Герта Мейер (3 мая 1902 г. — 30 августа 1990 г.) была бразильским биологом и директором Института биофизики имени Карлоса Шагаса Филью в Федеральном университете Рио-де-Жанейро . [1] Родилась в Германии, получила образование на техническом курсе по инфекционным заболеваниям в Берлине. После преследований евреев при нацистском режиме она переехала в Италию, чтобы работать под руководством Джузеппе Леви в Туринском университете . Когда в Италии усилился антисемитизм, она эмигрировала в Бразилию, где присоединилась к факультету Института Освальдо Круса . Она перешла в Федеральный университет Рио-де-Жанейро, чтобы возглавить Институт биофизики имени Карлоса Шагаса Филью, где была создана отдельная лаборатория под названием Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer (Лаборатория клеточной ультраструктуры Герты Мейер), названная в ее честь. [2] [3]
Мейер была пионером в области методов культивирования клеток, особенно полезных для простейших паразитов, таких как токсоплазма , плазмодий и трипаносома . [4] Она разработала метод электронной микроскопии, который использовался при структурном описании простейших и открытии клеточных органелл . [5] Ее метод культивирования клеток привел к открытию фактора роста нервов , белка, который регулирует развитие и выживание нейронов . [6]
Майер родилась в Германии. Она изучала технический курс по инфекционным заболеваниям в учебном заведении Lette-Verein в Берлине, закончив курс в 1921 году. [1] Ей было отказано в высшем образовании в университете из-за антисемитских правил, и она работала техником в Институте Роберта Коха (тогда он назывался Королевским прусским институтом инфекционных заболеваний) в Берлине. В 1926 году она переехала в Институт кайзера Вильгельма в Дальхайме, чтобы работать под руководством Альберта Фишера (или, что более вероятно, Эмиля Фишера [7] ), который обучал ее культуре тканей. Она сделала свою первую научную публикацию с Фишером в 1928 году. Между 1930 и 1933 годами она работала в клинической лаборатории Берлинского университета . [8] Чтобы избежать эскалации преследований евреев, когда нацисты Гитлера захватили власть в Германии, Майер переехала в Италию в 1933 году. [ 1] Ей удалось найти работу техником в Туринском университете . [9]
В Турине Майер была зачислена на курс цитологии нервной системы и окончила его под руководством Джузеппе Леви , профессора анатомии человека и пионера культивирования клеток. [10] [Возможно также, что она работала на Леви, а не была его ученицей. [11] ] Там она подружилась со студентами Леви, такими как Ренато Дульбекко , Сальвадор Лурия , Рита Леви-Монтальчини и Эухения Сасердоте , все из которых стали известными учеными (первые три лауреата Нобелевской премии). [4] [8] Антисемитские ограничения также усилились в Италии, так что Майер была вынуждена эмигрировать в Бразилию в 1937 году [10] (или, что более вероятно, в 1939 году [12] ). В Рио-де-Жанейро она устроилась на работу в кампусе Мангиньос (или Мангиньос-Маре) Института Освальдо Круза. [13] Она использовала свои навыки в области культуры тканей для разработки вакцин, особенно вакцины против желтой лихорадки [8], благодаря которой она стала известна научному сообществу. [10]
В 1938 году Карлос Шагас Фильо, который годом ранее стал заведующим кафедрой биологической физики в Институте Освальдо Круса, решил основать независимую биофизическую лабораторию в качестве «неофициального» расширения своих собственных исследований. [14] Его внимание было сосредоточено на создании лаборатории культуры тканей, для чего он смог получить финансовую поддержку от Гильерме Гинле, банкира и филантропа, в 1940 году. [15] Он узнал, что работы Мейера были именно такими, какие он хотел. Приняв его приглашение, Мейер стала официальным директором его лаборатории в 1941 году. [9] Ее способности как ученого-исследователя и руководителя лаборатории были отражены в серии исследовательских отчетов уже в следующем году. [16] [17] [18] Однако Фильо получил угрозу от сторонников нацистов, что его исследовательский фонд будет приостановлен, если он продолжит нанимать Мейера (упоминаемую как «израильтянка»), которую он полностью проигнорировал. Зарплата Мейера была урезана на несколько месяцев, но Фильо боролся за ее восстановление. [8] В 1945 году лаборатория была признана автономным исследовательским центром, став Институтом биофизики (официально Институтом биофизики Карлоса Шагаса Фильо) с основным финансированием от Фонда Рокфеллера и присоединением к Федеральному университету Рио-де-Жанейро. [15] В течение десятилетия институт стал «самым эффективным подразделением по культивированию тканей» в мире, как выразился Леви-Монтальчини. [6]
В 1963 году она вернулась в Турин, чтобы увидеть новый микрокинематограф, разработанный Carl Zeiss . Она убедила Филью приобрести один в Институте биофизики, и он был установлен там в 1970 году за счет средств, предоставленных Всемирной организацией здравоохранения . [8] За свой вклад в исследования Мейер была удостоена звания почетного доктора Федерального университета Рио-де-Жанейро в 1980 году. [9] Она была избрана в Бразильскую академию наук и получила премию адмирала Алаваро Альберто в 1974 году, премию Universidade Estácio de Sá в 1980 году и медаль Освальдо Круза в 1982 году. После ее смерти ее лаборатория была переименована в Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer (Лаборатория клеточной ультраструктуры Герты Мейер). [2] [3]
В отличие от других паразитов, паразитических простейших трудно изучать из-за их небольшого размера и связи с клетками крови. После открытий с конца 19 века природы их инфекций и заболеваний, которые они вызывают, [19] в течение полувека не было никакого прогресса в лабораторной культуре. Первая успешная культура любого простейшего паразита была получена Мейер и ее коллегой Фелипе Нери Гимарайншем. [20] [9] Мейер и Гимарайнш работали с Toxoplasma gondii , простейшим, который вызывает неврологические расстройства (токсоплазмоз) у широкого спектра млекопитающих, включая людей. После неудачи с несколькими тканями для поддержания паразитов в культуральных чашках они использовали куриные эмбрионы в предметном стекле Максимова, что оказалось успешным. [20] Они сообщили об исследовании в 1942 году в журнале Revista Brasileira de Biologia (позже Бразильский журнал биологии ). [16] [17] Процедура открыла путь для дальнейшего развития методов культивирования с использованием различных тканей и клеток млекопитающих. [20] [21]
В 1942 году Мейер с Сесилио Романья. Используя базовый метод, Мейер смогла разработать методы культивирования других простейших, включая Trypanosoma cruzi (вызывающий болезнь Шагаса ) и Plasmodium gallinaceum (вызывающий малярию птиц ). [22] [9] К 1948 году она смогла разработать детали стадий развития T. cruzi. [23]
Мейер установила просвечивающую электронную микроскопию Philips , полученную Фильо из грантов Национального исследовательского совета, и с ней она стала одним из первых ученых, эффективно использовавших электронную микроскопию для биологических исследований. [9] В 1950 (или 1949 [8] ) она отправилась к Кейту Р. Портеру в Рокфеллеровский институт в Нью-Йорке для прохождения исследовательской стажировки. Портер сделал электронно-микроскопические изображения клеток млекопитающих, что вдохновило Фильо поддержать Мейер в электронной микроскопии простейших паразитов. Мейер выбрал T. cruzi для проекта. Исследование оказалось разочаровывающим, поскольку метод Портера по подготовке тканей млекопитающих не подходил для простейших, хотя клетки были меньше. [24] Они использовали образцы непосредственно из культуральной среды и обрабатывали их в тетроксиде осмия и хроме . Можно было увидеть только контурные изображения, и они, так или иначе, были опубликованы ими в журнале Parasitology в 1954 году. [25]
Используя тот же метод Портера, она и ее коллега, И. де Андраде Мендонса из Института биофизики, сообщили о первом анализе изображений T. gondii в журнале «Паразитология» в 1955 году. [26] Они поняли, что этот метод явно неприменим к простейшим, поскольку клетки были слишком толстыми для того, чтобы электроны могли проникнуть и дать четкие изображения. В 1953 году Портер и Дж. Блюм разработали микротом (в частности, ультрамикротом), который мог разрезать ткани на чрезвычайно тонкие срезы. [27] Понимая, что это может быть ключом к подготовке простейших, Портер предоставила Мейер один из прототипов. [24] Он решил проблему визуализации непрозрачной структуры после дегидратации в спирте и стабилизации (заключения) образцов в н -бутилметакрилат. Их отчет в 1957 году показал четкие изображения всей структуры T. gondii . [28] В нем они дали первое описание того, что позже было названо апикопластом , клеточной органеллой, которая отличает тип Apicomplexa . [9] Используя тот же метод на T. cruzi , ее отчет в Parasitology в 1958 году содержал первое описание клеточной органеллы, которая была названа кинетонуклеусом, но позже названа кинетопластом , наряду с процессом деления, в котором деление кинетопласта предшествовало ядерному и цитоплазматическому делениям. [29]
Подруга Мейера в Турине, Леви-Монтальчини работала научным сотрудником у Виктора Хамбургера , немецкого эмбриолога в Университете Вашингтона в Сент-Луисе , США, и изучала развитие периферических нервов у куриных эмбрионов. Когда она удалила растущие конечности и пересадила на их место зачатки крыльев, она заметила, что дегенерированные нервы могут снова вырасти до нормальных размеров. Используя опухолевые клетки, саркому мыши 180, она индуцировала рост нервных клеток, но обнаружила, что опухолевые клетки на самом деле не контактируют с нервными волокнами, что указывает на то, что они выделяют какие-то сигнальные молекулы. [30] Вместе с Хамбургером она сообщила о результатах в 1951 году в журнале Journal of Experimental Zoology . [31] После нескольких неудачных попыток идентифицировать неизвестный агент она поняла, что только сложная клеточная культура может выявить таинственную молекулу, а у нее не было такой возможности. Она знала, что лаборатория Мейера была единственным местом, где можно было проводить эксперименты. [30]
В 1952 году Леви-Монтальчини совершила перелет в Рио-де-Жанейро, провезя контрабандой двух мышей с саркомой 37 и 180. [32] Ее эксперимент с Мейером имел быстрый успех, обе опухолевые клетки действительно производили молекулы, способствующие росту. Леви-Монтальчини, Мейер и Гамбургер опубликовали открытие в 1954 году в журнале Cancer Research , сделав вывод:
Сделан вывод, что тестируемые саркомы мышей производят диффундирующий агент, который сильно способствует разрастанию нервных волокон ганглиев. Результаты, полученные in vitro, сравниваются с предыдущими результатами, полученными при внутриэмбриональной трансплантации тех же сарком, и делается вывод, что in vitro и in vivo эффекты на спинномозговые и симпатические ганглии обусловлены одним и тем же агентом. [33]
В 1953 году Леви-Монтальчини вернулся в Сент-Луис и начал работать с молодым биохимиком Стэнли Коэном , нанятым Гамбургером для химического анализа. [34] С помощью Мейера они смогли создать собственное оборудование для культивирования тканей, с помощью которого они выделили неуловимую молекулу за год. Они сообщили об идентификации новой молекулы, дав ей очевидное название фактор стимуляции роста нервов (позже сокращенное до фактора роста нервов ) в 1954 году. [35] За это открытие Леви-Монтальчини и Коэн получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1986 года . [36] Леви-Монтальчини никогда не забывал отдавать должное вкладу Мейера, [37] [38] и позже легкомысленно вспоминал:
Опухоль дала первый намек на свое существование в Сент-Луисе, но именно в Рио-де-Жанейро она проявила себя, и сделала это театрально и величественно, словно подстегнутая яркой атмосферой того взрывного и бурного проявления жизни, которым является карнавал в Рио. [6] [39]