Познание законов развития клетки, этой «единицы жизни», шло во многих направлениях на протяжении последнего столетия. Появились новые научные дисциплины, которые начали изучать строение, функции, процессы обмена веществ различных организмов. Исследование нормальных и патологических, измененных под воздействием болезни, тканей и клеток открыло новые возможности для теоретической и практической медицины. Ученые совершенствовали тончайшие методы исследования клетки, ее окраски.
Как продлить жизнь клетки вне организма, ее породившего? Можно ли наблюдать за ее развитием и размножением в пробирке? Это позволило бы влиять на клетку, узнать, как она реагирует на различные внешние воздействия. Поначалу для таких опытов брали ткани холоднокровных животных, например лягушки. Подбирая определенные солевые растворы, исследователям удавалось продлить жизнь тканей, отделенных от организма. И когда в восьмидесятых годах прошлого века в опытах англичанина Сиднея Рингера сердце лягушки, изолированное от своего «хозяина», начало пульсировать, это произвело большое впечатление на современников. А через некоторое время русский физиолог А. А. Кулябко «оживил» изолированное сердце человека, пропуская через него солевой раствор. Этот эксперимент, проделанный с сердцем погибшего от болезни, взволновал умы не только ученых, но и авторов фантастических романов.
В любой науке, а не только в метеорологии, трудно делать прогнозы. В начале нашего века казалось, что близок день, когда «оживление» органов будет осуществляться в больницах.;Но шли годы, а замечательные факты, полученные учеными, оставались лишь в протоколах опытов и журнальных статьях. Метод поддержания жизни — культивирования изолированных органов и тканей — совершенствовался наряду с культивированием отдельных клеток живого организма.
Подлинное начало успешного культивирования тканей связано с работами американца Росса Гаррисона. В его опытах кусочки нервной ткани зародыша лягушки не только «жили» в течение нескольких недель, но и давали рост нервных волокон. Добавление зародышевого экстракта к сгустку плазмы, в которой находилась ткань, стимулировало ее развитие.
Серьезным препятствием на пути успешного культивирования живых тканей стали микробы. Попадая в среду, где выращивались клетки, они в короткий срок их разрушали. Французский исследователь А. Каррель предложил асептику, принятую в ту пору хирургами, использовать и для живых культур. Работа с изолированными тканями начала проводиться в обстановке абсолютной стерильности, и все же микробы нередко побеждали.
В живом организме все органы и ткани получают необходимые питательные вещества из жидкостей — крови, лимфы. Вот почему для культивирования клеток в лабораторных условиях начали применять лимфу, плазму и тканевой экстракт, чаще всего взятый из Ириных зародышей. Солевые растворы, (приготовляемые искусственным путем, должны были имитировать состав, кислотность и внутреннее давление жидкостей организма. Но оказалось, что простые солевые растворы не всегда могли обеспечить хорошие условия для культивирования клеток. Необходимы были питательные среды, несравненно более сложные по своему составу. В последнее время их начали успешно создавать. Так, например, полусинтетическая «среда Игла» содержит 12 аминокислот, 9 витаминов группы В, глюкозу, различные соли. Очень широко применяется в современных лабораториях так называемая «среда 199», состоящая более чем из 50 компонентов.
Открытие антибиотиков значительно упростило задачу борьбы с инфицированием культур. Если добавить немного пенициллина и стрептомицина в среду, где выращиваются живые клетки, то она надежно будет предохранена от проникновения губительных микробов. Но и сейчас культивирование тканей проводится в очень строгих условиях. Специальные помещения — боксы — облучаются мощными бактерицидными лампами, персонал работает в стерильных халатах и масках.
Жизнь потребовала бурного развития этих исследований. За несколько лет культивирование тканей приобрело массовый характер. И причина этого — распространение полиомиелита почти на всех континентах. Особенно много жертв этой болезни было в Соединенных Штатах Америки. Ежегодно вирус полиомиелита поражал около 40 000 человек. У многих детей в возрасте 5—10 лет оставались на всю жизнь тяжелые последствия — параличи. Распространение полиомиелита необходимо было остановить с помощью предохранительных прививок — вакцинации. И здесь метод культуры тканей оказал неоценимую услугу человечеству.