В шестидесятых годах прошлого века офицер медицинской службы американского флота доктор Джуда Фолкман (Judah Folkman) работал над изобретением способов консервации свежей крови, необходимой для хирургических операций в условиях многомесячного похода на ядерных авианосцах. Чтобы проверить свой метод консервации, Фолкман провел эксперимент с целью узнать, может ли сохраненная кровь обеспечить жизнедеятельность небольшого органа. Он поместил щитовидную железу кролика в стеклянную колбу с кровью. Оказалось, что кровь могла поддерживать орган в живом состоянии. Вопрос заключался в том, сможет ли эта система работать так же хорошо с клетками, которые быстро размножаются, например во время процесса заживления? Чтобы получить ответ, Фолкман ввел в щитовидную железу раковые клетки, известные своим быстрым циклом воспроизводства.
Его ожидал сюрприз. Введенные клетки образовывали опухоли, однако размер этих опухолей не превышал булавочной головки. Сначала он подумал, что клетки мертвы. Но затем эти же клетки, подсаженные в мышей, быстро превратились во впечатляющих размеров опухоли, не оставлявшие никакой надежды. В чем же различие между щитовидной железой кролика, заключенной в пробирке, и живыми мышами? Ответ лежал на поверхности: опухоли, развивающиеся в мышах, были пронизаны кровеносными сосудами, в отличие от микроопухолей в щитовидной железе, изолированной в стеклянной колбе. Это наблюдение привело к заключению, что злокачественная опухоль просто не может расти, если не заставит работать на себя кровеносные сосуды.
Одержимый этой гипотезой, Фолкман нашел ей множество доказательств из своей хирургической практики. Все раковые опухоли, которые он оперировал, в изобилии были испещрены хрупкими и искривленными кровеносными сосудами. И выглядели они так, будто кто-то сделал их на скорую руку.
Фолкману не понадобилось много времени, чтобы понять: ни одна живая клетка не сможет жить, если она не будет контактировать с крошечными кровеносными сосудами — нитями тоньше человеческого волоса, называемыми капиллярами. По капиллярам в клетки поступают необходимые кислород и питание, и по ним же уносятся отходы клеточного метаболизма. Раковые клетки тоже нуждаются в питании, и им тоже нужно избавляться от отходов. Таким образом, чтобы опухоли могли выжить, они должны быть пронизаны сосудами. Но так как опухоли растут стремительно, нужно заставить кровеносные сосуды расти очень быстро. Фолкман назвал это явление
Кровеносные сосуды, как правило, — стабильная структура. Клетки их стенок, за исключением особых обстоятельств, не создают новые ответвления. Кровеносные сосуды растут, когда есть потребность залечить раны, и после менструации. Этот механизм «нормального» ангиогенеза способен к саморегуляции и хорошо управляем. Естественно установленные для него границы предотвращают создание хрупких сосудов, которые кровоточили бы слишком легко. Чтобы расти, раковые клетки приспосабливают способность организма создавать новые сосуды для собственных нужд. Фолкман понял: один из способов противостоять росту раковых клеток состоит в том, чтобы помешать захвату сосудов, и тогда размер опухоли будет не больше булавочной головки. Атакуя кровеносные сосуды, создаваемые раковыми клетками, а не сами раковые клетки, мы сможем «иссушить» опухоль и, возможно, даже заставим ее уменьшиться.