Ангел и убийца. Микрочастица мозга, изменившая медицину - [17]

Классический случай «огня по своим», – неконтролируемая реакция иммунной системы.

Именно этот вопрос больше всего интересовал Бет Стивенс. Если микроглиальные клетки, как теперь предполагалось, были «макрофагами мозга», изменяющими нейронные связи, то возможно, как и белые кровяные клетки, они не всегда действовали правильно. Что, если наряду с устранением отмерших или поврежденных нейронов, микроглия иногда окружает и уничтожает здоровые нейронные синапсы?

– Такие заболевания, как шизофрения, болезнь Альцгеймера и аутизм, совершенно разные по времени развития, генетической предрасположенности и частям мозга, которые они поражают, – объясняет Бет. – Однако возможно ли существование общего канала их распространения, и возможно ли, что их общим знаменателем является микроглия, которая вызывает потерю синапсов?

Интересно, что нарушения мозговой функции, от депрессии до расстройства обучения, считались следствием изменения нейронной архитектуры: определенные синапсы просто не срабатывали или соединялись неправильным образом.

– Что, если эти почти не изученные глиальные клетки находились в центре событий? – говорит Бет. Она разводит руками, возбужденно продолжая свои объяснения. – Можно представить, что если сокращение синапсов оказывается слишком незначительным или чрезмерным, то все идет вкривь и вкось! Либо слишком много синапсов, либо недостаточная синаптическая связность. Принимая во внимание, как работает мозг, даже малейший дисбаланс синаптической связности потенциально приводит к психоневрологическим или нейродегенеративным расстройствам, а также к нарушению когнитивной функции.

Возможно ли, что иногда микроглиальные клетки, которые являются скульпторами и защитниками мозга, – его ангелами-хранителями, – становятся преждевременными убийцами мозга?

Возможно ли, что ученые в течение нескольких десятилетий упускали из виду нечто столь грандиозное и удивительное?

Никто не знал.

Если бы Бет смогла подтвердить свою революционную гипотезу, то это коренным образом изменило бы наше понимание здоровья мозга, от утробы до могилы.

Ради доказательства своей гипотезы она сначала должна была подробно разобраться в этих маленьких клетках.

Во время ее работы над докторской диссертацией в лаборатории Бена Барреса исследовательская группа из Стэнфорда пользовалась моделью зрительной системы мозга (зрительным нервом и сетчаткой) для демонстрации исчезновения синапсов, помеченных комплементами. Их утрата в сетчатке приводит к таким расстройствам, как макулярная дистрофия, глаукома и слепота[37]. Поэтому Бет продолжила использовать зрительную систему животных, чтобы лучше разобраться в действии микроглиальных клеток.

Она предположила, что если микроглия действительно обволакивает и разрушает синапсы, то можно увидеть их остатки внутри самой микроглии.

– Это был большой вопрос, – говорит Бет. – Можем ли мы найти фрагменты синапсов внутри микроглии? Моя коллега Дори нашла остроумный способ доказать, так ли это на самом деле.

Дори Шафер, которая теперь была еще и старшим преподавателем нейробиологии в Массачусетском медицинском колледже и в Институте нейропсихиатрических исследований Брудника, объясняет их эксперимент, который теперь считается основополагающим исследованием в области неврологии.

Для наглядного изучения взаимодействия микроглии с синапсами Дори вводила краситель в глаза мышей[38]. Затем этот краситель выводился из нейронов глаза по нервным волокнам глубоко в мозг. Таким образом, по словам Дори, синапсы были подсвечены ярко-красным флуоресцентным цветом, а микроглия – ярко-зеленым. Это позволяло отчетливо видеть их.

Весь процесс поиска способа для четкого рассмотрения взаимодействия синапсов и микроглии внутри мозга занял около года.

– Однажды в выходной день я находилась одна в лаборатории и делала снимки микроглии и синапсов, – вспоминает Дори. – Я уже миллион раз смотрела в микроскоп. Потом вдруг увидела красные структуры – синапсы, – сиявшие как маленькие флуоресцентные точки, и эти красные точки были поглощены зеленой микроглией.

Дори была потрясена:

– Я только и думала: мы оказались правы! Микроглия пожирает синапсы! Я собственными глазами увидела подтверждение.

Она не сразу рассказала Бет о своем открытии.

– Мне хотелось быть абсолютно уверенной. Поэтому в тот же день я повторила эксперимент еще несколько раз, но каждый раз видела одно и то же: синапсы внутри микроглии. Она поглощала их и разрывала на куски.

Бет вспоминает, как Дори в понедельник прибежала в ее кабинет с фотоснимками в руках.

– Они там! – воскликнула она. – Синапсы действительно находятся внутри микроглии. Мы можем это видеть!

– Это был незабываемый момент, – вспоминает Бет. – Клетки микроглии действительно были крошечными Пекменами внутри мозга, которые пожирали синапсы! Мы находились на краю чего-то великого и удивительного, чего-то по-настоящему нового и чрезвычайно важного для понимания роли микроглии в развитии расстройств мозга.

Бет и Дори засучили рукава и принялись за работу.

– Мы обе были полны энтузиазма, но это оказалась действительно трудная и напряженная работа, – вспоминает Бет. Тогда она была беременна своей дочерью Зоей и имела еще одного малыша дома. – Мы с Дори понимали, что должны вкалывать изо всех сил. У нас хватало адреналина, но мы осознавали, что работа должна быть методичной, поэтому не жалели времени на контрольные эксперименты и анализ данных. Мы хотели сделать все правильно и опубликовать результаты