Классический пример затруднительного положения в этой области – случай с искусственными подсластителями цикламатом и сахарином. Сахарин попал под законодательный микроскоп вскоре после своего первого синтеза в 1878 г. Харви Вашингтон Уайли, тот самый, что стал автором закона 1906 г., получившего его имя, хотел запретить сахарин, однако склонный к полноте президент Теодор Рузвельт употреблял сахарин долгие годы, борясь с лишним весом. Эти двое схлестнулись не на шутку. Уайли заявил президенту, что сахарин – это «продукт сжигания угля, который совершенно лишен питательной ценности и крайне вреден для здоровья». На это Рузвельт резко ответил, что «любой, кто скажет, что сахарин вреден для здоровья, – просто идиот». Вскоре после этого политическая карьера Уайли завершилась, а сахарин остался на рынке. В 1958 г. он был признан «безусловно безопасным».
В 1937 г., спустя 59 лет после первого синтеза сахарина, был синтезирован цикламат, который в 1950 г. поступил в массовое производство. Несмотря на то что вещество присутствовало на рынке всего восемь лет, после принятия поправки Делэйни оно получило статус «безопасного». Сахарин и цикламат часто использовались вместе в смеси 1 часть сахарина на 10 частей цикламата, который нейтрализовал горьковатый привкус сахарина. В конце 1960-х гг. цикламат стал объектом ряда исследований, поставивших под сомнение его безопасность. Последним ударом стали результаты эксперимента, который выявил наличие взаимосвязи употребления сахарин-цикламатной смеси и рака мочевого пузыря у крыс. В 1970 г. цикламат был запрещен к употреблению на основании принципа Делэйни. Однако дальнейшие исследования не подтвердили влияния цикламата на развитие рака мочевого пузыря, и в 1984 г. Управление по контролю за пищевыми продуктами и лекарствами попросило Академию наук заново рассмотреть данный вопрос. По результатам тщательного анализа имеющихся данных с цикламата было снято обвинение в канцерогенности, но он сохранил статус «ко-канцерогена», то есть вещества, стимулирующего действие других канцерогенов. Несмотря на рекомендацию Академии наук, Управление отказалось снять запрет, и цикламат запрещен к продаже по сей день.
Судьба сахарина была совершенно иной. После запрета цикламата в 1970 г. сахарин остался единственным доступным на рынке искусственным подсластителем. Управление попросило Академию наук провести повторное исследование безопасности сахарина, и хотя Академия вновь подтвердила его безопасность, ей было рекомендовано продолжить изучение данного вопроса. Дополнительные исследования показали связь сахарина с развитием рака мочевого пузыря. Тем не менее доказательства были не вполне однозначны. Эксперименты проводились семью различными лабораторными группами, и только две из них обнаружили опухоли у крыс. Более того, дозировка, при которой у животных мог возникнуть рак, была очень высокой, для человека сопоставимой с 870 банками газированной воды в день. Разумеется, это немыслимо большие количества, однако на данном примере можно увидеть, как законодательные органы интерпретируют кривую зависимости реакции от дозы. В экспериментах были использованы очень большие действующие дозы вещества, проведена статистическая экстраполяция для «нормального» уровня и вычислена количественная вероятность того, что потребление в разумных пределах может вести к развитию рака. В контексте ежедневного потребления такие дозы, конечно же, выглядят нелепыми, однако именно так кривая зависимости используется в законодательных актах.
Сахарин можно было бы запретить на основании поправки Делэйни точно так же, как был запрещен цикламат, за запрет выступал и тогдашний глава Управления Чарльз Эдвард. Однако после удаления с рынка цикламата сахарин остался единственным доступным искусственным подсластителем. В американском обществе развилась любовь к искусственным подсластителям, и политики поняли, что полный запрет вызовет слишком сильный резонанс. На время был выработан компромисс: на продуктах, содержащих сахарин, появились этикетки с предупреждением: «Вызывает рак у лабораторных животных». Однако дальнейшие исследования показали, что рак мочевого пузыря у грызунов имеет иную этиологию, чем у человека, и в 2000 г. предупредительные надписи исчезли.
Возникновение и развитие рака и эффект низких доз
Как уже говорилось в главе 10, один из путей химического канцерогенеза – это формирование и неправильная репарация ДНК-аддуктов, ведущие к генетическим мутациям и в конечном итоге к образованию опухолей. Мутировавшая клетка становится доступной действию химических веществ, стимулирующих развитие опухолей. В некоторых случаях инициация и дальнейшее развитие опухолевого роста вызываются одним и тем же веществом, но зачастую это бывают два разных вещества.
Для понимания активности химических канцерогенов необходимо изучение живых клеток, взятых у раковых пациентов. На раннем этапе такие исследования были затруднены, поскольку культуру клеток удавалось поддерживать не более нескольких месяцев. Клетки какое-то время процветали и размножались, но затем старели и погибали. Не имея бессмертной клеточной модели, ученые направили свои усилия на выращивание новых клеток, взятых от разных пациентов, но эти культуры были настолько генетически разнообразны, что было очень сложно получить обобщенные данные по какому-либо из типов рака.
Эти трудности ограничивали исследования химических канцерогенов до тех пор, пока не были получены бессмертные культуры клеток. Бессмертная культура клеток – это культура, клетки которой подверглись такой мутации, что гены, ответственные за биологический процесс старения, были «отключены». Поэтому такие клеточные линии при должном уходе не погибают. Технологии, позволившие получать и поддерживать такие культуры, были отработаны в начале 1970-х гг. Одна из известных бессмертных культур была получена в Мичиганском раковом фонде от женщины с раком груди – сестры Кэтрин Фрэнсис Мэллон, монахини из Детройтского района. Эта линия получила название MCF-7 и отличается высокой рецепторной чувствительностью к эстрогену, то есть обычный эстроген – 17-бета-эстрадиол – вызывает в ней клеточную пролиферацию.
Развитие этой и других клеточных культур дало возможность для проведения разнообразных исследований, направленных на выяснение механизмов опухолевого роста, управляемого эстрогенами. В 1975 г. ученые продемонстрировали, что антиэстроген тамоксифен подавляет рост клеток MCF-7. Это открытие было очень важным: тамоксифен, конкурирующий с эстрадиолом за присоединение к эстрогеновым рецепторам, впоследствии стал стандартным компонентом терапии практически для всех случаев рецептороположительного к эстрогену рака. Однако не было понятно, как именно эстрогены вызывают рост опухолей и является ли сам стероид канцерогенным.
С середины 1970-х гг. и в 1980-е гг. главным вопросом, который пытались разрешить ученые, был механизм развития опухолей под влиянием эстрогена. Результаты проводимых исследований были зачастую противоречивыми. В некоторых лабораториях эстроген вызывал пролиферацию клеток MCF-7, в то время как в других этого не наблюдалось. Этим противоречиям нашлось поразительное объяснение: выяснилось, что в тех лабораториях, где эстроген не вел к клеточному росту, культура клеток еще до экспериментального воздействия подвергалась стимуляции эстрогеноподобным веществом. Некоторые используемые в лабораториях среды для выращивания культур клеток содержат феноловый красный, вещество, способное присоединяться к эстрогеновым рецепторам и стимулировать клеточную пролиферацию. Если в среде не было фенолового красного, роль эстрогена в пролиферации была очевидна. Но если он был там, даже в малых концентрациях, эстроген не мог стимулировать клеточный рост, так как эта миссия уже была выполнена вмешавшимся не в свое дело феноловым красным.
