Джоселін Блох Мозок міг би самостійно відремонтувати - субтитри до TED Talk та транскрипція TED
Отже, я нейрохірург. Як і більшості моїх колег, мені доводиться стикатися з людськими трагедіями щодня. Я розумію, як ваше життя може змінитися в одну мить після інсульту чи дорожньо-транспортної пригоди. Нам, нейрохірургам, неприємно усвідомлювати, що, на відміну від інших частин тіла, мозок має обмежену здатність до відновлення. Після великої аварії в центральній нервовій системі пацієнти часто залишаються з важкою інвалідністю. Можливо, тому я обрав спеціалізацію функціональної нейрохірургії.
Що робить функціональний нейрохірург? Це лікар, який намагається поліпшити неврологічну функцію за допомогою різних хірургічних стратегій. Напевно ви чули про добре відому, яка називається глибокою стимуляцією мозку, при якій в мозок імплантують електрод, щоб модулювати нервовий ланцюг для поліпшення неврологічної функції. Це справді надзвичайна технологія, оскільки вона покращила долю пацієнтів, які страждають на хворобу Паркінсона, сильний тремор та гострий біль. Однак нейромодуляція не означає нейрорепарацію, і мрія функціональних нейрохірургів - відновити мозок. Думаю, ми наближаємося до здійснення цієї мрії.
Я хотів би показати вам, що ми з ним дуже близькі. За невеликої допомоги мозок може допомогти собі.
Історія почалася 15 років тому. На той час я був головним мешканцем, працюючи день і ніч у відділенні швидкої допомоги. Мені часто доводилося доглядати пацієнтів з травмами голови. Уявіть, що приходить пацієнт із важкою травмою голови, мозок запалюється, збільшуючи внутрішньочерепний тиск. Щоб врятувати йому життя, потрібно знизити внутрішньочерепний тиск. Для цього іноді частину запаленого мозку потрібно видалити. Замість того, щоб кидати ці запалені частини мозку, я вирішив з Жан-Франсуа Брюне, моїм колегою, біологом, вивчити їх.
Що я маю на увазі під цим? Ми хотіли виростити клітини з цих тканин. Це непроста робота. Вирощування клітин тканин схоже на виховання зовсім маленьких дітей поза їх сім’єю. Потрібно знайти правильні поживні речовини, тепло, вологість та середовище, сприятливе для їх розвитку. Це саме те, що ми мали з цими клітинами. Після багатьох спроб Жан-Франсуа досяг успіху. Це він побачив під мікроскопом.
Це було величезним сюрпризом для всіх нас. Чому? Тому що це виглядає точно як культура стовбурових клітин, з дрібними незрілими клітинами, оточеними великими зеленими клітинами. З класів біології ви пам’ятаєте, що стовбурові клітини - це незрілі клітини, які можуть перетворюватися на клітини будь-якого типу в організмі. Мозок дорослої людини має стовбурові клітини, але вони дуже рідкісні і знаходяться в невеликих глибоких нішах в глибині мозку. Дивно було виявити такий тип культури стовбурових клітин на поверхні запаленого мозку, який ми мали в операційній.
Було ще одне цікаве спостереження: нормальні стовбурові клітини - це дуже активні клітини - клітини, які дуже швидко діляться. Вони не вмирають, це безсмертні клітини. Але ці клітини поводяться по-різному. Вони повільно діляться, а через кілька тижнів росту навіть гинуть. Ми стикаємось з дивною новою популяцією клітин, які мали вигляд стовбурових клітин, але поводились інакше.
Нам знадобилося багато часу, щоб зрозуміти, звідки вони взялися. Вони походять з цих клітин. Ці сині та червоні клітини називаються подвійними кортин-позитивними клітинами. Ви всі маєте їх у своєму мозку. Вони представляють 4% коркових клітин мозку. Вони відіграють дуже важливу роль на етапі розвитку. Коли ви були плодом, вони допомагали вашому мозку рости. Але чому вони в їхніх головах? Ми не знаємо. Ми вважаємо, що вони можуть брати участь у відновленні мозку, оскільки ми знаходимо їх у більш високих концентраціях поблизу пошкодження мозку. Але це не точно. Але одне можна сказати точно - з цих клітин ми отримали культуру стовбурових клітин. Ми стикаємось з можливим новим джерелом клітин відновлення мозку. Ми мусили це довести.
Щоб довести це, ми вирішили розробити експериментальний прототип. Ідея полягала в тому, щоб зробити біопсію частини мозку в незначній ділянці мозку, а потім обробити клітини, як це робив Жан-Франсуа в своїй лабораторії, потім позначити їх, нанести в них колір, щоб ми могли відстежувати їх у мозку. Останнім кроком було повторне імплантація їх в одну і ту ж особу. Ми називаємо їх автотрансплантатами.
Наше перше запитання було: "Що станеться, якщо ми повторно імплантуємо ці клітини в нормальний мозок, і що станеться, якщо повторно імплантуємо ті самі клітини в пошкодженому мозку?" За допомогою професора Еріка Руйлера я працював з мавпами.
За першим сценарієм я повторно імплантував клітини нормального мозку і побачив, як вони повністю зникли через кілька тижнів, ніби їх забрали з мозку, вони повертаються додому, місце вже зайняте, там у них немає потреби, тому вони зникають.
За другим сценарієм ми спричинили травму, ми повторно імплантували абсолютно ті самі клітини, і в цьому випадку клітини залишились - і стали зрілими нейронами. Це зображення - те, що ми могли побачити під мікроскопом. Це реімплантовані клітини. Доказом того, що вони несуть, ці маленькі точки, це клітини, позначені in vitro, коли вони росли.
Звичайно, ми не могли тут зупинитися. Чи допомагають ці клітини мавпі також відновитись після травми? Для цього я навчив мавп виконувати ручну вправу на спритність. Вони мали брати купи їжі з підносу. Вони дуже добре це вміли. Коли вони досягли межі працездатності, ми зробили ураження в руховій корі, що відповідає рухам руки. Таким чином, мавпи були паралізовані, вони не могли рухати рукою. Подібно до того, як люди страждали, вони певною мірою одужали спонтанно, як і після інсульту. Пацієнти повністю паралізовані, потім намагаються відновитись за допомогою механізму пластики мозку і відновляться певною мірою, як у випадку з мавпою.
Коли ми були впевнені, що мавпа досягла цієї межі спонтанного одужання, ми імплантували їй власні клітини. Зліва ви бачите мавпу, яка спонтанно відновилася. Він має приблизно 40-50% результатів до травм. Він не має великої точності або швидкості. Подивіться зараз, коли ми реімплантуємо клітини: через два місяці після реімплантації та сама мавпа.
Ми також були здивовані результатами. З тих пір я дізнався більше про ці клітини. Ми знаємо, що можемо зберегти їх кріогенними методами для подальшого використання. Ми знаємо, що можемо застосовувати їх в інших невропатологічних моделях, таких як хвороба Паркінсона. Але наша мрія - імплантувати їх людям. Я сподіваюся, що незабаром зможу показати вам, як людський мозок надає нам інструменти для відновлення.
Бруно Джуссані: Джоселін, це дивовижно, і я впевнений, що зараз публічно є десятки людей, можливо навіть більшість, які думають: "Я знаю когось, кому це потрібно". Я знаю. Звичайно, виникає питання про великі перешкоди перед початком експериментів на людях?
Джоселін Блох: Найбільші перешкоди - це правила. (Сміється) Починаючи з дивовижних результатів, вам потрібно заповнити близько двох кг паперів і бланків, щоб пройти такі експерименти.
Б.Г .: Що зрозуміло, мозок делікатний і т.д.
Й. Б .: Так, але це вимагає багато часу і терпіння і майже професійної команди для цієї роботи.
Б.Г .: Якщо ви уявляли, що провели дослідження, що вже намагалися отримати дозвіл на початок експериментів, якщо спроектуєте все вчасно, скільки років потрібно, поки хтось зможе скористатися цією терапією в лікарні?
Й. Б .: Дуже важко сказати. Це залежить, насамперед, від затвердження випробувального терміну. Чи дозволять нам нормативи розпочати найближчим часом? Потім слід провести дослідження на невеликій групі пацієнтів. Потрібно лише багато часу, щоб відібрати пацієнтів, застосувати лікування та оцінити корисність лікування. Тоді результати повинні застосовуватися в багатоцентровому експерименті. Ви повинні довести, що це корисно, перш ніж пропонувати лікування кожному.
Б.Г .: І будьте впевнені. Й. Б .: Звичайно.
Б.Г .: Джоселін, дякую, що поділилася цим на TED. Б.Г .: Дякую.