Революция в голове. Как новые нервные клетки омолаживают мозг

Вся эта большая дискуссия хотя и не сошла на нет, но в основном все-таки уже ослабла, когда в 2006 году Синъя Яманака описал сравнительно простой способ, которым можно получить из совершенно обычных клеток организма, в том числе пресловутых клеток соединительной ткани, стволовые клетки, ничем не отличающиеся от эмбриональных (если быть совсем точным, известные отличия есть, и пока что их не удалось окончательно интерпретировать, но это никак не умаляет прорыва, который вызвало данное открытие). Метод Яманаки – индукция плюрипотентности – оказался по-настоящему сенсационным, и уже через пять лет был по праву отмечен Нобелевской премией. История не помнит других случаев, чтобы это случалось так быстро.

Из индуцированных плюрипотентных клеток можно в том числе генерировать стволовые клетки мозга, а из них, в свою очередь, нейроны. Таким образом, весь длительный процесс развития нервной клетки хотя бы в существенной мере можно воспроизвести в чашке для клеточных культур. Немало людей хотят и вольны думать, что однажды выращенные таким образом нейроны (или клетки-предшественницы нейронов) можно будет подсаживать в мозг в рамках терапевтической трансплантации клеток – в полном соответствии с картинами, которые рисовали себе пионеры нейротрансплантации (к их широкому кругу принадлежал и Фред Гейдж), а также с идеей исследования стволовых клеток, ориентированного на медицинское применение, из которой, в частности, разгорелся большой спор вокруг этой темы. В этом состоит связь между такого рода исследованиями и нейрогенезом взрослых.

Открытие Яманаки и беспрецедентно быстрое признание, которое оно получило, говорят о фундаментальном изменении парадигмы: это переход от пропитанного взаимоуважением исследовательского мира к миру самоуверенной торговли. Конечно, в науке всегда встречались такого рода амбиции, и нужно остерегаться, чтобы не слишком идеализировать воззрения прошлого, которые царили до Яманаки. Здесь наука сделала большой шаг в определенном направлении, и следующую стадию его бурного развития мы сегодня наблюдаем в виде все более широкого применения методик генной модификации (системы CRISPR/Cas). Итак, индукция плюрипотентных стволовых клеток оказала двойственное действие: благодаря ей разрешилась этическая дилемма, но она же стала шагом к новой, самоуверенной биологии – биологии синтеза, причем синтеза в очень широком смысле.

Напротив, в рамках исследований стволовых клеток в контексте нейрогенеза взрослых ученые в первую очередь занимаются интерпретацией природных явлений в том виде, в котором мы их наблюдаем. С другой стороны, разработки Яманаки по репрограммированию также привели биологов к фундаментальному осознанию: условия, которые определяют потентность стволовых клеток[25] (в том числе обеспечивающих нейрогенез взрослых), в целом составляют «программу».

Стволовые клетки: определение

Но что такое вообще стволовые клетки? Помимо простого определения, согласно которому стволовая клетка – это клетка, из которой образуются другие клетки, существует множество более подробных определений, и все они вертятся вокруг сути данного явления, но не могут ее по-настоящему ухватить. Даже происхождение этого термина покрыто мраком[26]. Вероятно, нынешняя концепция стволовых клеток возникла в репродуктивной медицине 50-х годов XX века.

Современное формальное определение гласит, что стволовая клетка – это клетка недифференцированная, но, с одной стороны, способная к «бесконечному самообновлению» (посредством деления), а с другой – к образованию более дифференцированных, то есть более зрелых дочерних клеток. Естественно, и то и другое вместе возможно только при условии так называемого асимметричного деления клетки. Чтобы соблюсти критерий самообновления, должна образоваться дочерняя клетка, неотличимая от материнской; одновременно с этим должна получиться вторая дочерняя клетка, которая выйдет из недифференцированного состояния и последует по определенному пути развития. Таким образом, асимметричное клеточное деление – это тоже определяющий признак настоящей стволовой клетки.

Отличающаяся дочерняя клетка, которая при этом образуется из стволовой, обладает некоторыми свойствами стволовых клеток, но ее способность к самообновлению перестает быть бесконечной, и за ней уже закреплен более или менее узкий путь развития. Эти клетки называются «клетки-предшественницы».

Досадным образом, термин «клетки-предшественницы» (die Vorläuferzelle) в немецком языке также обозначает родовое понятие, объединяющее стволовые клетки и их дочерние клетки[27]. В английском дело обстоит иначе: родовое понятие – это «precursor cell» («клетка-предшественница»), а дочерние клетки называются «progenitor cell» («прогениторные клетки»). Такая расплывчатость немецких терминов постоянно вызывает путаницу. Кроме того, выражение «стволовая клетка» в быту (а часто и в науке) употребляют очень широко и неточно.