Дэйл Бредесен - Нестареющий мозг

• Название: Нестареющий мозг
• Автор: Дэйл Бредесен
• Жанр: Медицина
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-04-094865-9

Многие из нас знают кого-то, кто пережил рак. Но до настоящего времени мы не знали никого, кто бы смог пережить болезнь Альцгеймера. Долгие годы снижение когнитивных навыков рассматривалось как необратимый процесс. Но в 2017 году группа ученых во главе с доктором Бредесеном произвела революцию в мире медицины, создав протокол ReCODE.

---

Важно понимать, что методы лечения будут кардинальным образом отличаться в зависимости от того, являются ли нейродегенеративные процессы случайными или запрограммированными (т. е. результатом нормальной, но по каким-то причинам вышедшей из-под контроля физиологии головного мозга). Если нейродегенерация сродни капле кислоты в мозге, необходимо нейтрализовать эту кислоту и подумать над использованием стволовых клеток, чтобы «заселить» пораженные участки новыми нейронами. Если же это часть внутренней мозговой программы, которая используется для поведения вполне обычных процессов, подход будет совсем иным: нам потребуется детально изучить программу и понять, в какой момент она дала сбой, перенастроить ее и восстановить здоровье головного мозга.

Клеточный суицид. Безболезненный, но приводящий ко многим изменениям

Когда в 1989 году я основал собственную лабораторию, не существовало простой модели нейродегенеративных заболеваний в чашке Петри, а значит, и способа разграничить эти две вероятности. В отличие от раковых клеток, которые можно взять у пациента и выращивать в лабораторных условиях, изучая их поведение и уязвимость, нельзя отрезать кусок мозга живого человека и вынуть часть нейронов. А потом, как оценить действие болезни Альцгеймера в лаборатории? Этого на тот момент тоже не умели. Чтобы понять, почему при нейродегенеративных заболеваниях, например при болезни Альцгеймера, происходит разрушение нейронов и синапсов, нужно вырастить нейроны в лаборатории и воспроизвести стадии, через которые они проходят на пути к заболеванию. Такая нейронная клеточная культура должна быть генетически изменяема, т. е. мы должны иметь возможность менять гены в нейронах и отслеживать, как это скажется на их поведении и течении болезни. Перед нами стояла цель разработать модель in vitro[10], довольно точно имитирующую болезнь. Конечно, нейроны не могут заблудиться в собственном доме или забыть лица родных и близких, но в теории они могут подвергнуться тем же процессам дегенерации, что и нейроны в головном мозге человека с болезнью Альцгеймера. Так, в свое время исследователи-онкологи вырастили в пробирке раковые клетки, чтобы проследить их прогрессирование и, соответственно, реакцию на потенциальные противораковые препараты. Честно признаться, в 1990-х годах ученые с большим скептицизмом воспринимали идею создания in vitro модели нейродегенерации. Они свято верили, что процессы, происходящие в чашке Петри в течение нескольких часов или дней, не имеют никакого отношения к процессам, годами протекающим в организме людей, страдающих дегенеративными заболеваниями. К счастью, это убеждение оказалось ложным, и то, что мы смогли узнать на примере данной модели, в конечном итоге позволило разработать первую эффективную программу по восстановлению когнитивных функций.

Лабораторные исследования показали: клетки, в которые введены гены болезни Альцгеймера, при ухудшении условий жизни запускают программу клеточного самоубийства, даже не пытаясь сопротивляться.

В 1994 году совместно с коллегами я стал выращивать мозговые клетки человека и грызунов в чашке Петри. (Человеческие образцы были взяты из нейробластомы или глиомы; такие раковые клетки растут вечно и являются бесценным источником клеточных линий в ходе любых исследований. Недавно они почти повсеместно были заменены стволовыми клетками, но в 1994 году их было не достать). С помощью так называемого процесса трансфекции мы ввели в клетки гены, связанные с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями, и стали наблюдать их поведение. Вначале казалось, что они ничем не отличаются от обычных клеток.

Но потом обратили внимание на их склонность к самоубийству! Когда мы «портили жизнь» контрольным клеткам, удаляя некоторые питательные вещества или добавляя токсичные соединения в чашку Петри, они благополучно отражали «нападение», тогда как клетки, содержащие гены того или иного дегенеративного заболевания, сразу умирали, даже не пытаясь сопротивляться! Словно целый батальон капитулировал после того, как враг сделал всего пару выстрелов в воздух. Это обстоятельство проявлялось повсеместно, и неважно, с чем ассоциировался введенный ген – болезнью Лу Герига, Гентингтона или Альцгеймера.

При детальном рассмотрении мы обнаружили, что клетки с генами болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний не погибали старым добрым способом. Нет. Они запускали так называемую программу самоубийства – ряд биохимических процессов, разрушающих клетку изнутри. Своеобразный клеточный «клуб самоубийц». Если вернуться к вышеупомянутому сравнению, то наш батальон не просто капитулировал, попав под обстрел, а уничтожил себя своим же оружием. Когда я впервые обратил на это внимание, то был одновременно шокирован и счастлив. Впервые в истории за несколько дней нам удалось проделать с крошечными клетками то, что в течение долгих лет происходит с мозгом человека, страдающего нейродегенеративным заболеванием. Теперь можно было приступить к разработке терапевтических методов, позволяющих не допустить или обратить впять подобные процессы.

Клеточный суицид в нужное время и в нужном месте – абсолютно нормальное явление. Например, пока вы досчитаете до двух, миллион белых кровяных телец совершит самоубийство! Но он тут же будет заменен миллионом новых белых кровяных телец. Запрограммированная смерть клеток крайне необходима для правильной работы организма. Без нее у нас были бы перепончатые пальцы (так как сохранялись бы ткани между ними), торчащий из черепа мозг, безудержная онкология (ведь раковые клетки перестанут совершать суицид, как это происходит сейчас) и множество других проблем. Так что клеточный суицид – это основа жизни.

С другой стороны, слишком активная смерть клеток, их гибель не в нужном месте и не в нужное время является причиной врожденных дефектов, повреждений органов и, как показал эксперимент 1994 года, нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера. Когда мы установили, что гены, ассоциирующиеся с болезнью Альцгеймера, заставляют клетки мозга совершать суицид, то обрели главное – простую модель заболевания в пробирке. Теперь нам нужно было выявить фундаментальные механизмы, лежащие в основе этих процессов, и протестировать потенциальные методы лечения. Конечно, все наши находки еще нужно было подтвердить на лабораторных животных – носителях человеческого гена болезни Альцгеймера (они называются «трансгенные мыши с болезнью Альцгеймера»), а затем – на пациентах. Однако чтобы найти нужный элемент в «мозаике» болезни Альцгеймера, в ходе опытов на животных требуется примерно полгода, а клеточная культура позволила нам сделать это всего за пару дней. Таким образом нам удалось быстро сузить рамки возможных механизмов заболевания, изучить тысячи химических соединений и выявить те, которые блокируют развитие деменции.

Эврика!

В голове каждого из нас находится супермощный компьютер. По оценкам ученых, он состоит из 100 миллиардов нейронов и у каждого примерно по 10 000 соединений, т. е. всего в мозге один квадриллион – 1 000 000 000 000 000 – соединений или, как они называются по-научному, синапсов. Мысли, чувства, воспоминания, решения, превосходно выполненные арабески, произведения искусства, идеальные мошенничества, проявления любви, акты терроризма, грехи и подвиги – все зарождается в этих соединениях, через которые клетки мозга общаются между собой. Решения, когда-либо принимавшиеся на земле, – отправить Иисуса Христа на Голгофу, убить Юлия Цезаря, зайти в «Старбакс» и выпить кофе, голосовать за N на выборах – результат перехода импульса от одного нейрона через синапсы к другому, и так по цепочке, пока вы не начнете говорить и действовать, т. е. не выразите активность, происходящую в мозге.

Нейронам нужен способ получать информацию извне, т. е. из той области, в которой они находятся. Для этих целей у них есть рецепторы – внутриклеточные молекулы белка, которые доставляются на поверхность клетки, как камеры слежения доставляются от производителя к дому, где будут установлены. Рецепторы воспринимают то, что происходит вне (и внутри) клетки, служащей своеобразным котлом молекулярной информации. Одни рецепторы распознают гормоны щитовидной железы, другие – витамин D, третьи – эстрадиол, четвертые – фактор роста нервов, дофамин или нейромедиаторы, ассоциирующиеся с ожиданием вознаграждения. Они «чувствуют» молекулы вне (или внутри, в зависимости от рецептора) клетки, «поглощают» их, как терминалы зоны погрузки «поглощают» фургоны с продуктами, и инструктируют клетку реагировать соответствующим образом, инициируя ряд биохимических реакций[11]. Каждый рецептор выполняет это работу более миллиарда раз в сутки, в противном случае человек превратился бы в безжизненную куклу. Когда мы обнаружили рецептор в базальном переднем мозге, области, которая при болезни Альцгеймера страдает больше всего, и не могли понять его назначение, наше любопытство разгорелось с новой силой.