To nie będzie historia o wybitnej powieści Johna Steinbecka „Myszy i ludzie”. Ani o piosence Myslovitz o tym samym tytule, chociaż jej refren byłby niezłym leadem: „W każdą noc, w każdy dzień, wielki ból i przerażenie…”
Otóż dokładnie w tą samą noc, gdy sąd decydował o być i nie być małego Alfiego z Wielkiej Brytanii, gdyż mózg chłopca – jak twierdzili lekarze – był niefunkcjonalny, a podróż do włoskiej kliniki chętnej ratować mu życie była groźna dla zdrowia, naukowcy z Kalifornii opublikowali na łamach prestiżowego „Nature biotechnology” wieść, iż potrafią wyhodować ludzki mikromózg. I nie tylko – by zapewnić mu wspaniałe warunki rozwoju, mogą go wszczepić myszy. A w dniu, gdy maleńki Brytyjczyk opuścił ten jedyny znany nam świat, badacze z Yale obwieścili, że zdołali utrzymać przy życiu przez 36 godzin mózg świni odłączony wcześniej od ciała zwierzęcia. Wielki i – jak zapewniają badacze – w przyszłości płodny w medyczne skutki postęp w neurobiologii.
Bo myszy to najpopularniejszy w medycynie model do badań związanych z właściwie wszystkimi chorobami, a świnia to już całkiem jak człowiek. Wielkość narządów ta sama, wszystkożerność… nawet ewolucyjnie jesteśmy z nią znacznie bliżej niż z gryzoniami. No i nie wzbudza kontrowersji bioetycznych – jakkolwiek niewiele to dziś oznacza.
Po śmierci przez jakiś czas nasz mózg pracuje jak we śnie, a umysł wie, że umarliśmy. Nadal słyszymy, nawet widzimy z dużą ostrością, co się z nami dzieje. Niektóre zaś geny, aktywne tylko przed urodzeniem, wracają do działania właśnie wtedy, gdy nasz zgon jest medycznie niewątpliwy.
Ten świński eksperyment jest jednak podobno banalną powtórką z nigdy nieopublikowanych, ale szeroko omawianych w czasach Łysenkizmu eksperymentów uczonych radzieckich (twórcą pseudonaukowych terii tej grupy był agrobiolog Trofim Łysenko, który zaprzeczał istnieniu genów), którzy, jako rzekli, potrafili takie rzeczy robić psom. I podobno umieszczać psią głowę, by kierowała pracą robota. No ale czegóż to w latach 50. XX wieku nie potrafili ówcześni uczeni radzieccy! Dziś naukowcy amerykańscy twierdzą jednak, że to oni dokonali przełomowego eksperymentu, który „redefiniuje śmierć” – przynajmniej taką, jaką definiuje medycyna. (Nawet nie śmiem pytać: i co my z tym teraz zrobimy?)
Udało się przywrócić w odciętym od ciała mózgu krążenie i utrzymać je przez półtorej doby, co zapewniało mózgowi życie. Eksperyment, jeśli dobrze rozumiem, mógł trwać dłużej, został po prostu przerwany po udowodnieniu założeń. Czyli teoretycznie, można by w tzw. nieskończoność utrzymywać przy życiu ludzki mózg pozbawiony ciała, o ile zdoła się przejąć i utrzymać kontrolę nad jego krążeniem krwi.
Pilną kwestią pozostanie jednak znalezienie dla tego żywego mózgu (przypiętego do sztucznego krążenia) jakiegoś, raczej wciąż ciepłego ciała. Skoro bowiem tak istotne dla dzisiejszych definicji prawniczych określających, czy życie ludzkie jest coś warte, czy lepiej je unicestwić, jest „uczestniczenie w pełni w relacjach z otoczeniem, czerpanie z nich satysfakcji i komfortu”, to obawiam się, że dla ciała bez mózgu jest to równie trudne, jak dla mózgu bez ciała. No chyba, że żyjemy w Matrixie i wszystko, czym w ogóle jesteśmy, to elektryczna aktywność mózgu.
Uczeni z Yale University, kierowani przez Nenad Sestan, donieśli o swoim sukcesie w utrzymaniu przy życiu świńskiego mózgu na spotkaniu poświęconym – nomen omen – bioetycznym aspektom i granicom postępu współczesnych nauk neurobiologicznych w USA, a organizowanym przez tamtejsze Narodowe Instytuty Zdrowia (NIH). Praca naukowców polegała na próbach podłączenia około 200 świńskich mózgów otrzymanych z rzeźni do specjalnie przystosowanego systemu sztucznego krążenia (aparatura taka jest wykorzystywana np. w czasie operacji na otwartym sercu). Jest to zasadniczo system rurek, pomp, zastawek i worków ze sztuczną krwią, utrzymywaną dzięki termostatom w temperaturze ciała.
Nie uzyskano wprawdzie żadnych dowodów, że w resuscytowanym w ten sposób świńskim mózgu ponownie zaświtała świadomość, ale niewątpliwie budujące mózg neurony wykazywały metabolizm i właściwą sobie aktywność – czyli per definitio żyły. I to tylko dzięki temu, że odtworzono w nich mikrocyrkulację. Czyli obieg krwi w najmniejszych, włosowatej grubości naczynkach krwionośnych w mózgu, zdolnych doprowadzać do każdego neuronu krew z niezbędnym do życia komórek tlenem i glukozą.
Ponieważ wystąpienie uczonych nie było oficjalną prezentacją, a jedynie głosem w dyskusji podczas konferencji, młody i bardzo ambitny profesor Nenad Sestan nabrał następnie wody w usta. Chce swoje wyniki opublikować i właśnie zrobił im darmowy PR. Niewiele zatem więcej dowiemy się o tym wiekopomnym eksperymencie, zanim, za jakiś rok, nie pokaże się on jako artykuł w jakimś prestiżowym magazynie naukowym, którego ranga właśnie znacząco wzrośnie.
Inaczej jest w przypadku ludzkich mikromózgów w myszach. Tutaj badacze z The Salk Institute for Biological Studies w La Jolla i z San Diego State University już zdołali oficjalnie umieścić swe wyniki w „Nature biotechnology”, wysoko notowanym w rankingu czasopism naukowych. W czym zatem dzieło?
Po pierwsze naukowcom udało się wyhodować in vitro, czyli na szalkach laboratoryjnych, tzw. mikroorganoidy ludzkie. Są to konglomeraty uzyskane z namnażania ludzkich komórek macierzystych – czyli takich, które są prekursorami wszystkich naszych komórek. W tym przypadku potraktowano je jednak tak, by rozwijały się w konkretny typ tkanki – tutaj: tkanki nerwowej.
No ale to tylko konglomerat prekursorów neuronów. Aby dać mu szansę być mikro-mózgiem trzeba mu zagwarantować… dokładnie! Jak już wiemy z powyższego opisu eksperymentu świńskiego – trzeba zapewnić mu mikrokrążenie. Oraz stymulację właściwą dla działania tkanki nerwowej, czyli chemiczną, która z kolei wzbudza aktywność elektryczną neuronów. Tak przewodzone są nerwowe impulsy.
Aby zapewnić stosowne środowisko do rozwoju, naukowcy kierowani przez Xina Jina i Freda H. (Rusty’ego) Gage’a wszczepili owe mózgowe mikroorganoidy wielkości ziarenka soczewicy do mysich mózgów. A w czaszkach zrobili gryzoniom niewielkie dziurki pozwalające na bieżąco obserwować, jak się tam ludzki przeszczep sprawuje w mysiej tkance. I ku – jak się zdaje – wielkiemu zaskoczeniu samych badaczy, zobaczyli nie tylko, że ludzki mikro-mózg nie został odrzucony i jest żywy, ale także, iż świetnie sobie radzi w mysiej głowie!
Stopniowo rósł, czyli jego komórki ulegały dalszym podziałom, a także rozwojowi. Nabierały zatem nowych cech, właściwych dla coraz bardziej dojrzałych neuronów. Mikro-mózg wytworzył własny mikroglej – czyli komórki odżywiające, ochraniające i wspierające neurony przy pracy. Ludzki przeszczep korzystał także chętnie z tego typu komórek mózgu mysiego. Człowiecze neurony wypuściły długie aksony (wypustki), tworzące połączenia nerwowe, zwane synapsami, z neuronami mysimi. Za pomocą technologii nazwanej mikroskopią dwufotonową (to taki mikroskop fluorescencyjny, który pozwala oglądać na żywo próbki o sporej grubości, czyli np. aż do głębokości 1 milimetra) przez owe dziurki w mysich czaszkach udało się ustalić, że ludzki mikromózg nie tylko wytworzył sieć nerwową, ale i był przeniknięty włosowatymi naczyniami krwionośnymi. Ponadto technologia badania aktywności mózgu, zwana optogenetyką, która pozwala stymulować pracę konkretnych neuronów za pomocą światła, bezsprzecznie wykazała, że impulsy nerwowe są przekazywane pomiędzy neuronami ludzkimi a neuronami mysimi w tym wymieszanym mózgu. Czyli owa mieszana, mysio-ludzka sieć nerwowa realnie działa.
Co daje taki ludzko-mysi melanż? Bynajmniej nie szuka się tu odpowiedzi na pytanie, czy taki chimeryczny mózg będzie „inteligentniejszy”. Choć zapewnie to będzie pytanie, które podrążą tabloidy (a i nauka się nam niestety tabloidyzuje, więc kto wie, czy nie podrążą go recenzenci publikacji). No ale nawet gdyby był, to co? Potrzebne nam inteligentniejsze myszy? Nawet z tymi mniej inteligentnymi radzimy sobie słabo w codzienności naszych domostw i magazynów z żywnością.
Chodzi tu raczej o to, by ludzkie schorzenia neurologiczne dało się badać w modelu mysim, ale by one były jednak ludzkie, a nie mysie. Dziś bowiem najczęściej modele takich chorób powstają w ten sposób, że ludzki gen odpowiedzialny za daną chorobę „wrzuca się” do myszy, lub ewentualnie usuwa się lub zmienia myszy jej gen podobny do naszego genu odpowiedzialnego za dane schorzenie. W obu przypadkach sytuacja jest dość sztuczna.
Nowa technologia ma także pozwolić na bardziej skuteczne testowanie leków neurologicznych w gryzoniach, skoro ich mózg będzie choć trochę ludzki. Wreszcie, myszy mogą stać się inkubatorem dla hodowania fragmentów ludzkiego mózgu do przeszczepów w obrębie tego kluczowego organu.
Kiedyś, jak to ujął Kornel Makuszyński w słynnej powieści dla młodzieży „Szatan z siódmej klasy”, „pomienianie się na serca” przez ludzi było bezpieczne. Za to pomienianie się na głowy stwarzało ryzyko, że „otrzyma się baranią zamiast jako tako ludzkiej”. Dziś, gdy obie transplantacje okazują się wykonalne, zdaje się być jakoś odwrotnie: można trafić na złe serce, które decyduje o być lub nie być małego, chorego mózgu. – Magdalena Kawalec-Segond, biolog molekularny i mikrobiolog, współautorka „Słownika bakterii” (Adamantan, Łódź 2008)
