Возвращая клетки мозга домой | Жослин Блох | TEDxCHUV

Могли ли вы представить, что клетки мозга после «путешествия по лаборатории» способны вернуться домой с определённой миссией: помочь нашему мозгу восстановиться после травмы?

Это выступление записано на мероприятии TEDx, организованном независимо от TED Conferences.

Сегодня я бы хотела поделиться с вами

очень интересным опытом
из моей нейрохирургической практики.

Я нейрохирург,

и мне приходится ежедневно иметь дело
с человеческими трагедиями.

Это настоящее несчастье, видеть людей
после автокатастрофы или инсульта.

Если бoльшáя часть вашего мозга разрушена,

к сожалению, центральная нервная система
очень слабо способна к самовосстановлению.

Одной моей мечтой в нейрохирургии всегда
было попытаться вернуть дееспособность

тем, кто её потерял,

потому что люди остаются жить
с серьёзными увечьями,

и видеть это каждый день отвратительно.

Возможно, поэтому я выбрала
эту специальность

под названием
функциональная нейрохирургия.

Функциональные нейрохирурги пытаются

вернуть дееспособность или улучшить её
хирургическими методами,

такими как, например, глубокая стимуляция
мозга — это самая известная методика.

14 лет назад я участвовала

в важном открытии, которое, на мой взгляд,

оказало бы важное влияние
на выздоровление пациентов

после значительных повреждений
центральной нервной системы.

Это история, которую я хотела бы
рассказать вам сегодня.

Прежде чем рассказать вам историю,

я должна представить вам двоих
очень важных и разных действующих лиц;

без них сегодняшняя история
была бы невозможна.

Первый из них сейчас не в зале.

Вы можете догадаться почему.

Это не эта конкретная корова, однако она
представляет своего родственника,

Южно-Американскую корову.

Без сыворотки крови
этой Южно-Американской коровы

мы были бы не в состоянии
вырастить взрослые мозговые клетки.

Второе действующее лицо также
сейчас не в зале, но он не ест траву.

Это мой очень хороший друг
и коллега Жан-Франсуа Брюнэ,

биолог, без терпения
и сварливости которого

мы бы никогда не смогли
вырастить клетки мозга.

Теперь давайте вернёмся к истории.

Представьте, около 14 лет назад

я была старшим ординатором
в нейрохирургическом отделении,

а старшие ординаторы работают много,
день и ночь, оказывая экстренную помощь.

И иногда при оказании скорой помощи
вы должны удалить кусок мозга.

Не в шутку, а потому что
кто-то попал в автокатастрофу,

получил опухоль мозга, и вы должны
сделать трепанацию черепа,

иначе пациент умрёт.

Таким образом, иногда приходится
удалить часть мозга.

И мы подумали с Жаном-Франсуа,
который был биологом в лаборатории:

«Почему бы нам не сделать что-нибудь

с теми фрагментами мозга,
которые мы так часто отбираем?»

Жан-Франсуа и его пациент сказали:

«Уверен, я сделаю с этим
что-нибудь очень интересное».

Он провел опыты с различными
типами сывороток

и, наконец, после многих попыток

с сывороткой крови коровы,
о которой я говорила ранее...

Однажды под микроскопом он увидел это.

И вы должны понять,
что этот тип культуры клеток

действительно выглядит,
как культура стволовых клеток.

Но также вы должны знать,
что тогда, 14 лет назад,

мы считали, что единственные стволовые
клетки нашей центральной нервной системы

находятся в двух очень маленьких
нишах в глубине головного мозга.

Но здесь, из любых образцов
коры головного мозга, Жан-Франсуа

получал такой тип клеток,
что было невероятно.

И что же можно увидеть
в этом типе клеток?

Зелёные клетки — это астроциты,

клетки, которые поддерживают
нейроны в нормальном мозге,

а внутри, эти маленькие круглые клетки, —
это молодые несозревшие клетки нейронов,

которые могут превратиться
в зрелые клетки.

Когда мы показали это людям
в то время, они сказали:

«Стволовые клетки в этом типе культуры
коры головного мозга — это невозможно,

должно быть, вы привнесли извне
какие-то стволовые клетки».

Мы сказали: «Нет». Потому что они
не ведут себя как стволовые клетки —

они делятся намного медленнее,
никогда не образуют опухолей,

они много более индолентные,

и через некоторое время, 10–15 недель
выращивания, они также умирают.

Это не что-то, что бесконечно обновляется.

Наконец, мы поняли,
откуда происходят эти клетки,

потому что они происходят
не из стволовых клеток,

а из этих голубых клеток,
которые вы здесь видите.

У каждого из вас в мозге есть эти клетки.

Это было обнаружено достаточно недавно.

Эти клетки называются
даблкортин-позитивными клетками.

Они очень богаты зародышами,

потому что они помогают в формировании
складок головного мозга.

Наша кора похожа на складчатую структуру,
и эти клетки в этом помогают.

Мы думали, что они исчезают у взрослых,

однако недавно мы открыли, что это не так,

и 4% клеток коры — даблкортин-позитивные.

Мы не знаем, для чего они.

Или что они из себя представляют.

Помогают ли они нам, если у нас
что-то повреждено? Мы не знаем наверняка.

Но мы знаем, что из этих клеток

мы получили ту культуру клеток,
которую я вам показала.

Конечно, когда биологи
работают с нейрохирургами,

нейрохирурги всегда очень практичны:

«Да, это превосходный источник клеток,
мы можем что-то сделать с этим».

Как я говорила,
мы были так разочарованы тем,

что центральная нервная система
так слабо способна к самовосстановлению.

Возможно, мы нашли нечто,
способное помочь пациентам.

Мы немного подумали
и пришли к одной мысли.

Почему бы нам не взять биопсию
у кого-то одного —

а мы знаем, как это сделать, —

поместить эти клетки в культуру, —
мы также знаем, как это сделать, —

пометить эти клетки

и реимплантировать их
куда-либо ещё в мозг.

Отлично. Давайте попробуем.

Конечно, нельзя испробовать это
сразу на человеке.

Всем известно, что сначала необходимо
испытать это на грызунах.

Но, к сожалению, у грызунов

нет даблкортин-позитивных клеток
в коре головного мозга.

Неизвестно почему,
но грызуны нам тут не помогут.

Поэтому мы должны были найти
другой тип животных для работы.

К счастью, мы встретили...

я уже знала его, это хороший друг,
который верил в нашу идею,

Эрик Руйе, профессор
физиологии во Фрибурге,

который держит самый большой
в Швейцарии обезьяний питомник.

И он помог нам.

Он сказал: «У вас отличная идея,
и я верю в то, что вы делаете.

Попробуйте на этих двух обезьянах».

Мы очень оживились.

Во-первых, мы могли доказать,

что возможно воспроизвести точно
такую же культуру, как у людей,

потому что обезьяны имеют абсолютно
такой же состав клеток, как и мы.

Затем мы провели маркирование
культуры и реимплантацию.

Первым вопрос, который возник:

как поведут себя эти клетки, если их
реимплантировать в нормальный мозг?

И чем они станут, если их реимплантровать
в поражённый участок или рядом с ним?

Интересно то, что если их имплантировать
близко к здоровому мозгу, они исчезают.

Это как если бы вы взяли биопсию,
забрали бы клетки из их «дома»,

поместили их в культуру
и реимплантировали их тем же особям,

поэтому отсутствует иммунный ответ,

клетки понимают, где они,
но видят, что пространство уже занято,

они говорят: «Я тут не нужен,
до свиданья, я пошёл».

Но если их имплантируют
близко к поражённым зонам,

они возвращаются «домой» и говорят:
«Тут есть пустое пространство».

Они начинают комфортно себя чувствовать,

это занимает месяц–полтора,

но в последствии они начинают расти
и становятся зрелыми нейронами.

Именно это мы увидели через три месяца
после реимплантации рядом с повреждением.

Видите эти красные клетки,
те, которые мы реимплантировали,

заметьте, это не те же маленькие круглые
клетки, которые я показала вам вначале,

а большие нейроны с аксонами.

Мы были поражены тем,
что они заново заселили эту зону.

Также мы могли достоверно доказать,
что это те же самые клетки,

что мы использовали в нашей культуре.

Потому что здесь вы видите красный цвет —
это то, что мы поместили в культуру,

тогда как зелёный цвет —
это маркер зрелых нейронов.

Вы видите, что эти две клетки имеют
двойную маркировку,

это значит, что они одновременно
и зелёные, и красные,

то есть это зрелые нейроны,
которые раньше были в культуре

как незрелые нейроны

и которые превратились в зрелые нейроны.

И, конечно, каков следующий шаг?

Особенно нейрохирургам
хочется знать, как это можно применить:

работает ли это?
Хорошо ли иметь эти клетки?

Вот что мы сделали.

Мы натренировали несколько обезьян
выполнять конкретное задание —

брать и хватать комочки еды
из отделения подноса —

и они в этом реально приуспели.

Тренировка заняла некоторое время.

Они достигли очень хорошего
уровня исполнения.

Когда их уровень исполнения
стабилизировался,

мы сделали им небольшое повреждение
в двигательной коре,

отвечающей за движение рук.

Конечно, сразу после этого
они парализованы,

они больше не могут двигать руками,
не способны выполнить задание.

Но природа довольно удачно устроена.

Мы способны к восстановлению,
к спонтанному восстановлению,

возможно, благодаря мышечной спастичности,

и показатели стали улучшаться,
но только до определённого уровня.

Они снова смогли что-то делать,
но не так хорошо, как раньше.

На этой стадии мы взяли биопсию,
сделали культуру и реимплантировали.

И то, что мы увидели,

я думаю, эта картинка
лучше любого графика...

Вы видите слева

обезьяну в конце их её
самого удачного восстановления,

когда она спонтанно восстановилась.

Справа — обезьяна через два месяца
после реимплантации.

Все обезьяны после реимплантации

выполняли задание лучше, чем те,
которым не сделали реимплантацию.

Я думаю, это хорошая история.

Какой теперь следующий шаг?

Конечно, было проведено множество
экспериментов на различных моделях,

и мы многое поняли с тех пор.

Всё же моё намерение, как и в начале моего
выступления, — применить это на людях.

Должна сказать, что энтузиазм
немного угасает,

когда осознаёшь, насколько тяжело
пройти весь этот процесс

и получить разрешение
на тестирование на людях.

Но я всё же надеюсь, что мне удастся
сделать это до того, как я уйду на пенсию.

Большое спасибо за внимание.

(Аплодисменты)