В погоне за памятью. История борьбы с болезнью Альцгеймера - Джозеф Джебелли

Однако и у моделирования индуцированных стволовых клеток есть несколько неприятных недостатков. В процессе перепрограммирования у клеток зачастую появляются непредсказуемые странности. У некоторых сохраняется «память» об их зрелых предшественницах (в виде химической модификации ДНК), и они не желают превращаться в однородную культуру клонов. Кроме того, ученые не спешат верить данным, полученным при изучении нейронов из стволовых клеток, ведь нейроны у больных болезнью Альцгеймера гораздо старше. А при пересадке возникают куда более серьезные опасения – клетки иногда начинают бесконтрольно размножаться и порождать опухоли. К тому же терапия с их помощью – это не всегда практично, ведь на выращивание культуры уходит примерно пять месяцев, а из этого следует еще один недостаток – такое лечение очень дорого обходится. А поскольку при болезни Альцгеймера отмирает очень много нейронов, ученые задались вопросом, насколько при ней помогает пересадка индуцированных стволовых клеток – какой в них толк, если они так долго растут, что не успеют заменить достаточно нейронов? Да и удастся ли вырастить их в достаточном количестве? Одно дело – совершить революционное открытие в лаборатории, и совсем другое – найти ему практическое применение в реальной жизни. К счастью, многие ученые считали, что бояться препятствий не стоит, и все больше исследовательских групп предлагали больным сдавать клетки кожи.

– Да-да, давайте! Сделайте мне реимплантацию! – воскликнула Виктория Хантли и расхохоталась, да так оглушительно, что хватило бы на небольшой концертный зал. Виктория – профессиональная сиделка, мать двоих детей. Ей было 35 лет, когда она узнала, что в ее семье передается по наследству болезнь Альцгеймера с ранним дебютом. Через год она сделала анализ. Результат был положительным.

Виктория родилась в небогатой семье в Уолтемстоу на восточной окраине Лондона в 1968 году. У нее трое братьев и сестер. Когда Виктория еще училась в школе, стало заметно, что с ее матерью Сьюзен творится что-то неладное: она стала забывчивой, рассеянной, разучилась делать самые простые домашние дела, даже заваривать чай. Вскоре Сьюзен бросила работу в парикмахерской. Она больше не могла работать – постоянно ошибалась, например, красила клиенткам волосы не в тот цвет. Но ей еще не исполнилось и 40 лет. Отец Сьюзен умер от какой-то болезни мозга, он почти все зрелые годы провел в психиатрической больнице, и Сьюзен, похоже, ждала та же участь. Она не хотела расстраивать детей, пыталась скрыть симптомы и делать вид, что все нормально.

– Я ее понимаю, ведь мы были еще совсем маленькие, – призналась Виктория.

Сьюзен умерла в апреле 2006 года, ей было всего 56 лет. Незадолго до смерти Сьюзен ее лечащий врач выяснил, что у нее редкая мутация гена под названием «пресенилин-1» (PSEN1). Эту мутацию открыли врачи из Университета Торонто в 1995 году, за четыре года до открытия гена-предшественника бета-амилоида. Дефектный ген обнаружили в семье французских канадцев. У носителей пресенилина-1 болезнь Альцгеймера проявляется уже в 30 лет. Как именно ген вызывает столь раннюю разновидность болезни Альцгеймера, пока неясно, но есть надежные данные, что он косвенно влияет на образование бляшек. Дело в том, что в отличие от гена-предшественника бета-амилоида, который отвечает за сам амилоид, пресенилин-1 кодирует фермент, который в норме разбивает амилоид на мелкие кусочки. А дефектный ген оставляет аномально крупные куски бета-амилоида, которые затем слипаются и образуют бляшки в тканях мозга. Если гипотеза амилоидного каскада Джона Харди верна, больше ничего и не требуется.

Однако в 2005 году Викторию эти частности волновали меньше всего. Она просто хотела точно знать, есть ли у нее мутация пресенилина-1.

– Почему я хотела это выяснить? Потому что все думала и думала об этом и никак не могла перестать! – ответила она на мой вопрос, сощурясь от яростной сосредоточенности. – Едва с ума не сошла.

Сейчас у Виктории уже появляются первые легкие симптомы, но она еще помнит, что почувствовала, когда узнала результат.

– Это самый правильный поступок в моей жизни! – сказала она мне и снова искрометно расхохоталась. Дело было холодным вечером в ноябре 2015 года. Мы весело болтали в ее гостиной. Рядом сидел муж Виктории Мартин – он помогал Виктории припомнить события прошлого. На правом плече у Виктории татуировка: буковки из «Скрэббла» составляют надпись «Подавись, Аль[…]геймер!» Пробел на месте буквы «ц» оставлен преднамеренно – Виктория хотела подчеркнуть, что ей «чего-то не хватает».

– Раньше я была застенчивой и обидчивой, – продолжала она, – но когда узнала, у меня мелькнула мысль: «А гори все огнем!»

Мартин объяснил, что она имеет в виду: когда Виктория узнала, как мало осталось жить ее разуму, супруги пустились во все тяжкие. Объехали полмира, побывали и в Америке, и в Африке, и в Средиземноморье. С размахом праздновали дни рождения – ведь теперь каждый год стал настоящей святыней. И наконец оформили свои отношения: тянуть со свадьбой не было смысла.

Я спросил, в каком году они поженились. Виктория не смогла вспомнить и обратилась за помощью к мужу. Он напряженно уставился в потолок, молчание чуть-чуть затянулось.

– Ну вот! – упрекнула его Виктория. – Давай вспоминай! Еще не хватало, чтобы и ты расклеился!

– В две тысячи седьмом, – ответил Мартин.

– Ура! Молодчина! – сказала Виктория. – Молодчина!

Как ни бурно супруги радовались жизни, но вскоре им пришлось задуматься о будущем. У Виктории было двое детей, и у каждого – 50-процентный шанс на то, что их жизнь оборвется задолго до срока. Так что когда ученые из Лондонского института неврологии предложили ей сдать кожу для исследования стволовых клеток, она сразу согласилась.

Институт неврологии – неприметное двенадцатиэтажное здание неподалеку от Британской библиотеки и многолюдного подземного лабиринта станции метро «Кингс-Кросс». Там работают более 500 человек, в том числе Селина Рей. Она выросла в шахтерском городке Барнсли в Южном Йоркшире и первой в семье получила высшее образование, а интерес к болезни Альцгеймера пробудили в ней выдающиеся университетские преподаватели. Получив бакалаврскую степень по биохимии, Селина продолжила обучение в докторантуре по биологическим аспектам болезни Альцгеймера, а в марте 2009 года поступила на работу в Институт неврологии, где теперь выращивает индуцированные стволовые клетки из тканей больных болезнью Альцгеймера. 11 ноября 2015 года я застал Селину Рей в ее лаборатории – небольшой комнатке без окон, полной стеклянных пипеток и мензурок, с белыми полками, уставленными химикатами и реагентами, и высоким серым инкубатором, который тихонько впитывал углекислый газ. На двери красовалась наклейка: «Здесь побеждают деменцию».

Процедура выращивания клеток – сложный, длительный процесс, в ходе которого приходится манипулировать с нестабильными культурами и следить за их неуловимыми изменениями. Сначала выращивают культуру клеток человеческой кожи, которые называются фибробласты. Для этого кусочек кожи не больше горошины мелко нарезают и оставляют в питательном бульоне (жидкости, содержащей все необходимые питательные вещества и аминокислоты) примерно на шесть недель. Параллельно выращивают другую фибробластную культуру, к которой впоследствии добавляют четыре перепрограммирующих гена – Oct4, Sox2, c-Myc и Klf4, которые вместе называют факторами Яманаки, затем три месяца растят культуру плюрипотентных индуцированных стволовых клеток, в которой отдельные фибробласты начинают формировать колонии стволовых клеток. Потом из нее создают культуру клеток – предшественников нейронов, состоящую из новорожденных нейронов, которые развиваются, когда стволовые клетки погружают в особый питательный бульон, способствующий возникновению нейронов. После этого начинается стодневный период созревания, который называется «кортикогенез»: нейроны создают синапсы, испускают электрические импульсы, высвобождают нейромедиаторы, в данном случае глутамат, и в итоге возникает культура зрелых человеческих глутаматергических нейронов. Если у тебя хватает упорства проделывать все это изо дня в день, зная, что попытки, скорее всего, окажутся тщетными, значит, биохимические исследования – твое призвание.