Jocelyne Bloch The Brain sa dokáže opraviť - titulky TED Talk a prepis TED
Takže som neurochirurg. Ako väčšina mojich kolegov, aj ja musím každý deň čeliť ľudským tragédiám. Rozumiem, ako sa váš život môže zmeniť v okamihu po mozgovej príhode alebo autonehode. Pre nás neurochirurgov je frustrujúce uvedomiť si, že na rozdiel od iných častí tela má mozog obmedzenú schopnosť opraviť sa. Po závažnej nehode v centrálnom nervovom systéme sú pacienti často ťažko zdravotne postihnutí. Možno aj preto som si vybral špecializáciu funkčná neurochirurgia.
Čo robí funkčný neurochirurg? Je to lekár, ktorý sa snaží zlepšiť neurologické funkcie pomocou rôznych chirurgických stratégií. Určite ste už počuli o známej látke zvanej hlboká mozgová stimulácia, pri ktorej je do mozgu implantovaná elektróda na moduláciu nervového okruhu s cieľom zlepšiť neurologické funkcie. Je to skutočne mimoriadna technológia, pretože zlepšila osud pacientov trpiacich Parkinsonovou chorobou, silným tremorom a akútnymi bolesťami. Neuromodulácia však neznamená neuro-opravu a snom o funkčných neurochirurgoch je oprava mozgu. Myslím, že sa blížime k uskutočneniu tohto sna.
Rád by som vám ukázal, že sme mu veľmi blízki. S malou pomocou si mozog môže pomôcť sám.
Príbeh sa začal pred 15 rokmi. V tom čase som bol hlavným rezidentom a pracoval som vo dne v noci na pohotovosti. Často som sa musel starať o pacientov s úrazmi hlavy. Predstavte si, že príde pacient s ťažkým poranením hlavy, jeho mozog sa zapáli, čo zvýši jeho vnútrolebečný tlak. Aby ste mu zachránili život, musíte znížiť jeho vnútrolebečný tlak. Z tohto dôvodu musí byť niekedy odstránená časť zapáleného mozgu. Namiesto toho, aby som hodil tieto zapálené časti mozgu, rozhodol som sa spolu s Jean-Françoisom Brunetom, mojím kolegom, biológom, že ich študujem.
Čo tým myslím? Chceli sme z týchto tkanív vypestovať bunky. Nie je to ľahká práca. Pestovanie tkanivových buniek je ako výchova veľmi malých detí mimo ich rodiny. Musíte nájsť tie správne živiny, teplo, vlhkosť a prostredie podporujúce ich vývoj. To je presne to, čo sme mali s tými bunkami spoločné. Po mnohých pokusoch uspel Jean-François. To videl pod mikroskopom.
Bolo to pre nás všetkých obrovské prekvapenie. Prečo? Pretože to vyzerá presne ako kultúra kmeňových buniek s malými nezrelými bunkami obklopenými veľkými zelenými bunkami. Možno si z hodín biológie pamätáte, že kmeňové bunky sú nezrelé bunky, ktoré sa môžu zmeniť na akýkoľvek typ bunky v tele. Dospelý mozog má kmeňové bunky, sú však veľmi zriedkavé a nachádzajú sa v malých hlbokých výklenkoch v hlbinách mozgu. Bolo prekvapujúce nájsť tento typ kultúry kmeňových buniek na povrchu zapáleného mozgu, ktorý sme mali na operačnej sále.
Vyskytlo sa ďalšie zaujímavé pozorovanie: normálne kmeňové bunky sú veľmi aktívne bunky - bunky, ktoré sa delia veľmi rýchlo. Nezomierajú, sú to nesmrteľné bunky. Ale tieto bunky sa správajú inak. Delia sa pomaly a po niekoľkých týždňoch rastu dokonca zomierajú. Čelili sme zvláštnej novej populácii buniek, ktoré vyzerali ako kmeňové bunky, ale správali sa inak.
Trvalo nám dlho, kým sme pochopili, odkiaľ sa vzali. Pochádzajú z týchto buniek. Tieto modré a červené bunky sa nazývajú bunky pozitívne na dvojitý kortín. Všetci ich máte vo svojom mozgu. Predstavujú 4% kortikálnych buniek mozgu. Vo fáze vývoja zohrávajú veľmi dôležitú úlohu. Keď ste boli plodom, pomáhali vášmu mozgu rásť. Prečo sú však v ich hlavách? Nevieme. Veríme, že sa môžu podieľať na oprave mozgu, pretože ich nájdeme vo vyšších koncentráciách blízko poškodenia mozgu. Ale to nie je isté. Jedna vec je však istá - z týchto buniek sme získali kultúru kmeňových buniek. Stojíme pred možným novým zdrojom buniek na opravu mozgu. Museli sme to dokázať.
Aby sme to dokázali, rozhodli sme sa navrhnúť experimentálny prototyp. Myšlienkou bolo vykonať biopsiu časti mozgu v nepodstatnej oblasti mozgu a potom bunky kultivovať tak, ako to urobil Jean-François vo svojom laboratóriu, potom ich označiť, vložiť do nich farbu, aby sme ich mohli v mozgu sledovať. Posledným krokom bolo ich opätovné zavedenie do tej istej osoby. Hovoríme im autografty.
Naša prvá otázka bola: „Čo sa stane, ak tieto bunky znovu implantujeme do normálneho mozgu a čo sa stane, ak tieto bunky znovu implantujeme do poškodeného mozgu?“ S pomocou profesora Erica Rouillera som pracoval s opicami.
V prvom scenári som znovu implantoval bunky do normálneho mozgu a videl som, ako po pár týždňoch úplne zmizli, akoby ich zobrali z mozgu, vrátia sa domov, miesto je už obsadené, nie je ich tam treba, takže zmiznú.
V druhom scenári sme spôsobili zranenie, znova sme implantovali úplne rovnaké bunky a v tomto prípade bunky zostali - a stali sa z nich zrelé neuróny. Tento obrázok je to, čo sme mohli vidieť pod mikroskopom. To sú reimplantované bunky. Dôkaz, ktorý nesú, tieto malé body, sú bunky označené in vitro, keď rástli.
Tu sme sa samozrejme nemohli zastaviť. Pomáhajú tieto bunky aj opici pri zotavení sa zo zranenia? Za týmto účelom som cvičil opice, aby vykonávali manuálne cvičenie obratnosti. Z podnosu museli zobrať kopy jedla. Boli v tom veľmi dobrí. Keď dosiahli výkonnostný limit, vytvorili sme léziu v motorickej kôre zodpovedajúcu pohybu ruky. Takto boli opice ochrnuté, nedokázali pohnúť rukou. Tak, ako by ľudia trpeli, do istej miery sa spontánne zotavili, rovnako ako po mozgovej príhode. Pacienti sú úplne paralyzovaní, potom sa pokúsia zotaviť pomocou mechanizmu plasticity mozgu a do istej miery sa zotavia, ako v prípade opice.
Keď sme si boli istí, že opica dosiahla túto hranicu spontánneho zotavenia, implantovali sme jej vlastné bunky. Naľavo vidíte opicu, ktorá sa spontánne uzdravila. Má asi 40-50% výkonnosti pred zranením. Nemá to veľkú presnosť ani rýchlosť. Pozrite sa, keď znovu implantujeme bunky: dva mesiace po reimplantácii, rovnaká opica.
Výsledky nás tiež prekvapili. Odvtedy som sa o týchto bunkách dozvedel viac. Vieme, že ich môžeme konzervovať pomocou kryogeniky pre ďalšie použitie. Vieme, že ich môžeme uplatniť v iných neuropatologických modeloch, napríklad pri Parkinsonovej chorobe. Ale našim snom je implantovať ich ľuďom. Dúfam, že vám čoskoro budem vedieť ukázať, ako nám ľudský mozog poskytuje nástroje na opravu.
Bruno Giussani: Jocelyne, je to úžasné a som presvedčený, že teraz sú na verejnosti desiatky ľudí, možno aj väčšina, ktorí si myslia: „Poznám niekoho, kto to potrebuje.“ Viem. Samozrejme, vynára sa otázka, aké veľké prekážky sú potrebné pred začatím pokusov na ľuďoch?
Jocelyne Bloch: Najväčšími prekážkami sú predpisy. (Smiech) Počnúc úžasnými výsledkami musíte vyplniť asi dva kg papierov a formulárov, aby ste mohli prejsť takýmito experimentmi.
BG: Čo je pochopiteľné, mozog je chúlostivý atď.
JB: Áno, je, ale vyžaduje si to veľa času a trpezlivosti a takmer profesionálny tím pre túto prácu.
BG: Ak ste si predstavovali, že ste robili výskum, že ste sa už pokúsili získať povolenie na začatie experimentov, ak navrhnete všetko včas, koľko rokov trvá, kým bude mať niekto z tejto terapie úžitok v nemocnici?
JB: Je to veľmi ťažké povedať. Závisí to predovšetkým od schválenia skúšobnej doby. Umožní nám nariadenie čoskoro začať? Potom by sa mala vykonať štúdia na malej skupine pacientov. Vybrať pacientov, aplikovať liečbu a vyhodnotiť užitočnosť liečby trvá len dlho. Potom musia byť výsledky použité v multicentrickom experimente. Skôr ako ponúknete ošetrenie všetkým, musíte dokázať, že je to užitočné.
BG: A určite. JB: Samozrejme.
BG: Jocelyne, ďakujem za zdieľanie v TED. BG: Ďakujem.