Предотвращение старения мозга: профиль Жана Эбера

Машины можно починить

Жан Эбер хотел стать молекулярным биологом задолго до того, как узнал значение этого термина. Учась в начальной школе в Монреале, Квебек, он решил, что стареть — плохая идея. Он рассудил, что мы, по сути, машины, поэтому должна быть возможность починить наши тела, когда они получают повреждения и начинают работать со сбоями.

Этот ход мыслей привел его к получению докторской степени в области генетики, но при этом он понял, что перестроить геном, чтобы остановить старение, будет действительно очень сложно. Он решил изменить направление и посмотреть, можно ли лучше решить проблему старения на клеточном, а не на генетическом уровне. Клетки являются основными единицами жизни, поэтому, возможно, можно было бы провести ремонт и принять профилактические меры на этом уровне. Он начал изучать стволовые клетки, которые могут играть множество ролей в организме.

Не все повреждения являются клеточными

Через некоторое время он понял, что это тоже проблематично. Большая часть повреждений, связанных со старением, происходит между нашими клетками, а не внутри них. Кроме того, повреждения чрезвычайно сложны, затрагивая многочисленные компоненты тела, такие как белки, углеводы и липиды, в головокружительном водовороте взаимодействующих процессов.

Поэтому он переключил свое внимание на другой уровень, на органы. Становилось очевидным, что вскоре можно будет заменить каждый орган в организме — либо органами, выращенными внутри животных-доноров, либо органами, выращенными в лаборатории с использованием ряда различных технологий.

Мозг нельзя заменить

Все органы, кроме одного. Мы не можем заменить человеческий мозг новым, выращенным у животного-донора или в лаборатории. Это серьезная проблема, потому что мозг — наш самый важный орган, источник нашего бытия. Эбер фундаменталист в этом вопросе: он считает, что если вы удалите мозг из человека и сохраните его живым в бочке, вы сохраните этого человека. (Конечно, вы можете свести их с ума, но это не опровергает утверждение.)

Защитив докторскую диссертацию, он решил изучить неокортекс — шесть слоев складчатой ​​ткани, которые обернуты вокруг эволюционно более старых частей мозга, как морщинистая салфетка. Неокортекс — это место, где происходят наши самые ценные когнитивные функции, включая сознание, восприятие, память, язык и рассуждение. Он решил исследовать возможность предотвращения старения мозга путем постепенного замещения неокортикальной ткани.

Пластичность мозга

Было две причины думать, что это может сработать. Во-первых, было известно, что неокортекс пластичен в том смысле, что в нем могут перемещаться функции. Если ткани в области, ответственной за определенную функцию мозга, повреждены, ткани в другой области возьмут на себя эту функцию. Это так же хорошо. У молодых людей мозг относительно разделен: есть область, в значительной степени отвечающая за речь, другая область, в основном отвечающая за распознавание лиц, и так далее. В старом мозге большая часть мозговой ткани деградирует, поэтому эти функции более равномерно распределяются по неокортексу.

Вторая причина полагать, что постепенное замещение тканей может сохранить функцию мозга в условиях старения, заключается в том, что ранее в мозг успешно внедрялись новые ткани. В неокортексе существует конкуренция за место, и если появится новая пригодная для использования ткань, она будет использована. Если процесс прошел успешно, наличие свежей новой ткани должно облегчить приобретение новых навыков. Что было бы удобно, если вы человек зрелого возраста, например, пытающийся выучить новый язык.

Два рабочих потока на мышах

Лаборатория Эберта экспериментирует с двумя подходами к постепенному замещению тканей в мозге мышей. В первом используются эмбриональные ткани, а в другом — стволовые клетки и строительные леса.

Мыши не являются идеальной животной моделью для этой работы из-за их размера и продолжительности жизни. Расстояние между корой головного мозга мыши и ее спинным мозгом составляет сантиметр, тогда как у человека оно намного больше. И для созревания тканей человека требуются месяцы, тогда как у мышей это занимает всего несколько дней или недель. Свиньи также часто используются в качестве моделей животных, и они могли бы решить эти проблемы, но есть еще одна сложность.

Чтобы проверить эффективность лечения, вам необходимо убедиться, что новая ткань воспроизводит функцию старой ткани, которую она заменила. Например, если бы вам позволили сделать это у человека, вы могли бы удалить небольшой участок моторной коры, который управляет указательным пальцем, и заменить его новой тканью. Затем вы можете проверить, работает ли новая ткань, попросив субъекта пошевелить указательным пальцем. Если бы они могли, вы бы заглушили определенные клетки мозга в новой ткани, чтобы доказать, что они генерируют движение. Очевидно, что в настоящее время нет никаких шансов проделать эту работу на людях, и трудно понять, как вы могли бы сделать что-то подобное со свиньей. Вы можете обучить примата выполнять аналогичную функцию, но это также вызовет серьезные этические проблемы.

Финансирование, как всегда, является узким местом

Учитывая ограничения, с которыми он работает, Эбер воодушевлен прогрессом, достигнутым его лабораторией. Это междисциплинарная среда, включающая молекулярную генетику, биологию эмбриональных стволовых клеток человека, транскриптомику, хирургию, электрофизиологию, визуализацию живого мозга и поведенческие тесты. По его оценке, если бы было доступно достаточное финансирование, работа могла бы принести плоды через пару десятилетий с эффективной терапией для предотвращения старения мозга. Поразительно утверждение, что к середине века орган, который генерирует наш разум, может стать устойчивым к старению.

Финансирование сегодня недоступно, но Эбер сообщает, что ведутся многообещающие переговоры с рядом сторон. Этим разговорам может помочь потенциал для коммерческих приложений на этом пути. Традиционная медицина медленно прогрессирует в борьбе с инсультами и другими заболеваниями головного мозга. Прогрессивная замена тканей может быть эффективной терапией для этих состояний, которая может быть более приемлемой для регулирующих органов и других лиц, чем явно направленная на старение.