Сиддартан Чандран: Может ли поврежденный мозг излечить сам себя?

Мне очень приятно быть здесь сегодня и поговорить с вами о том, как мы можем восстановить поврежденный мозг. Мне особо интересно это направление, так как, будучи неврологом, я верю, что оно предоставляет один из величайших способов, который смог бы обнадежить пациентов, живущих с губительным и пока что неизлечимым заболеванием мозга.

Вот проблема. Вы видите картинку чьего-то мозга с болезнью Альцгеймера и рядом здорового мозга. Очевидно, что в мозгу с болезнью Альцгеймера – обведено красным – присутствуют типичные повреждения — атрофия, рубцы. Я мог бы показать вам эквивалентные иллюстрации по другим болезням: рассеянный склероз, заболевания двигательных нейронов, болезнь Паркинсона, даже болезнь Гентингтона, и все они покажут аналогичную картину. Все вместе эти расстройства мозга представляют одну из сильнейших угроз нашего времени для здоровья населения. Приведенные здесь цифры действительно ошеломляют. Сейчас 35 млн человек живут с одним из этих заболеваний мозга и ежегодные расходы по всему миру составляют $700 млрд. Просто подумайте об этом. Это более чем 1% от глобального ВВП. Ситуация ухудшается, потому что все эти числа растут, ведь это в основном болезни, вызванные возрастом, а продолжительность жизни увеличивается. Поэтому мы должны спросить себя, почему, с учетом разрушительного влияния этих заболеваний на человека, не говоря уже о масштабе общественной проблемы, почему отсутствуют эффективные методы лечения?

Чтобы рассмотреть его, сначала я должен прочитать вам моментальный курс о том, как работает мозг. Другими словами, я должен рассказать вам все, чему я научился в медицинском училище. Но поверьте, это не займет слишком много времени. Хорошо? Итак, мозг невероятно прост: он построен на базе четырех клеток, две из которых показаны здесь. Существует нервная клетка, и также существует клетка миелинизации, или изолирующая клетка. Она называется олигодендроцит. И когда эти четыре клетки работают вместе в здравии и согласии, они создают экстраординарную симфонию электрической активности и именно эта электрическая активность предопределяет наши способности думать, выражать эмоции, запоминать, учиться, двигаться, чувствовать и так далее. Но также каждая из этих четырех отдельных клеток одна или вместе, могут стать дефектными или погибнуть, и когда это происходит, вы получаете повреждение. Вы получаете повреждение сети. Вы получаете нарушенные соединения. И это очевидно здесь с более медленной проводимостью. Но в конечном счете, это повреждение проявится в виде болезни, очевидно. И если начавшая умирать клетка — двигательная клетка, например, у вас будет заболевание двигательных нейронов.

Я бы хотел привести иллюстрацию из реальной жизни того, что происходит при заболевании двигательных нейронов. Это мой пациент по имени Джон. Джона я видел на прошлой неделе в клинике. Я попросил Джона рассказать нам о том, какие его проблемы привели к первоначальному диагнозу заболевания двигательных нейронов.

Джон: Меня обследовали в октябре 2011 и основной проблемой было дыхание, мне было тяжело дышать.

Сиддартан Чандран: Я не знаю, смогли ли вы все распознать, но Джон говорил нам о том, что проблемы с дыханием привели в конце концов к определению заболевания двигательных нейронов.

Для Джона с тех пор прошло 18 месяцев, и я попросил его рассказать нам о его текущем затруднении.

Джон: Сейчас мое дыхание ухудшилось. У меня появилась слабость в руках и ногах. Фактически я по большей части нахожусь в инвалидном кресле.

СЧ: Джон только что сказал нам, что он по большей части находится в коляске.

Эти два видео показывают не только разрушительные последствия заболевания, но они также говорят кое-что о шокирующей скорости его развития, потому что всего за 18 месяцев здоровый взрослый человек превратился в зависимого от коляски и респиратора. И давайте признаем, Джон мог бы быть вашим отцом, братом или другом.

Вот что происходит, когда умирает двигательный нерв. Но что происходит, когда умирает миелиновая клетка? У вас возникает рассеянный склероз. Снимок слева от вас – иллюстрация мозга, и это карта соединений мозга, поверх которой наложены области повреждений. Мы называем их областями повреждения от демиеленизации. Но они повреждены, и они белые.

Я знаю, о чем вы тут думаете. Вы думаете: «Боже мой, этот малый появился и сказал, что будет говорить о надежде, но все, что он сделал, это рассказал по-настоящему гнетущую и депрессивную историю». Я говорил вам, что эти болезни ужасны. Они разрушительны, их число растет, расходы ужасны, и хуже всего, у нас нет лечения. Где надежда?

Но знаете что? Я думаю, надежда есть. Надежда есть в следующем разделе, этом разделе мозга кого-то еще с рассеянным склерозом, потому что она иллюстрирует, что, к удивлению, мозг может восстанавливать себя. Он просто не очень хорошо это делает. Еще раз, я хочу показать вам две вещи. Первое — повреждения этого пациента с рассеянным склерозом. Еще раз, это одна из тех белых масс. Но важно, что область, обведенная красным, выделяет бледно-голубую область. Эта бледно-голубая область тоже была белой. Она была повреждена. А теперь восстановлена. Поясняю — это не из-за докторов. Это вопреки докторам, а не благодаря им. Это спонтанное восстановление. Оно удивительно, и оно произошло, потому что в мозгу есть стволовые клетки, которые могут создать новый миелин, новую изоляцию, которую можно проложить поверх поврежденных нервов. Это наблюдение важно по двум причинам. Первая бросает вызов одной из ортодоксальностей, которую мы узнали в медицинском училище, или по крайней мере я узнал, правда в прошлом веке, состоящей в том, что мозг не излечивает себя, в отличие, скажем, от кости или печени. Но на самом деле он делает это, просто делает это недостаточно хорошо. И второе, что он делает, и это дает нам очень четкое направление в походе за новой терапией — я имею в виду, не нужно быть ядерным физиком, чтобы знать, что делать. Необходимо просто найти способы стимуляции эндогенного, спонтанного восстановления, которое происходит в любом случае.

Вопрос в том, почему, если мы знали об этом на протяжении некоторого времени, почему у нас нет этих процедур? И это в частности отражает сложность создания лекарств. Вы можете думать о создании лекарств, как о достаточно дорогой, но рискованной ставке, и шансы по ставке грубо таковы: они составляют 10 тысяч к 1, поскольку необходимо проверить примерно 10 тысяч составов, чтобы найти одного потенциального победителя. И затем необходимо потратить 15 лет и более миллиарда долларов и даже после этого у вас может не быть победителя.

Вопрос для нас заключается в том, можем ли мы поменять правила этой игры и увеличить шансы? Для того, чтобы это сделать, вам необходимо задуматься — где узкое место в открытии лекарства? Одно из узких мест находится на ранней стадии открытия лекарства. Весь этот отбор происходит на животных моделях. Но мы знаем, что правильный объект для изучения человечества – это человек, как говорил Александр Поуп. Вопрос заключается в том, можем ли мы изучать эти заболевания, используя человеческий материал? И, разумеется, конечно, мы можем. Мы можем использовать стволовые клетки, и в частности мы можем использовать человеческие стволовые клетки. Человеческие стволовые клетки – это те экстраординарные, но простые клетки, которые могут делать две вещи: они могут самовосстанавливаться или клонировать себя, но также они могут приобретать специализацию и становиться костными, печеночными или, что важно, нервными клетками, возможно даже двигательными нервными клетками или миелиновыми клетками. Долгое время оставалось вызовом, можем ли мы оседлать мощь, несомненную мощь этих стволовых клеток для осуществления мечты регенеративной неврологии?

Я думаю, сейчас мы можем, и причина этого заключается в нескольких больших открытиях, сделанных за последние 10 или 20 лет. Одно из них было здесь, в Эдинбурге, и это должна быть единственная овца-звезда, Долли. Долли была сделана в Эдинбурге и Долли была примером первого клона млекопитающего из взрослой клетки. Но я думаю даже более значительный прорыв для целей нашей сегодняшней дискуссии был сделан в 2006 году японским ученым по имени Яманака. Яманака сделал то, что можно назвать фантастической формой научной кухни. Он показал, что четыре ингредиента, всего четыре ингредиента, могут преобразовать любую клетку, взрослую клетку, в главную стволовую клетку. Важность этого трудно преувеличить, потому что это означает, что для каждого в этой комнате, но в особенности для пациентов, стало возможным создать заказной, персональный комплект восстановления. Возьмите клетку кожи, сделайте ее основной плюрипотентной клеткой, чтобы затем иметь возможность делать клетки, соответствующие своему заболеванию, как для изучения, так и потенциально для лечения. Представить такое в медицинском училище — это постоянная тема — я и медицинское училище, да? — представить это было совершенно немыслимо, но сегодня это абсолютная реальность. И я вижу это краеугольным камнем регенерации, восстановления и надежды.

И пока мы говорим о надежде, для тех из вас, кто завалил школу, для вас тоже есть надежда, потому что это школьный отчет Джона Гердона. [«Я полагаю, он хочет стать ученым; с его нынешним потенциалом это просто смешно».] Они были невысокого мнения о нем тогда. Но о чем вы можете не знать, это то, что он получил Нобелевскую премию по медицине всего три месяца назад.

Итак, возвращаясь к первоначальной проблеме, каковы возможности этих стволовых клеток, или этой подрывной технологии, для восстановления поврежденного мозга, которые мы называем регенеративной неврологией? Я думаю, существуют два способа думать об этом: как о фантастическом инструменте XXI века для открытия лекарств и как о форме терапии. Я хочу рассказать вам немного об обоих в следующие несколько минут.

Открытие лекарства в чашке это то, как люди часто говорят об этом. Это очень просто: вы берете пациента с заболеванием, допустим, заболеванием двигательных нейронов, берете образец кожи, делаете плюрипотентное перепрограммирование, как я уже вам рассказывал, и создаете живые клетки двигательных нейронов. Это прямой путь, потому что это именно то, что плюрипотентные клетки способны делать. Но важно, что вы затем можете сравнивать их поведение с их эквивалентными и здоровыми родственниками, в идеале от незатронутого родственника. Таким образом, вы видите генетическое изменение.

Это именно то, что мы здесь сделали. Это была совместная с коллегами работа: в Лондоне, с Крисом Шау; в США, со Стивом Финкбейнером и Томом Маниатисом. То, на что вы смотрите, удивительно. Это живущие, растущие клетки двигательного нерва от пациента с заболеванием двигательных нейронов. Это унаследованная форма. Просто представьте это. Это невозможно было себе представить 10 лет назад. Помимо того, что мы видим их растущими и победившими процессы, мы также можем заставить их флюорисцировать, но важно, что мы можем затем отслеживать их индивидуальное здоровье и сравнивать больные клетки двигательного нерва со здоровыми. Когда вы делаете все это и соединяете вместе, вы обнаруживаете, что больные клетки, что представлено красной линией, с вероятностью в два с половиной раза больше умрут, если сравнивать их со здоровыми. Важнейший момент здесь в том, что у вас есть фантастический образец для поиска лекарств, потому что вы попросили бы эти лекарства, и это возможно делать с помощью высокопроизводительных автоматических методов определения, вы попросили бы лекарства дать один результат: найди мне лекарство, которое подвинет красную линию ближе к голубой линии, потому что это лекарство будет многообещающим кандидатом, который возможно сразу попадет на испытание на людях и почти проскочит это узкое место в открытии лекарств, о котором я говорил вам, с животными моделями, если это имеет смысл. Это фантастика.

Но я хочу вернуться к тому, как можно использовать стволовые клетки напрямую для устранения поломок. И снова есть два способа думать об этом, и они не взаимоисключающие. Первый, и я думаю, в долгосрочной перспективе тот, что принесет нам наивысшие дивиденды, но он пока не рассматривается в таком качестве, подумать о тех стволовых клетках, которые уже находятся в мозгу, я говорил вам об этом. У всех нас есть стволовые клетки в мозгу, даже в больном мозгу, и безусловно умный подход состоит в поиске способов активации этих стволовых клеток, уже имеющихся в мозгу, чтобы они реагировали и адекватно откликались на повреждения с целью их устранения. Это будущее. Будут лекарства, которые будут это делать.

Но другой путь — это эффектно приземлять клетки, трансплантировать их внутрь, для замены умирающих или потерянных клеток, даже в мозгу. Я хочу рассказать вам об эксперименте, это клиническое исследование, выполненное нами, которое мы недавно закончили с коллегами из Университетского колледжа Лондона, в частности с Дэвидом Миллером. Это исследование было очень простым. Мы взяли пациентов с рассеянным склерозом и задали простой вопрос: будут ли стволовые клетки из их костного мозга служить защитой для их нервов? Что мы сделали — мы взяли этот костный мозг, вырастили стволовые клетки в лаборатории, и затем впрыснули их обратно в вену. Я говорю об этом, как о чем-то простом. Это заняло пять лет и множество людей, хорошо? Это привело к появлению у меня седых волос и вызвало самые разные проблемы. Но концептуально это достаточно просто. Итак, мы пустили их в вену, правильно? Для того чтобы измерить, успешно ли это было, или нет, мы измерили зрительный нерв в качестве меры результата. Это хороший показатель для измерения при рассеянном склерозе, потому что пациенты с этим диагнозом страдают от проблем со зрением — потеря зрения, нечеткое зрение. И мы измерили размер зрительного нерва, используя снимки с Дэвидом Мюллером три раза — за 12 месяцев, шесть месяцев и непосредственно до впрыскивания — и вы можете видеть слегка уменьшающуюся красную линию. Это говорит о том, что зрительный нерв сокращается, что имеет смысл, поскольку их нервы умирают. Затем мы выполнили инъекцию стволовых клеток и повторили измерение дважды — через три и шесть месяцев — и к нашему удивлению, линия почти восстановилась. Это предполагает, что вмешательство было защитным. Я лично не думаю, что произошедшее состоит в том, что стволовые клетки создали новый миелин или новые нервы. Я думаю, они заставили эндогенные стволовые клетки, или клетки-предвестники, выполнить свою работу, проснуться и проложить новый миелин. Так что это доказательство концепции. Я очень воодушевлен этим.

Я хочу закончить темой, с которой я начал, регенерация и надежда. Здесь я спросил Джона, каковы его мечты о будущем.

Джон: Я хотел бы надеяться, что однажды в будущем через исследования, которые вы, ребята, делаете, мы можем прийти к лекарству, чтобы люди вроде меня могли жить нормальной жизнью.

СЧ: Я имею в виду, что он говорит о многом.

Но я хочу закончить, прежде всего поблагодарив Джона за разрешение поделиться с вами его мыслями и этими роликами. Но я также хочу добавить к сказанному Джоном и другими мое видение — я надеюсь на будущее. Я верю, что прорывные технологии типа стволовых клеток, которые я попробовал показать вам, действительно дают реальную надежду. И я считаю, что день, когда мы сможем восстанавливать поврежденный мозг находится ближе, чем мы думаем. Спасибо.

Перевод: Станислав Коротыгин
Редактор: Александр Автаев

Источник