СТАРЕНИЕ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
Российские ученые впервые рассмотрели процесс увядания мозга в чашке Петри
— Это была уникальная в своем роде модельная работа, даже не на животных, а на культуре их клеток. Мы вырастили астроциты мыши в лабораторной чашке Петри и посмотрели, как они «общаются» друг с другом посредством кальциевых волн, пока они молодые и когда состарятся. Естественно, эксперимент длился очень долго — мы культивировали, выращивали клетки и ждали, когда они начнут проявлять признаки старения. На это понадобилось полгода...
То есть через полгода культивированные клетки соответствовали клеткам мозга мыши, прожившей примерно половину своей жизни?
— Можно сказать и так. Учитывая, что мышь в среднем живет примерно 1,5 года, наша экспериментальная модель была довольно пожилой, то есть мы сымитировали старение, последовательно изучая его под микроскопом с помощью кальциевого имиджинга.
— И как же оно происходило?
— Мы выяснили, что астроциты со временем стали передавать друг другу меньше сигналов. Анализ таких данных — очень сложная задача, и в этом нам помогло сотрудничество с математиками нашего университета, прежде всего с Михаилом Кривоносовым. Мы предполагаем, что кроме уменьшения передачи сигналов между астроцитами у них снижается и взаимодействие с нейронами, а в целом все это приводит к нарушениям работы мозга. Поэтому следующим этапом нашей работы будет поиск механизма поддержания этого «общения», чтобы астроциты продолжали с возрастом работать, как молодые.
— Очень интересно. Есть предложение, как это можно сделать?
— Мы хотим использовать для омолаживания сигнальной системы мозга методы оптогенетики. Это современная генно-инженерная технология: создается специальный светочувствительный белок, который встраивается в мембрану клетки и создает канал для прохода в клетку ионов кальция. Управляется канал светом определенной длины волны. Дальше активированный таким образом астроцит передает информацию соседним астроцитам.
— То есть в каждую клетку такой белок вживлять не обязательно?
— Не обязательно. В этом и заключается прелесть астроцитов — они очень дружные ребята, которые хорошо взаимодействуют между собой. Если активизировать один, дальше он передаст сигнал всем остальным.
— Если забежать вперед, как будет в будущем выглядеть операция по омоложению астроцитов человеческого мозга?
— Если подтвердятся наши самые оптимистичные предположения, даже операции не понадобится. Это будет отдельный транскраниальный (через череп) укол, обеспечивающий клетку тем самым необходимым светочувствительным белком, о котором мы говорили выше.
— Он будет реагировать на внешний свет?
— На нынешнем этапе развития технологий для того, чтобы белок среагировал на свет, необходимо его источник — оптоволокно — доставить поближе к клеткам. На людях это не делают. В случае с мышами в мозг вживляется специальная канюля, капсула, через которую к клеткам проводят оптоволокно. Но технологии развиваются, специалисты работают над созданием максимально светочувствительных белков, которые реагировали бы на свет при транскраниальной стимуляции, без вживления оптического волокна.
Это будущее. Пока же ученые проверяют оптогенетический метод на культурах тех самых зрелых клеток мозга мыши. Если получат хороший результат, перейдут на самих животных, ну а после — и на человека. Кто знает, может, мы стоим у истоков технологии, которая позволит нашей цивилизации как минимум забыть, что такое деменция и возрастные проблемы с обучением. В дальнейшем она же может стать основой для лечения болезней Альцгеймера и Паркинсона.