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

Будущее регенеративной медицины сулит много чудес. Достаточно вспомнить очень странный и даже немного жутковатый детектив, приключившийся в Калифорнии весной 2012 года.

В 1956 году, за полвека до того, как труды Яманаки гальванизировали само понятие регенеративной медицины, Клайв Маккей, геронтолог из Корнельского университета, провел кошмарный эксперимент. При помощи крошечных ножниц и хирургических шовных материалов он соединил двух крыс, молодую и старую, создав им общую систему кровообращения1. Это получило название «парабиоз» (от греческого αρα – «рядом» и βiοs – «жизнь»). Целью ученого было исследовать, как он писал, «возможность обратить патологические изменения в старом организме, омыв его ткани кровью молодой особи».

Труды Маккея опирались на наследие немецкого алхимика Андреаса Либавия, который в 1615 году предложил соединить артерии старика с артериями юноши. Неизвестно, провел ли Либавий такой опыт в действительности, но в успехе предприятия он не сомневался: «Горячая, пылкая кровь юноши вольется в тело старика, словно из источника вечной молодости, и от немощи не останется и следа»2.

Мысли Либавия вдохновили французского зоолога Поля Бера, и он в 1864 году провел радикальное исследование на крысах, результаты которого опубликовал в виде статьи Expériences et considérations sur la greffe animale («Опыты и соображения по пересадке у животных»)3. Это было первое документально засвидетельствованное исследование парабиоза. За него Бер получил награду Французской академии наук. Однако главной целью Бера было показать, что такие методы в принципе возможны: он продемонстрировал, как соединить двух крыс кровеносными сосудами, и показал, что жидкость, впрыснутая одному животному, попадает в кровоток второго.

А у Маккея идеи были те же, что и у Либавия, и он был одержим выяснением биологических механизмов старения и долголетия. Со времен античности старение объяснялось угасанием загадочного «врожденного жара», как называли его древние греки. Без него тело остывало и высыхало. И тысячелетиями слагались легенды о сказочном источнике вечной молодости, дарующем юность и бессмертие всем, кто испил из него. А кроме того, на протяжении всей истории человечества поговаривали, будто загадочный эликсир юности таится в молодой крови. Римскому императору Константину, страдавшему проказой, языческие жрецы неоднократно советовали купаться в детской крови. Когда в Париже в XVIII веке стали пропадать дети, считалось, что их кровь нужна для ванн короля Людовика XV. Ходили даже слухи, что северокорейский диктатор Ким Чен Ир делал себе инъекции крови здоровых юных девственниц, чтобы стареть помедленнее.

За этими отвратительными слухами, в которые верится с трудом, стоят ужасные преступления, однако очень может быть, что они не лишены рациональных оснований. В ходе своих опытов Маккей обнаружил, что постоянный кровообмен между старыми и молодыми крысами укрепил кости престарелых животных и они стали похожи на кости их юных партнеров. В крови было что-то, что их омолаживало, но что именно? И какие еще органы и системы оно могло омолодить? Больше этим почти никто не занимался – не вполне понятно почему, но, возможно, из-за того, что у подобных открытий могли быть крайне неприятные последствия. Ответы были получены лишь недавно благодаря двум американским университетам.

Первыми были гарвардские ученые во главе с Эми Вейджерс. Эми, пепельная блондинка с серо-голубыми глазами, занимается перспективными исследованиями стволовых клеток. Она возродила эксперименты по парабиозу, когда в начале 2000-х годов проходила стажировку в Стэнфорде под руководством Ирвинга Вейсмана. Вейсман десятки лет изучал примеры парабиоза в природе, и его очень интересовало морское животное под названием ботриллус Шлоссера (молодое животное отпочковывается от родителя, а затем растет на нем, пока родитель не погибает, после чего потомство пожирает его). Эми Вейджерс заинтересовалась исследованиями перемещения стволовых клеток, циркулирующих в крови, и Вейсман посоветовал ей изучать парабиотических мышей. Этими исследованиями Эми занималась в Гарварде, где в мае 2004 года основала собственную лабораторию.

Между тем в Стэнфорде было много разговоров о жутких экспериментах Эми Вейджерс, и довольно скоро ей предложили сотрудничество исследователи биологии старения во главе с неврологом Томасом Рэндо. Эми согласилась, перебралась обратно в Стэнфорд, и в 2005 году ученые открыли, что при соединении молодых и старых мышей у пожилых животных омолаживаются ткани мускулатуры и печени4.

Затем Эми Вейджерс вернулась в Гарвард и показала, что молодая кровь омолаживает еще и сердце, и спинной мозг. Это было сокрушительно: оказалось, что подо всеми древними сказками о целительной силе молодой крови есть прочная научная основа. Об открытиях Эми писали в прессе. Один заголовок гласил: «Вампирская терапия. Молодая кровь, вероятно, помогает обратить старение»5.

Находки Эми Вейджерс вдохновили другого стэнфордского невролога Тони Вайс-Корея пойти еще дальше и исследовать, не помогает ли молодая кровь при болезни Альцгеймера.

За один-единственный день кровь человека пробегает по капиллярам, венам и артериям 96 000 километров – достаточно, чтобы четырежды обойти земной шар. Она проходит все органы тела, но целых 25 % ее объема попадает исключительно в мозг. Почему? Потому что перенос кислорода – далеко не единственная задача крови. В плазме крови, то есть в жидкой ее части, помимо красных и белых кровяных телец, есть еще более 700 белков. Функции большинства из них для нас полнейшая загадка. Однако эти белки, как и все остальное, меняются с возрастом: одни исчезают, других становится все больше и больше. Тони Вайс-Корей задался вопросом, как сказываются эти изменения на мозге и не влияют ли они на память.

В поисках ответа Вайс-Корей начал с плазмы молодых мышей. Сначала он построил особый водный лабиринт, который проверяет пространственную память у мышей – так называемый водный лабиринт Морриса. Животное помещают в емкость с водой, и спастись оно может, только если доплывет до места, где расположена маленькая подводная платформа. Обычно молодые мыши сразу запоминают, где находится платформа, и впоследствии быстро ее находят, а пожилым мышам трудно запомнить, где она, и поэтому они выплывают дольше (немного похоже на поиски своей машины на заполненной парковке после целого дня в торговом центре). Примечательно, что когда Вайс-Корей вводил старым мышам молодую плазму, они справлялись с задачей так же хорошо, как их юные «коллеги»6.

Это придало ученому смелости, и он решил исследовать, что происходит на клеточном уровне. У млекопитающих, особенно у людей, обучение и память связаны с нейронными цепочками в коре головного мозга и в гиппокампе. Количество и сила клеток в этих зонах (сила – это та самая долговременная потенциация, о которой мы говорили в главе третьей, нейронный аналог памяти) в конечном итоге определяет, насколько хорошо работают высшие когнитивные механизмы. Поэтому Вайс-Корей, наладив парабиоз в парах старых и молодых мышей, предложил сотрудникам окрасить тонкие срезы мозга животных красителем, связывающим новорожденные нейроны. Как ни удивительно, новых нейронов в гиппокампе старых мышей оказалось в три-четыре раза больше, чем у их молодых напарниц. Более того, у молодых мышей эффект был противоположным – нейроны рождались реже. Тогда Вайс-Корей решил проверить, что делается с зубчатой извилиной – участком гиппокампа, который регулирует возникновение новых воспоминаний. Увиденное его поразило. Нейроны у старых животных порождали больше синапсов, и долговременная потенциация у них была лучше. У старых мышей улучшалась память. А с молодыми опять же происходило прямо противоположное.