Донна Джексон Наказава - Ангел и убийца. Микрочастица мозга, изменившая медицину

– Эти нейровизуальные исследования впервые показали микроглию в действии , – вспоминает Бет. – Мы вдруг смогли увидеть ее внутри мозга; у нас появился новый визуальный инструмент, позволявший вести наблюдение за ней.

Стивенс встает из-за стола, за которым мы беседуем, и подходит к компьютеру, чтобы показать на экране первую видеосъемку микроглии. Она наклоняется к монитору и указывает карандашом на клетки микроглии, танцующие внутри мозга. То, что я вижу, напоминает фотографии Млечного Пути, но как будто все звезды стали зелеными и кружатся большими скоплениями на фоне черного неба.

– Я была потрясена, когда впервые увидела это, – говорит Бет [22] Хотя на изображениях невооруженному глазу видится, что сами микроглиальные клетки кружатся и перемещаются внутри мозга, в строгом научном понимании это означало наблюдение за микроглиальными «процессами». Проще говоря, это значит, что сами по себе микроглиальные клетки не особенно подвижны. Скорее, они распределяются по мозгу таким образом, что могут постоянно следить за самыми крошечными его частями. Когда щупальца микроглии тянутся к нейронам, они проверяют их состояние только в одном конкретном месте, а их тончайшие удлинения вытягиваются и втягиваются обратно с большой скоростью. Это сходно с передачей нейронных импульсов через синапсы, притом что сами нейроны не двигаются. ( Прим. авт. ) . – Я наблюдала, как эти ярко-зеленые микроглиальные клетки перемещаются в мозге. Они были чрезвычайно активными. И если мозг испытывал шок, вроде травмы от удара, микроглия протягивала свои длинные щупальца прямо к этому месту. Я думала: «Ого, что же делают эти маленькие клетки? Они так подвижны! Они повсюду! Никакие другие клетки мозга так себя не ведут. Почему же мы так долго не обращали внимания на них?»

Между тем другие ученые тоже стали проявлять больший интерес к микроглии.

Исследователи из школы медицины Маунт-Синай в Нью-Йорке задавались вопросом: «Когда микроглия впервые появляется при развитии эмбриона?» Как выяснилось, очень рано. Она возникает из того же семейства стволовых клеток, из которых формируются белые кровяные клетки иммунной системы и лимфа. Однако вместо того, чтобы оставаться в теле, как они [23] Но вместо того, чтобы оставаться в теле, как они… – F. Ginhoux, M. Greter, M. Leboeuf, et al., «Fate Mapping Analysis Reveals That Adult Microglia Derive from Primitive Macrophages», Science 330, no. 6005 (November 2010), 841–45. В своей недавней книге Владимир Малетич и Чарльз Рейсон рассказывают о том, что микроглия возникает на самом раннем этапе развития нервной системы, до формирования других глиальных клеток: «Фактически предшественники микроглии мигрируют из желточного мешка и присоединяются к развитию невральной трубки еще до появления клеток-предшественников астроцитов и олигодендроцитов… Раннее партнерство между нейронами и микроглией свидетельствует о ее ключевой роли в развитии мозга» См.: Vladimir Maletic and Charles Raison, The New Mind-Body Science of Depression (New York: W. W. Norton, 2017), 263. , на девятый день после зачатия микроглия поднимается вверх по кровотоку и проникает в мозг эмбриона, где и остается на протяжении всей жизни человека .

Иными словами, микроглия и белые кровяные клетки имеют одинаковую историю происхождения. Они являются близкими родственниками, но «штаб-квартира» микроглии находится в том органе, который издавна считался неприкосновенным для иммунной системы [24] По мнению Маргарет Маккарти, Рио Ортега дал неудачное название микроглии, потому что микроглиальные клетки являются настоящими иммунными клетками. Остальная глия имеет совершенно иное происхождение и фактически является клетками нервной системы. По словам Маккарти, «микроглия – это не настоящая глия. Это не нервные, а иммунные клетки. Они – часть иммунной системы». ( Прим. авт. ) . Это правда, что белые кровяные клетки не имеют доступа в мозг, но им это и не нужно, поскольку их родственники, микроглиальные клетки, уже следят за порядком на районе.

Только теперь ученые начали понимать, что микроглия выполняет функцию белых кровяных клеток для мозга.

Бет Стивенс приступила к тщательному изучению микроглии. Эти крошечные клетки выглядели головокружительно при увеличении.

Под мощным микроскопом отдельные клетки микроглии напоминали изящные древесные ветви с многочисленными гибкими побегами. Эти ветви непрестанно кружили по мозгу, выискивая малейшие признаки расстройств и неполадок. Когда микроглиальные клетки двигались мимо нейронов, они вытягивали и втягивали крошечные отростки, легко прикасаясь к каждому нейрону и как бы спрашивая: Как вы себя чувствуете? Все в порядке, или не очень? – словно врач, пальпирующий живот пациента или проверяющий рефлексы, постукивая по локтям и коленям.

Эти клетки действовали быстро.

– Мне не приходилось видеть, чтобы другие клетки действовали так целенаправленно, – вспоминает Бет. – Они не только составляют 10 % от всех клеток мозга; прямо сейчас, пока мы говорим, они обследуют каждый уголок нашего мозга. Например, если человек заинтересован тем, что он читает, то их активность только усиливается! Их ежедневная работа состоит в проверке систем. Как ведет себя этот нейрон? Что происходит с этим синапсом? О, там что-то происходит, – скорей туда, посмотрим, что случилось!

Стивенс была зачарована этими крошечными танцорами.

– Ни одна другая клетка в нашем мозге не может двигаться, определять ничтожные изменения и реагировать на них; сам этот факт казался мне невероятно увлекательным. И, как выяснилось, микроглия была изначально предназначена для этого.

В лаборатории Бена Барреса Стивенс приступила к работе над новым проектом. Она стала изучать процесс сокращения синапсов для формирования здорового мозга в ходе нормального развития. А именно, они с Барресом старались выяснить, какую роль иммунная система под названием система комплемента [25] Система комплемента – комплекс защитных белков, включающий около 20 взаимодействующих компонентов, основной функцией которого является гуморальная защита организма от чужеродных агентов и реализация иммунного ответа. ( Прим. пер. ) может играть в удалении лишних синапсов при развитии мозга.

В то время ученые знали, что система комплемента играет невероятно важную роль в организме. Когда в одном из органов умирает клетка или появляется патоген – инородное вещество или микроорганизм, – которому там не место, молекулы системы комплемента быстро помечают его для удаления. Потом иммунные клетки – в данном случае вид белых кровяных клеток, известный как макрофаги (от греческого «большие едоки»), – находят метку, окружают инородную клетку или патоген и уносят ее.