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

Дело было в октябре 1961 года. Кидд, врач, завершавший исследования по нейрофизиологии в Университетском колледже в Лондоне, наотрез отвергал все советы, связанные с карьерным продвижением. Он учился в Эшфорде, маленьком кентском городке, и сначала поступил в ВВС Великобритании, где служил операционным медбратом, после чего получил высшее медицинское образование в престижном Университетском колледже, а затем был принят туда на должность исследователя. Но теперь его контракт заканчивался, и оставался только один вариант – попробовать перейти в больницу на Мейда-Вейл на севере Лондона, где собирались при помощи последних достижений техники изучать разновидность деменции, так называемую болезнь Альцгеймера, о которой Майкл не имел ни малейшего представления, так что перед собеседованием пришлось восполнять пробелы3.

А Роберт Терри ни в чем не сомневался. Он был на десять лет старше Кидда и уже провел несколько лет в Париже – учился работать с электронным микроскопом в рамках курса патологии. Во время Второй мировой войны он служил в Восемьдесят второй Воздушной дивизии. Коллеги считали его человеком «сильным», «серьезным», «исключительно дельным»4. А теперь он работал в Нью-Йорке, в Медицинском колледже имени Альберта Эйнштейна в Бронксе, и ему не терпелось испытать микроскоп в чем-нибудь новом и оригинальном. Именно такой ему и виделась болезнь Альцгеймера – нехоженое поле, задача, которую никто в его области не пытался решать, насколько ему было известно.

Электронный микроскоп – трехметровая махина весом в полтонны – больше напоминал перископ подводной лодки, а не обычный микроскоп. При таких габаритах под него в большинстве лабораторий отводили отдельное помещение. Он был изобретен в 1930-е годы, а до этого ученые полагались на оптический микроскоп, который придумал голландский биолог-любитель Антони ван Левенгук (открывший с его помощью красные кровяные тельца). Оптический микроскоп собирает видимый свет при помощи системы линз и добивается увеличения до 1000 раз. А электронный микроскоп, который изобрели немецкие физики Эрнст Руска и Макс Кнолль, строит изображение при помощи пучка электронов и способен увеличивать предметы в два миллиона раз, то есть в 2000 раз сильнее прежнего. В 1937 году венгерский физик Ладислав Мартон начал с его помощью делать изображения биологических образцов и опубликовал первые снимки бактерий, полученные на электронном микроскопе. Вскоре после этого и другие исследователи получили фото крылышек мухи, вирусов и клеток кожи.

Для исследований болезни Альцгеймера это была настоящая революция. Под обычным микроскопом клетки мозга похожи на скопление планет на ночном небе, а под электронным получается словно бы съемка со спутника: на каждом небесном теле видны континенты, горные кряжи, раскинувшиеся города. В европейских и американских лабораториях без электронного микроскопа было уже не обойтись. И вот тогда Кидд и Терри и приступили к изучению подробностей ландшафта мозга, пораженного болезнью Альцгеймера.

Кидд и Терри независимо брали пробы мозговой ткани у живых больных болезнью Альцгеймера и при помощи электронного микроскопа рассматривали бляшки и клубки5. Ни тот, ни другой не представляли себе, чего можно ожидать. Они тщательно нацеливали электронный душ – и в поле зрения выползал призрачный темный силуэт. Бляшки Альцгеймера, еще недавно такие далекие и непонятные, уже не напоминали россыпь маленьких безобидных частичек. Теперь стало видно, что каждая бляшка – это огромный ком переплетенных черных нитей, спутанных, будто моток колючей проволоки. Теперь стало понятно, откуда взялась их разрушительная сила. Эти темные нити сокрушали нервные клетки, а иногда прямо-таки прошивали их насквозь.

Еще пристальнее вглядевшись в эти руины, ученые вскоре натолкнулись еще и на какие-то узлы вещества, которые словно бы душили клетки изнутри. И почти сразу стало понятно, что этот враг совсем иного рода. Эти волокна были на удивление аккуратно скручены в жгуты, очень похожие на двойную спираль ДНК, которую открыли десятью годами раньше Уотсон и Крик.

«Хочешь понять функцию – пойми структуру», – учил, как известно, Крик. Кидд и Терри мыслили в этом же ключе и начали изучать атомную архитектуру бляшек и клубков, сравнивали с тем, что они уже знали о поведении органических молекул. Они и не подозревали, что только что заключили важнейший союз со стремительно развивающейся наукой биохимией.

Ученые единодушно заключили, что компоненты бляшек очень напоминают вещество под названием амилоид. Этот термин ввел в обращение Рудольф Вирхов в 1854 году – латинское слово amylum («крахмал») с греческим суффиксом «-оид» – «подобный»; Вирхов принял это вещество за разновидность сахара. К тому времени, как Кидд и Терри приступили к исследованиям, уже было установлено, что на самом деле амилоиды состоят из больших белков.

Белки – это химические рабочие лошадки живой материи. В любой клетке организма тысячи разных белков. Одни, простые и маленькие, и исполняют рутинные задачи – например, поддерживают структуру клетки, – другие, большие и сложные, играют множество ролей в различных задачах: обеспечивают мобильность клетки, коммуникацию и защиту от рака. Белки состоят из цепочек аминокислот, свернутых в сложные трехмерные структуры, и служат в клетке «актерами» (а, скажем, гены просто пишут «сценарий», «инструкции», по которым строятся белки). То есть гены – источник жизни, однако состоит она из белков. Но иногда какой-нибудь белок ломается, пропадает с радара и откладывается в органах и вокруг них. К шестидесятым годам ученые начали замечать интересную особенность амилоидных отложений: их много при многих заболеваниях, в том числе при диабете, почечной недостаточности и некоторых сердечно-сосудистых болезнях. Видимо, болезнь Альцгеймера тоже следовало включить в этот список.

Однако между учеными вышел спор по поводу структуры клубков. Кидд был поражен ее сходством с ДНК и на этом основании назвал ее «двойными спиральными волокнами». А Терри, напротив, полагал, что каждая нить – это тонкая трубочка, «скрученная нейротрубка». Я видел эти нити в лаборатории и, признаться, часто думаю, что и то, и то – правда. Казалось бы, мелочи, но правильный ответ был необходим как воздух: такого рода дотошность в свое время помогла ученым понять, как ведут себя вирусы.

В течение ближайших тринадцати лет ни Кидд, ни Терри не могли разобраться, кто же прав. А затем, в 1976 году, опираясь на данные новейших моделей электронного микроскопа и достижения биохимии, Терри обнаружил, что прав был Кидд: волокна действительно представляют собой странную двойную спираль, по структуре похожую на ДНК.

Знать структуру клубков было очень важно, поскольку стало ясно, что они фундаментально отличаются от бляшек – те были сферическими и содержали будто бы стопки амилоида, сложенные друг на друга, словно ступени на лестнице. Это дало основу для дальнейших вопросов о взаимоотношениях бляшек и клубков. Что появляется сначала, а что потом? Может быть, одно – причина другого? И нужно ли наличие и бляшек, и клубков, чтобы возникла болезнь?

Теперь нужно было сдернуть с болезни Альцгеймера покров «нормального» старения. «К старческому слабоумию нужно было подойти серьезно, а для этого, кроме всего прочего, осознать, что это не социальная, а скорее научная проблема, – писал историк науки Джесс Бэллинджер. – Следовало изучать не столько процесс старения как таковой, сколько непосредственную реальную угрозу – страшную болезнь»6. Иначе говоря, то, что болезнь Альцгеймера свойственна пожилым, было не так уж и важно. Это болезнь, и ее требовалось распознать и четко определить. Но для этого необходимо было провести корреляцию между болезнью Альцгеймера и патологией мозга: ученым предстояло доказать, что болезнь Альцгеймера можно выявить и количественно оценить при изучении тканей мозга.