Однажды в мастерскую великого художника Бориса Кустодиева пришли два молодых человека чуть постарше двадцати лет и нахально сказали: вот вы пишете портреты известных людей, а это несправедливо. Мы будем известными, напишите наш портрет. Поскольку время было голодное, а молодые люди добавили к нахальству, как говорят, курицу, то портрет был написан. Портретируемые сдержали своё обещание и стали нобелевскими лауреатами: их звали Петр Капица и Николай Семёнов. Портал «Нейротехнологии.РФ» тоже решил не ждать, пока те, кто будет вершить судьбы нейронаук через пару десятилетий, станут известными. Мы начинаем цикл интервью с теми, кто только начинает свой путь в нейронауках. И первой с главным редактором издания побеседовала Виктория Коржова, занимающаяся болезнью Альцгеймера в Германии.
Начнём вот с чего: расскажи, какой у тебя сейчас статус, где ты работаешь?
Я — аспирант в Ludwig-Maximilians-Universität и работаю я в немецком центре нейродегенеративных заболеваний DZNE. Аспирантура в Германии отличается от российской, здесь нет обязательной учебы, преподавания. Кроме работы в лаборатории я являюсь аспирантом в Graduate School of Systemic Neurosciences. Это такое нечто отдельное, необязательное для аспирантов, но даёт некоторые преимущества. Некий привилегированный способ получить степень. И туда надо пройти конкурсный отбор.
Ты поступила в аспирантуру прямо из университета?
Да, я закончила СПбГУ в 2013 году. Потом я была на летней школе Weizmann Institute в Израиле до конца августа и потом я начала здесь работать в ноябре.
А ты осознано выбрала нейродегенерацию? Или так случайно произошло?
С одной стороны, нет. Я хотела заниматься более фундаментальной нейробиологией. С другой стороны, у меня весь предыдущий опыт был с этим связан. И в бакалавриате, и в магистратуре я работала по теме нейродегенеративных болезней, в бакалавриате на уровне белков. В магистратуре я работала на крысах с болезнью Паркинсона, потом с болезнью Хантингтона на культуре нейронов (у меня есть даже статья про эту работу). Возможно поэтому, на этапе интервью, я рассматривала два предложения и оба — связанные с лабораториями, где занимались нейродегенеративными заболеваниями.
В итоге распределение было более или менее случайным? Или были еще какие-то варианты?
Я хотела поехать со своим молодым человеком в один город. Поэтому когда он точно узнал место, где будет работать, я ограничила свой поиск Мюнхеном, несмотря на то, что у меня были ещё предложения в Biocenter в Вене и в Университете Брюсселя. В Мюнхене у меня было два собеседования, и из них я выбирала то, что мне было наиболее интересно. Так что не совсем случайно. Хотя изначально я не очень хотела снова работать в области нейродегенеративных заболеваний, но всё-таки остановилась именно на таком проекте, т.к. в нём я бы освоила интересные мне методы. Ведь аспирантура и не обязательно должна быть ориентирована на то, чем ты очень хочешь заниматься в науке в будущем. Освоение новых методов тоже очень важно и нужно.
Тогда такой вопрос. Насколько я понимаю, в современной науке сказать «я изучаю болезнь Альцгеймера» — это то же самое, что сказать «я занимаюсь изучением мозга» или «я изучаю человека». То есть заявление слишком широкое. А чем конкретно занимается твоя лаборатория? Что изучает, что ищет?
У нашей лаборатории на самом деле фокус не на саму болезнь или какие-то белки, с ней связанные. Фокус на метод — имаджинг мозга живых мышей при помощи микроскопа. Мы используем его для изучения моделей разных нейродегенеративных болезней. Есть несколько мышиных моделей болезни Альцгеймера, есть мыши, трансгенные по белкам, вовлечённым в развитие болезни Паркинсона. Кто-то работает с нокаутными мышами, у которых не хватает целого гена белка APP или его участка, чтобы понять, какую функцию играет этот белок в норме, а не в патологии.
Аспиранты-нейробиологи в естественной среде
Большая часть людей в лаборатории работает с морфологическим анализом, они делают съемку дендритных шипиков. В этих работах совмещается модель болезни с моделью, в которой нейроны мыши экспрессируют GFP, и благодаря этому можно увидеть полностью весь нейрон. Потом люди получают изображение его дендритов, которые большей частью находятся на поверхности (это так называемые нейроны 5-го слоя коры, у которых дендриты большей частью находятся на поверхности).
Здесь мы видим то, что происходит с этими шипиками во время болезни, какие белки связаны с этой болезнью, чтобы шипики нормально функционировали. Например, один коллега выяснил, что у мышей с определённой мутацией белка APP нарушена пластичность шипиков. Что это значит? Мы можем, например, мышей поместить в насыщенную интересными предметами среду, где много всяких игрушек. Животные начинают вести себя более активно, чем в обычных клетках, и у здоровых мышей начинают быстро формироваться новые шипики. А у мутантных — не формируются. Большинство людей работает в этой морфологической части.
"Моя аспирантура глазами моей сестры"
Я и еще один постдок начали новое ответвление. Мы изучаем активность нейронов. Мы делаем инъекцию вируса, который экспрессирует белок, связывающийся с кальцием. Когда он с ним связан, белок светится: это так называемый кальциевый индикатор. Так как возникновение потенциала действия в нейроне связано с кальциевой вспышкой, то мы в этот момент замечаем резкое изменение флюоресценции и видим, когда и какой нейрон активировался. Таким образом, мы можем сравнивать, как отличается активность нейронов в здоровом и больном мозге.
Вот это и есть моя часть работы в лаборатории: исследовать, как при болезни Альцгеймера меняется активность отдельных нейронов. При этом важно, что мы делаем хронический эксперимент. У нас на протяжении нескольких недель одна и та же мышь, одни и те же нейроны. Производится съемка, и мы можем отследить динамику. Этим мы отличаемся от других лабораторий, которые тоже изучают активность нейронов при Альцгеймере. Таких лабораторий много, но нет еще пока тех, кто следит за тем, как это происходит в динамике при развитии патологии.
Обычно в лабораториях ставят одиночный эксперимент: сначала исследуются мыши одного определённого возраста, потом другого и сравниваются, но здесь нет динамики. Точнее, она как бы есть, но не такая доказательная.
А как часто вы одну мышь смотрите? Раз в день, неделю, месяц?
Я лично смотрю раз в неделю на протяжении уже 6-8 недель. Здесь есть технически ограничения. Из-за вируса, который может приводить к очень сильной экспрессии, клетки начинают плохо себя чувствовать. Те мои коллеги, что работают с шипиками, могут заниматься дольше, там стабильная экспрессия GFP. Один парень у нас одну и ту же мышку больше года наблюдал.
"Схема моего эксперимента"
У тебя уже были статьи по этому материалу?
Нет, так как работа еще не закончена. Во-первых, это очень длительный, хронический эксперимент. Сам его дизайн рассчитан на 2 месяца, перед этим ещё месяц подготовки. Поэтому, чтобы собрать достаточное количество материала на достаточном количестве животных, требуется много времени. Во-вторых, этот подход с измерением активности нейронов для нашей лаборатории оказался совершенно новым. Его начали оптимизировать под наши условия за полгода до моего появления здесь. Разумеется, были технические проблемы, сейчас всё ещё остаются некоторые сложности с тем, как анализировать полученные данные...
Тогда вот тебе коронный вопрос: «и что?». Смотрите вы за этими мышками, измеряете активность нейронов. Что с этими данными можно сделать потом? К чему могут привести, а к чему нет?
У меня есть два ответа, один из которых — честный. Я иногда сама себе задаю этот вопрос «и что?». И пока ответить не могу, он будет зависеть от полученного мной результата.
Второй вариант — я могу рассказать, что мы обычно делаем в нашей лаборатории. Если мы находим некий фенотип, то начинаем тестировать препараты. У нас очень много контактов с фармацевтическими компаниями, и есть какие-то представления, где что может помочь. Например, есть предположение, что, может быть, отключение бета-секретазы или уменьшение её активности может помочь при Альцгеймере. Потому что она связана с производством амилоида-бета. Это — один из вариантов ответа на вопрос «что дальше», который проверяется сейчас в нашей лаборатории: различные компоненты, которые каким-то образом модифицируют активность этого фермента. Либо, например, антитела к амилоиду-бета пробуют.
Конечно, фундаментальная проблема остаётся: мы до сих пор плохо понимаем, что происходит при болезни Альцгеймера, что именно приводит к нарушению, да и не все нарушения описаны и каталогизированы. Например, активность нейронов — всё ещё спорный вопрос. С одной стороны, есть, например, у людей с болезнью Альцгеймера повышенная частота эпилептических приступов. Или у них на фМРТ повышенная активность сети покоя в мозге, которая активна всё время, даже когда ты не делаешь ничего. То есть, можно сказать, что у больных более активные нейроны. С другой стороны, на нейрональных культурах и в других лабораторных экспериментах получены данные, что когда капаешь амилоид-бета на нейроны, они становятся менее активными и у них нарушается долговременная потенциация. Непонятно пока, как это связано.
Люди делают острые эксперименты обычно в двух точках, например, молодые здоровые мыши и взрослые, которые уже заболели, и сложно сказать, что происходит в промежутке между этими двумя моментами. Возможно, есть несколько этапов развития патологии. Именно для этого мы ведём хронические эксперименты. Есть надежда, что когда мы лучше поймём, как болезнь развивается, мы сможем понять и то, какие способы есть для её остановки.
Я хотел задать вопрос о том, чем конкретно ты занимаешься в лаборатории, но ты уже на него ответила. Так что перейдём к двум завершающим вопросам, они сложные и интересные. Вопрос номер один — какие перспективы сейчас есть относительно болезни Альцгеймера, и куда мы движемся? Второй — куда движешься ты, когда аспирантура закончится? Куда хочешь пойти?
По поводу болезни, я на, самом деле, не знаю. Судя по популярным новостям в СМИ, учёные постоянно обнаруживают какие-то лекарства. Но в реальности всё не так радужно пока. Я была летом на конференции по нейродегенеративным болезням, там был профессор Юкер (Mathias Jucker), тоже из Германии, довольно известный в среде по изучению болезни Альцгеймера. Он сказал, что если вы мышка и у вас — болезнь Альцгеймера, то для вас у нас есть хорошие новости, а если вы человек, то тут всё сложнее. Пока нет ни одного сколько-нибудь эффективного лекарства. Также в новостях обычно пишут о найденных препаратах на том этапе, когда обнаружили какую-то активность в лаборатории ещё перед тем, как препарат пошёл в клинические испытания. Когда же доходит до них, обычно обнаруживаются какие-то сложнейшие побочные эффекты или где-то вообще ничего не работает. Сейчас начинают понимать, что есть некоторые фундаментальные различия между мышами и людьми на биохимическом уровне, на уровне сигнальных путей — те, о которых раньше не знали. И считали, тут мы то в целом схожи. Так что может получиться, что какие-то вещи просто невозможно перенести на человека. Так что как-то позитивно пока сказать нельзя.
Я думаю, что появится человек или группа людей, которые просто по-другому взглянут на вопрос и откроют что-то совершенно иное. Потому что основные-то известные пути уже испробованы, и сейчас работать в этой области очень тяжело, даже психологически, потому что непонятно, к чему мы идем. Мы вроде бы испробовали все, что очевидно, но это не приводит к каким бы то ни было результатам, а теперь люди извращаются, как могут.
Как правило, сейчас в каждой лаборатории есть какая-то основная гипотеза, почему болезнь Альцгеймера развивается, и они пытаются подтвердить её в своих экспериментах. И, скорее всего, все эти компоненты играют роль. Но по-прежнему сложно сказать, что является спусковым крючком. Возможно, просто какие-то фундаментальные изменения происходят в принципе с возрастом, и какие-то люди просто более предрасположены к болезни, а какие-то нет. Заболевают не все, но очень большой процент.
Очевидно, что нужно работать, что-то делать и надеяться, что в ближайшее время найдётся тот, кого озарит, или он случайно найдёт то, что изменит ситуацию. Лично мне не верится, что долбление в одно место может что-то существенно изменить. Просто нужно единичное, но фундаментальное открытие.
И всё-таки — что про тебя саму?
Я сейчас испорчу картинку нормального учёного и признаюсь, что я, наверное, не хочу оставаться в науке. На сегодняшний момент я не хочу. Я думаю мне остался год-полтора до того, как я закончу. Не исключено, что я передумаю, но сейчас я хочу найти другую работу, которая не связана с исследованиями.
Беседовал Алексей Паевский