Повертаючи клітини мозку "додому" | Жослін Блок | TEDxCHUV

Цей виступ записано на місцевій події TEDx, проведеній у форматі конференції TED, але організованій незалежно місцевою спільнотою. Щоб дізнатися більше, перейдіть, будь ласка, за посиланням: http://ted.com/tedx

Чи могли ви уявити, що клітини мозку після подорожі по лабораторії здатні повернутися "додому" з певною місією: допомогти нашому мозку відновитися після травми?

Сьогодні я хотіла б поділитися з вами

дуже цікавим досвідом у моєму житті
нейрохірурга.

Я нейрохірург,

і мені доводиться щодня мати справу
з людськими трагедіями.

Це справжнє нещастя бачити людей
після автокатастрофи або інсульту.

Якщо велика частина
мозку зруйнована,

на жаль, центральна нервова система має
дуже маленьку здатність до самовідновлення.

Однією з моїх мрій у нейрохірургії завжди
було спробувати повернути дієздатність

тим, хто її втратив,

тому що люди залишаються жити
з серйозними фізичними недоліками,

і бачити це кожен день дуже сумно.

Ймовірно, саме тому
я обрала цю спеціальність,

яка називається
«функціональна нейрохірургія»

Функціональні нейрохірурги намагаються

повернути дієздатність або поліпшити
її хірургічними методами,

такими як, наприклад, глибока стимуляція
мозку, яка є дуже відомою методикою.

14 років тому я брала участь

у важливому відкритті, яке, на мій погляд,

зробило б важливий вплив
на одужання пацієнтів

після серйозного ураження центральної
нервової системи.

Ця історія, яку я хотіла б
розповісти вам сьогодні.

Перш, ніж розповісти вам історію,

я повинна представити двох
дуже важливих і різних суб'єктів;

без них сьогоднішня історія
була б неможлива.

Перший з них зараз не у залі.

Ви можете здогадатися чому.

Це не ця конкретна корова, проте вона
представляє свого родича,

південно-американську корову.

Без сироватки крові
цієї південно-американської корови

ми були б не в змозі
виростити дорослі мозкові клітини.

Друга діюча особа також
зараз не у залі, але вона не їсть траву.

Це мій дуже хороший друг
і колега Жан-Франсуа Брюне,

біолог, без терпіння
і сварливості якого

ми б ніколи не змогли
виростити клітини мозку.

Тепер давайте повернемося до історії.

Уявіть, близько 14 років тому,

я була старшим ординатором
у нейрохірургічному відділенні,

а старші ординатори працюють багато,
день і ніч, надаючи екстрену допомогу.

І іноді, при наданні швидкої допомоги
треба видалити шматок мозку.

Не заради розваги, а тому що хтось
потрапив у автокатастрофу,

стався набряк мозку, і треба
зробити трепанацію черепа,

інакше пацієнт помре.

Таким чином, іноді доводиться
видалити частину мозку.

І ми подумали з Жаном-Франсуа,
який був біологом в лабораторії:

«Чому б нам не зробити що-небудь

з тими фрагментами мозку,
які ми так часто відбираємо?»

Жан-Франсуа сказав:

«Впевнений, ми зробимо з цим
щось дуже цікаве».

Він провів досліди з різними
типами сироваток,

і, нарешті, після багатьох спроб

з сироваткою крові корови,
про яку я говорила раніше...

Одного разу під мікроскопом
він побачив це.

І ви повинні зрозуміти,
що цей тип культури клітин

дійсно виглядає, як культура
стовбурових клітин.

Але також ви повинні знати,
що тоді, 14 років тому,

ми вважали, що єдині стовбурові
клітини нашої центральної нервової системи

знаходяться у двох дуже маленьких
нішах у глибині головного мозку.

Але тут, з будь-яких зразків
кори головного мозку, Жан-Франсуа

отримував такий тип клітин,
який був неймовірним.

І що ж можна побачити
в цьому типі клітин?

Зелені клітини — це астроцити,

клітини, які підтримують
нейрони у нормальному мозку,

а всередині ці маленькі круглі клітини —
це молоді незрілі клітини нейронів,

які можуть перетворитися
у зрілі клітини.

Коли ми показали це людям
у той час, вони сказали:

«Стовбурові клітини у цьому типі культури
кори головного мозку — це неможливо,

ви, певно, ввели якісь
стовбурові клітини ззовні».

Ми сказали: «Ні». Бо вони
не поводяться, як стовбурові клітини —

вони діляться набагато повільніше,
ніколи не утворюють пухлин,

вони багато більш індолентні,

і через деякий час, 10-15 тижнів,
вони також відмирають.

Вони не схожі на щось, що
нескінченно оновлюється.

Врешті-решт ми зрозуміли,
звідки походять ці клітини,

вони походять не зі стовбурових клітин,

а з цих блакитних клітин,
які ви тут бачите.

У кожного з вас у мозку є ці клітини.

Це було виявлено досить недавно.

Ці клітини називаються
клітинами даблкортін.

Їх дуже багато у зародках,

тому що вони допомагають формуванню
кори головного мозку.

Наша кора схожа на складчасту структуру,
і цьому сприяють ці клітини.

Ми думали, що вони зникають у дорослих,

однак, недавно ми відкрили, що це не так,

і 4% клітин кори - клітини даблкортін.

Ми не знаємо, для чого вони.

Або що вони собою являють.

Чи допомагають вони нам, якщо у нас
щось пошкоджено? Ми не знаємо напевно.

Але ми знаємо, що з цих клітин

ми отримали ту культуру клітин,
яку я вам показала.

Звичайно, коли біологи
працюють з нейрохірургами,

нейрохірурги завжди дуже практичні:

«Так, це чудове джерело клітин,
ми можемо щось зробити з цим».

Як я говорила, ми були так
розчаровані тим,

що центральна нервова система
так слабо здатна до самовідновлення.

Можливо, ми знайшли щось,
здатне допомогти пацієнтам.

Ми трохи подумали
і прийшли до однієї думки.

Чому б нам не зробити біопсію
в однієї людини —

а ми знаємо, як це зробити, —

помістити ці клітини у культуру, —
ми також знаємо, як це зробити, —

позначити ці клітини

і реімплантувати їх
ще десь у мозку.

Відмінно. Давайте спробуємо.

Звичайно, не можна випробувати це
відразу на людинi.

Всім відомо, що спочатку необхідно
випробувати це на гризунах.

Але, на жаль, у гризунів

немає клітин даблкортін
у корі головного мозку.

Невідомо чому,
але гризуни нам тут не допоможуть.

Тому ми повинні були знайти
інший тип тварин для роботи.

На щастя, ми зустріли...

- я вже знала його, це хороший друг,
який вірив у нашу ідею,

Ерік Руйї, професор
фізіології з Фрайбургу,

який тримає найбільший
в Швейцарії мавп'ячий розплідник.

І він допоміг нам.

Він сказав: «У вас чудова ідея,
і я вірю в те, що ви робите.

Спробуйте на цих двох мавпах».

Ми були дуже схвильовані.

По-перше, ми могли довести,

що можливо відтворити точно
таку ж культуру, як у людей,

тому що мавпи мають абсолютно
такий же склад клітин, як і ми.

Потім ми провели маркування
культури і реімплантацію.

Першим питання, яке виникло, було те,

як будуть поводитися ці клітини, якщо їх
реімплантувати в нормальний мозок?

І що станеться, якщо їх реімплантувати
в уражену ділянку або поруч з нею?

Цікаво те, що якщо їх імплантувати близько
до здорової частини мозку, вони зникають.

Це наче зробити біопсію,
забрати клітини з їх «дому»,

помістити їх в культуру
і реімплантувати тим же особинам,

тому відсутня імунна відповідь.

Клітини розуміють, де вони,
але бачать, що простір вже зайнято,

вони кажуть: «Я тут не потрібна,
до побачення, я пішла».

Але якщо їх імплантують
близько до уражених зон,

вони повертаються "додому" і говорять:
«Тут є порожній простір».

Вони починають пристосовуватися,

це займає місяць-півтора,

але згодом вони починають рости
і стають зрілими нейронами.

Саме це ми побачили через три місяці
після реімплантації біля пошкодженої зони.

Ви бачите ці червоні клітини,
ті, які ми реімплантували,

зауважте, це не ті ж маленькі круглі
клітини, які я показала вам спочатку,

вони більші за нейрони з аксонами;

Ми були вражені тим,
що вони заново заселили цей простір.

Також ми могли достовірно довести,
що це ті ж самі клітини,

котрі ми використовували
в нашій культурі.

Тому що тут ви бачите червоний колір —
це те, що ми помістили в культуру,

тоді як зелений колір —
це маркер зрілих нейронів.

Ви бачите, що ці дві клітини мають
подвійне маркування:

це означає, що вони одночасно
і зелені, і червоні;

тобто це зрілі нейрони,
які раніше були в культурі

як незрілі нейрони,

і які перетворилися в зрілі нейрони.

І, звичайно, який наступний крок?

Особливо нейрохірургам
хочеться знати, як це можна застосувати:

Чи працює це?
Чи добре мати ці клітини?

Ось що ми зробили.

Ми натренували кілька мавп
виконувати конкретне завдання —

вони повинні вийняти шматочки
гранульованої їжі з лотків —

і вони дійсно досягли успіху в цьому.

Тренування зайняло деякий час.

Вони досягли дуже доброго
рівня виконання.

Коли їх рівень виконання
стабілізувався,

ми зробили їм невелике ушкодження
в руховій корі,

що відповідає за рух рук.

Звичайно, відразу після цього
вони стали паралізовані,

вони більше не можуть рухати руками,
не здатні виконати завдання.

Але природа досить вдало влаштована.

Ми здатні до відновлення,
до спонтанного відновлення,

можливо, завдяки м'язовій спастичності,

і показники стали поліпшуватися,
але тільки до певного рівня.

Вони знову змогли щось робити,
але не так добре, як раніше.

На цій стадії ми зробили біопсію,
вивели культуру і реімплантували.

І те, що ми побачили,

я думаю, ця картинка
краща за будь-який графік...

Ви бачите зліва

мавпу вкінці її
найкращого відновлення,

коли вона природно відновилася.

Праворуч - мавпа через два місяці
після реімплантації.

Всі мавпи після реімплантації

виконували завдання краще, ніж ті,
яким не зробили реімплантацію.

Я думаю, це хороша історія.

Який тепер наступний крок?

Звичайно, було проведено безліч
експериментів на різних моделях,

і ми багато чого зрозуміли з тих пір.

Все ж моїм наміром є, як і на початку мого
виступу, застосувати це на людях.

Повинна сказати, що ентузіазм
трохи згасає,

коли усвідомлюєш, наскільки важко
пройти весь цей процес,

і отримати дозвіл
на тестування на людях.

Але я все ж сподіваюся, що мені вдасться
зробити це до того, як я піду на пенсію.

Дуже дякую вам за увагу.

(Оплески)