В погоне за памятью. История борьбы с болезнью Альцгеймера

В августе 2014 года Ду Ён Ким, ведущий специалист по болезни Альцгеймера в Гарвардском университете, создал культуру стволовых эмбриональных клеток, которая моделирует болезнь с такой точностью, что ее назвали «болезнь Альцгеймера в чашке Петри»⁹. Ким вырастил клетки в желе, и у него получилась трехмерная культура, похожая, по словам одного его коллеги, на «мини-сферические мозги». Нейроны из этой культуры – не клетки больных, но в чашке Петри с ними образовались самые настоящие бляшки и клубки, чего в культурах индуцированных стволовых клеток пока не удалось получить. На самом деле это не удалось больше никаким моделям культур клеток: там бета-амилоид просто рассеивается в чашке, будто пыль, а тау-белок никогда не формирует клубков. Все равно что пытаться воспроизвести ковбойскую перестрелку без оружия. Часто говорят, что это ахиллесова пята всего этого направления исследований. Однако модель Кима даст ученым долгожданную возможность определить, что же связывает бляшки с клубками на молекулярном уровне. А кроме того, теперь станет возможным в считаные месяцы испытывать сотни лекарств.

Но Селину Рей это не обескуражило.

– Думаю, наши модели дополняют друг друга, – говорит она. – Просто нужно выбирать подходящую в зависимости от научной задачи.

Что же говорит ученым вроде Селины Рей мутация пресенилина-1, обнаруженная у Виктории?

– Все, что мы наблюдаем, подтверждает гипотезу амилоидного каскада, – говорит Селина. – Но я думаю, что нам нужно нацеливаться и на амилоид, и на тау, поскольку, когда болезнь уже началась, на первый план, по-моему, выходит тау-белок. И вообще, стоит заходить с обеих сторон – блокировать возникновение болезни, но при этом предполагать, что уже начали образовываться клубки.

А что Селина думает о трансплантации? Сможем ли мы когда-нибудь выращивать новые нейроны в чашке Петри и пересаживать их в пораженный деменцией мозг?

– Я думаю, стоит придерживаться принципа «никогда не говори “никогда”», ведь и само изобретение этой технологии стало для всех неожиданностью. Но мне представляется, что сильная сторона клеточных культур даже не в этом. Когда при вскрытии смотришь на мозг, пораженный болезнью Альцгеймера, видно, как обширны и повсеместны повреждения. Поэтому представить себе, что мы вырастим новые клетки и поместим их обратно в мозг, а они после этого встроятся в хитросплетения нейронных связей и все станет как было… нет, пожалуй, мы просим слишком много. По крайней мере пока.

На самом деле мы «просим» решения двух задач. Первая – структурная. Мозг зарождается во внешнем слое кожи эмбриона и проходит несколько сложных этапов созревания, и этот необычайно деликатный процесс развивается точно по расписанию. Поскольку болезнь Альцгеймера так безжалостно разрушает все это прекрасное здание, то успешная трансплантация станет возможна лишь тогда, когда технология индуцированных стволовых клеток усовершенствуется до такой степени, чтобы ученые получили возможность выращивать целиком отделы мозга, вместе с кровеносными сосудами, миелином и спинномозговой жидкостью (вот почему мини-сферические мозги Кима так воодушевляют исследователей). Вторая задача – задача интеграции. Мозг растет долго. Одни гены, отвечающие за его строительство, задействованы лишь в определенные окна развития в первые годы жизни, а другие, – напротив, дремлют до зрелых лет. Поэтому если ученые не смогут модифицировать индуцированные стволовые клетки, чтобы они лучше отражали подобную молекулярную тонкую настройку, то пересаживать их – все равно что, по выражению одного профессора, просить начинающего пианиста исполнить последнюю балладу Шопена.

Однако некоторые находки ученых показывают, что надежда на трансплантацию есть. В 2014 году Пенелопа Халлетт из Гарвардского университета проделала вскрытия больных, которым 14 лет назад ввели трансплантаты стволовых клеток для лечения болезни Паркинсона (при которой тоже наблюдается катастрофическое отмирание нейронов), и сделала поразительное наблюдение: мало того, что трансплантаты остались нетронутыми и здоровыми, они еще и созрели и интегрировались в мозг «хозяина»¹⁰. Через год Пенелопа Халлетт продолжила исследования, чтобы понять, как могла бы выглядеть такая трансплантация на практике. Эта процедура называется аутогенной трансплантацией стволовых клеток: индуцированные стволовые клетки физически внедряются в нужный участок при помощи инъекции. И это вскоре станет реальностью при самых разных болезнях. Опираясь на изучение болезни Паркинсона на модели приматов, Халлетт и ее группа показали, что аутогенная трансплантация индуцированных стволовых клеток, взятых из кожи, способна частично заместить черное вещество – зону мозга, которую разрушает болезнь Паркинсона. У животных это смягчало двигательные симптомы на срок до двух лет.