха, и ее размер все равно не сравнится с тем, что было у маленькой девочки). Врачи из Чибы диагностировали саркому (рак соединительной ткани), предполагая, что она находится внутри щеки. Но в памяти был случай с Маюми, поэтому медики проконсультировались с экспертами в Токио и Англии и решили изучить ДНК опухоли, чтобы посмотреть, что там можно найти.
Там оказалась филадельфийская хромосома. И не только она. Напомним, что этот кроссинговер имеет место между двумя чрезвычайно длинными интронами, 68 000 символов на одной хромосоме и 200 000 на другой (для сравнения: эта глава содержит чуть больше 30 000 символов). Плечи двух хромосом могли пересечься в одной из многих тысяч точек. Но в ДНК опухолей Маюми и Эмико хромосомы пересеклись в одной и той же точке, даже в одном и том же символе. И это не было случайным. Если не считать места размещения, рак Эмико был практически таким же, как и у матери.
Но кто кого заразил? Ученым раньше никогда не приходилось решать эту проблему. Даже случай с Мак-К. был противоречивым, потому что смертельные опухоли появились только после наступления беременности. Врачи подняли анализ крови, взятый у Эмико при рождении, и определили, что рак там присутствовал уже тогда. Дальнейшие генетические тесты показали, что в нормальных (не опухолевых) клетках Эмико не было филадельфийской хромосомы. То есть девочка не унаследовала никаких предрасположенностей к этому раку – он появился в сороканедельный промежуток между зачатием и родами. Более того, нормальные клетки Эмико содержали, как и ожидалось, ДНК и от матери, и от отца. Но в клетках опухоли на ее щеке не было ДНК Хидео: только Маюми. Это бесспорно доказывало, что Маюми передала рак Эмико, а не наоборот.
Ученые могли торжествовать, но это чувство было приглушено. Как часто случается в медицинских исследованиях, самые интересные случаи возникают из самых ужасных страданий. Практически в каждом из предыдущих случаев, когда плод и мать заболевали раком одновременно, смерть обоих наступала быстро, обычно в течение года. Маюми уже умерла, и когда врачи прописали химиотерапию 11-месячной Эмико, они, безусловно, понимали, что шансов ничтожно мало.
Генетики, изучавшие этот случай, корпели над совсем иной проблемой. Распространение рака в этом случае по сути являлось трансплантацией клеток от одного человека к другому. Если бы Эмико трансплантировали орган больной матери или же пересадили материнские ткани на щеку, организм отверг бы их как чужеродные. Тем не менее рак неожиданно пустил корни, не вызвав срабатывания защитных систем плаценты или соответствующей реакции со стороны иммунной системы. Как? Ученые в итоге нашли ответ с помощью участка ДНК, далекого от филадельфийской хромосомы – в области под названием ГКГС.