Нобелови лауреати – 1954 година - Физиология или медицина - Фредерик Ч. Робинс (25 август 1916 г. – 4 август 2003 г.)

Заедно с Джон Ф. Ендърс и Томас Уелър

За откритието, че вирусите на полиомиелита могат да се развиват в различни видове тъканни култури

Американският бактериолог Фредерик Чапман Робинс е роден в Оберн (щат Алабама). Негови родители са Уилям Робинс, специалист по физиология на растенията, станал по-късно директор на Нюйоркската ботаническа градина, и Кристин Робинс (Чапман), която преди брака си работи като научен сътрудник в областта на ботаниката. В семейството има трима братя, Фредерик е най-големият. Детството си Робинс прекарва в Колумбия (щат Мисури), където баща му работи като професор по ботаника в университета на щат Мисури. През 1936 г. Робинс, който се интересува от наука и особено от медицина, получава степента бакалавър по изкуствата, а през 1938 г. – степента бакалавър по науките в същия университет. След завършването на университета Робинс постъпва в Харвардския медицински колеж. В общежитието на колежа живее заедно със своя състудент Томас Х. Уелър. През 1940 г. Робинс завършва медицинския колеж и започва да специализира бактериология в Детския медицински болничен център в Бостън, а през 1941-1942 година работи като стажант.

През 1942 г. Робинс и Уелър постъпват на военна медицинска служба и са изпратени в 15-та обща медицинска лаборатория. Там Робинс, като завеждащ отдела за вирусни и рикетсиозни заболявания, оглавява лабораторията за диагностика на вирусните поражения и изучава болестите, предизвиквани от вируси и рикетсии. Изследванията на тези два типа микроорганизми си приличат по това, че и вирусите, и рикетсиите са паразити и могат да съществуват само в клетките на приемника (макар че рикетсиите са бактерии и се различават от вирусите както по размери, така и по сложност на организацията си). Във връзка с изследванията, които прави по време на войната, Робинс е изпратен в Северна Африка и Италия, където изучава инфекциозния хепатит и тифа и изолира рикетсиите, предизвикващи Ку-треска – инфекциозно заболяване, което прилича на вирусна пневмония. През 1945 г. той е награден с бронзов медал „За отлична служба“, а през 1946 г. е демобилизиран със звание майор.

През 1946 г. Робинс се връща в детската болница в Бостън и след две години завършва стажа си по педиатрия. По това време неговият приятел Уелър работи в същата болница в отдела за изследване на инфекциозни заболявания, ръководен от Джон Ендърс. Малко по-късно Робинс получава национална стипендия за водещи научни сътрудници и по съвет на Уелър се прехвърля в отдела на Ендърс.

Тъй като вирусите могат да съществуват само в животински клетки, тяхното проучване е свързано до голяма степен с проблема за култивирането на тъкани (иначе казано – клетки на живи организми in vitro). Уелър се занимава с изследване на вируса на епидемичния паротит и на варицелата, а Робинс се опитва да изолира вируса, предизвикващ детска епидемична диария – опасно заболяване, често срещащо се в детските болници. По това време никой от сътрудниците на Ендърс не се занимава все още с изучаването на полиомиелита.

През 40-те години полиомиелитът е най-опасното от всички вирусни заболявания. През ХХ в. заболеваемостта от останалите вирусни инфекции постепенно намалявала, докато полиомиелитът, напротив, ставал все по-разпространено заболяване. Днес учените предполагат, че превръщането на полиомиелита по това време в тежка болест е резултат от подобреното здравеопазване: по-рано от него боледуват само малките деца и прогнозата от заболяването е доста благоприятна, а с подобряването на санитарните условия много хора започват да боледуват на 10-20 години, а в тази възраст полиомиелитът води до тежки усложнения.

Изследванията на полиомиелита напредват бавно. Вирусът, предизвикващ заболяването, е изолиран за първи път от Карл Ландщайнер през 1908 г. Но само един от трите вида на този вирус може да бъде култивиран в мишки или други достъпни лабораторни животни; а останалите два вида съществуват само при маймуните и човека. При по-ранни изследвания е установено, че вирусът на полиомиелита е невротропен, иначе казано – може да се развива само в нервна тъкан. Култивирането на такава тъкан в количества, необходими за експериментални работи, е трудно. Но Ендърс поставя под съмнение изключително невротропната природа на вируса на полиомиелита. Той открива, че при болни количеството на вирусите, отделяни с урината и изпражненията, е много по-голямо, отколкото ако се размножават само в нервната система.

По това време Ендърс, Робинс и Уелър усъвършенстват съществено метода за култивиране на клетки в тъканни култури. В процеса на изучаване на епидемичния паротит Ендърс и Уелър доказват, че вирусите могат да се размножават в култивирани клетки. По време на своите изследвания, свързани с детската диария, Робинс изготвя тъканни култури от черва ни мишка, а Уелър използва култура от човешки клетки за култивиране на вируса на варицелата. По-късно изследователите пишат, че в резултат от това създават и разполагат винаги с готови за използване подобни култури, а в същото време имат и култивиран полиомиелитен вирус – Лесинг щам. Те разбират, че всичко е приготвено, без каквито и да е допълнителни усилия, за да опитат отново да култивират вируса на полиомиелита в тъканна култура, която не се състои от нервни клетки.

Опитът, предприет от учените, се увенчава с успех. През 1948 г. Робинс, Ендърс и Уелър установяват, че вирусът на полиомиелита може да бъде култивиран при лабораторни условия в човешка тъканна култура дори и когато няма нервни клетки. Това откритие е много важно за лечението на полиомиелита при хората.

До тогава за диагностика на полиомиелитните екстракти от тъкани или органични течности на болни се инжектират в мозъка на маймуни, за да се проучват развиващите се при тях патологични симптоми. Това изисква много време, усилия и финансови средства. Робинс и неговите колеги получават с помощта на новите методики възможност за развитие на вируса в тъканната култура до осем дена след посявката. Когато тези методики стават популярни, и други изследователи се убеждават, че за експериментите вместо лабораторни животни могат да се използват тъканни култури. При това се появила възможност не само да се култивират вируси, но и по промяната на културата да се оценява степента на вирулентност на един или на друг щам. Открито било също така, че тъканите могат да бъдат предпазвани от заразяване с вируси с помощта на серум, получен от болни от полиомиелит. Тъй като антителата в тези серуми са специфични по вид, това откритие се оказва важно за изучаването на различните видове вируси на полиомиелита в човешките популации.

При методиката за култивиране, разработена от Робинс, Ендърс и Уелър, за да се предпазят културите от бактериално заразяване, се използват антибиотици, което позволява да се култивира вирусът на полиомиелита дори от образци, значително инфектирани от други микроорганизми. Явно без антибиотиците този метод би бил невъзможен. По-късно изследователите пишат, че откриването на антибиотиците е предизвикало преврат не само в областта на култивирането на тъканите, но и в много други области. Това е поредният пример как едно откритие води до друго. И ако откриването на антибиотиците помага на Робинс, Ендър и Уелър, техните изследвания стават на свой ред следваща стъпка за разработване на ваксина срещу полиомиелита.

През 1952 г. Робинс е назначен на длъжността професор по педиатрия в медицинското училище на университета „Уестърн ризърв“ (днес университет „Кейс уестърн ризърв“) и от 1966 до 1980 г. е декан на училището. По-късно се премества в Бетезда (щат Мериленд), където до 1985 г. работи като директор на Института по медицина.

През 1948 г. Робинс се жени за Алис Нортроп, дъщеря на нобеловия лауреат за химия Джон Нортроп. Семейството има две дъщери.

Робинс е член на Националната академия на науките и на Националното философско дружество. През 1861 г. е избран за президент на Дружеството на изследователите в областта на педиатрията. През 1953 г. е удостоен заедно с Уелър с наградата Мид Джонсън на Американската педиатрична академия. Присъдени са му почетни докторски степени от университета „Джон Керъл“ в Кливланд и от университетите в щат Мисури и Ню Мексико.

Превод от руски: Павел Б. Николов