В погоне за памятью. История борьбы с болезнью Альцгеймера - Джозеф Джебелли

…Грезы же принадлежали мне одной; я ни с кем не делилась ими, они были моим прибежищем в минуты огорчений, моей главной радостью в часы досуга.

Молодой человек посмотрел в микроскоп. Изображение сфокусировалось, в поле зрения показались клетки, он навел резкость. Он потратил десять лет на попытки провести этот эксперимент и уже терял терпение. Более того, деньги на исследования кончались, и репутация ученого пошатнулась. А вдруг его коллеги правы? Вдруг это фантазии? Ведь он собирался переписать законы природы. И ученый собрался с духом, приготовившись к очередной неудаче.

Однако его ожидал сюрприз. Он по-прежнему не знал, что перед ним, но что-то изменилось. И он отошел от микроскопа с одной всепоглощающей мыслью: «А вдруг это оно и есть?!»

Синъя Яманака – настоящий щеголь с мягкими манерами, острой интуицией и лукавым юмором. Он сын фабриканта, вырос в японском городе Осака в шестидесятые и все детство обожал заводные игрушки, а потом решил изучать медицину. Яманака занимался регби и дзюдо, много раз ломал кости, поэтому заинтересовался спортивными травмами и стал хирургом-ортопедом. Два года он проработал в резидентуре в Государственной больнице Осаки: вправлял вывихи, лечил переломы, восстанавливал порванные сухожилия. Но вскоре он понял, что его подлинная страсть совсем иная. В середине восьмидесятых биологи начали вводить в мышиные эмбрионы новые гены, чтобы создавать трансгенных мышей. Изучение этих мышей позволяло выяснить, как один-единственный ген влияет на развитие, а поскольку наш геном на 99 % совпадает с мышиным, на их примере можно изучать, как отдельные гены влияют на развитие человека. Яманаку это зачаровало. Будучи хирургом, он не мог смириться с тем, что на свете так много неизлечимых болезней. А оказалось, что в новооткрытом мире молекулярной генетики можно искоренять болезни, узнав, какие механизмы за ними скрываются. Яманака стал искать докторантуру, где его научили бы основам планирования и проведения экспериментов, и нашел такое место со специализацией по фармакологии в Осакском университете.

Потом Яманака еще три года учился в Америке, а когда вернулся, основал собственную мышиную колонию. Через полгода у него было 200 мышей, через год – 1000. Кормить и чистить питомцев ему приходилось самому, и времени для опытов почти не оставалось.

– И тогда я подумал: что я делаю – наукой занимаюсь или мышек развожу?!1

Целью Яманаки было изучать генетику на основе стволовых клеток мышиных эмбрионов. Стволовые клетки лучше эмбрионов по двум причинам: во-первых, они быстро растут и делятся, обеспечивая неисчерпаемый источник образцов для исследования, во-вторых, они плюрипотентны, то есть в потенциале могут стать клеткой любого типа. Манипулируя с их генами, Яманака мог понять, какие гены необходимы для создания определенных типов клеток.

Однако его коллеги, работавшие на той же кафедре, не понимали, зачем это нужно.

– Коллеги часто говорили мне: «Синъя, вам, наверное, очень интересно изучать эти странные мышиные клетки, но, может быть, стоит заняться чем-то ближе к медицине?»

Яманака выбился из сил, впал в депрессию и подумывал вовсе уйти из науки. Но его спас счастливый случай.

В 1998 году Джеймс Томсон, специалист по биологии развития из Университета штата Миннесота в Мэдисоне, впервые в истории изолировал стволовые клетки человеческого эмбриона, первичный материал, из которого возникает человеческое существо2. Это знаменовало рождение новой отрасли медицины – регенеративной медицины. Вдруг появился совершенно новый подход к лечению практически любых болезней, при которых поражаются клетки и ткани. Ученые всего мира увлеклись идеей, что можно вырастить в чашке Петри готовые человеческие клетки для любого трансплантата: мышечные клетки сердца при сердечной недостаточности, двигательные нейроны при травмах спинного мозга, инсулоциты при диабете, фоторецепторы при слепоте и кортикальные нейроны при болезни Альцгеймера. А для этого было необходимо узнать, как стволовые клетки выбирают свою дальнейшую клеточную судьбу, так что работа Яманаки была насущно необходима. Он твердо решил не оставлять стараний, и через год ему выделили собственную лабораторию.

Яманака стал доцентом в Институте науки и технологии префектуры Нара в Икоме и смог целиком посвятить себя научной карьере. Главная сложность при работе со стволовыми эмбриональными клетками, как вскоре выяснил Яманака, состоит в том, что иммунная система больного распознает их как чужеродные и запускает смертоносную биологическую защиту, чтобы избавить от них организм. Кроме того, вокруг стволовых эмбриональных клеток тут же вспыхнули жаркие споры, поскольку для их сбора нужно было разрушать человеческие эмбрионы, а это многие считали аморальным. Однако у Яманаки была и другая проблема, куда более приземленная: ему срочно требовались сотрудники, чтобы лаборатория заработала в полную силу.

Каждый год в апреле сто студентов из Института префектуры Нара должны выбирать одну из двадцати научных лабораторий для практики, и некоторые лаборатории остаются вообще без практикантов. Студенты предпочитают старых уважаемых профессоров, чья карьера зиждется на публикациях в престижных журналах вроде Nature и Science. А Яманаке было всего 36 лет – и ни одной статьи. Как же ему приманить студентов? Ответом на этот вопрос стала блестящая инновация.

Яманака решил посмотреть, можно ли превратить зрелые клетки человека обратно в стволовые, например, взять кожу с руки человека и перепрограммировать ее так, чтобы она вернулась в эмбрионоподобное состояние. Тогда можно будет бесконечно клонировать человеческие ткани. Более того, клетки можно брать у самого больного, и они не просто обойдут барьер иммунологического отторжения – у них будет уникальная генетическая сигнатура, благодаря которой они станут мощным инструментом исследования проявлений болезни у конкретного пациента. И брать их можно у взрослых, что избавляет от этически неоднозначной процедуры забора эмбриональных клеток. Большинство коллег сочло Яманаку мечтателем, и неудивительно. Самому Яманаке было боязно подступаться к такой задаче.

– Я понимал, как трудно мне будет. Это может занять сколько угодно времени – и 20 лет, и 30. Но студентам я этого не говорил. Я просто сказал, какое это будет чудо!

Вдохновенная идея Яманаки привлекла в лабораторию троих студентов.

Работа закипела. Исследования уже показали, что стволовым клеткам, чтобы оставаться стволовыми, нужно 24 гена. Если искусственно ввести эти 24 гена в зрелые клетки, можно перепрограммировать их и превратить в стволовые, подумал Яманака. Но когда он применил все 24 гена,