Pomysł, że nie jesteśmy sami w naszych głowach, brzmi jak zwrot akcji z filmu science fiction. Jednak najnowsze dowody sugerują, że matka jest dosłownie częścią naszej architektury.
Naukowcy potwierdzili obecność w mózgu płodu komórek zawierających matczyne DNA. To nie są przejezdni goście. Pozostają, integrują się i mogą przetrwać do późnej starości.
Badanie, opublikowane 10 czerwca na serwerze preprint bioRxiv, wzmacnia argumenty za zjawiskiem mikrochimeryzmu. Jest to wymiana komórek pomiędzy matką a rozwijającym się płodem podczas ciąży. Od dawna wiedzieliśmy, że matki przekazują swoim dzieciom komórki i że mózg może je przechowywać. Brakowało jednak wyraźnej mapy na poziomie tkanek, pokazującej dokładnie, gdzie się ukrywali i jak funkcjonowali.
Poprzednie badania opierały się na próbkach krwi. Krew jest „ruchomym celem”: ma wiele krążących komórek, ale nie ujawnia zbyt wiele z tego, co dzieje się wewnątrz określonych struktur. W tym samym badaniu przyjrzano się samej tkaninie. Prawdziwa tkanka ludzka. Od prawdziwych ludzi, którzy nie mogli na to wpłynąć inaczej niż poprzez swoje istnienie.
Szukaj obcego DNA w tkankach płodu
Pobieranie próbek tkanki mózgowej od żywych dzieci jest trudne z etycznego punktu widzenia. Dlatego główny badacz, Sami Kanan z Fred Hutchinson Cannon Rocket Center w Seattle, poszedł pragmatyczną drogą. Przeanalizował tkankę mózgową pobraną od kilkudziesięciu młodych ludzi, którzy przeszli operację z powodu ciężkiej padaczki. Nie były to procedury fakultatywne. Były to interwencje chirurgiczne, które radykalnie zmieniły życie dzieci w wieku od 28 dni do 19 lat.
Zespół Kanaana porównał te tkanki z DNA pobranym z policzków matek.
Zastosowali ilościową PCR (reakcję łańcuchową polimerazy), czułe narzędzie zaprojektowane do znajdowania „igły w stogu siana” miliardów komórek.
Wyniki były jasne. W 37 parach matka-dziecko u 26 dzieci (70%) stwierdzono ślady matczynego DNA.
To nie był zwykły pył. To była integracja systemowa.
Komórki macierzyste pojawiły się w płatach czołowych, skroniowych, ciemieniowych, a nawet w hipokampie – głębokiej, krętej strukturze odpowiedzialnej za pamięć i emocje. Średnio na każde 100 001 komórek przypadało 2,2 komórki macierzystej. Standardowe liczby wydają się niskie, dopóki nie wykonasz obliczeń matematycznych. Jedna próbka zawierała 459 takich komórek. To znacząca kwota.
Warto zauważyć, że nie wszyscy je nosili. U 11 dzieci nie znaleziono żadnych dowodów na ich obecność. Dlaczego niektórzy je mają, a inni nie, pozostaje przedmiotem dyskusji. Możliwość posiadania pierwszego dziecka może zwiększyć Twoje szanse. Dane idą w tym kierunku: czternaścioro dzieci z komórkami macierzystymi było pierworodnymi. I tylko jeden z tych, którzy ich nie mieli, okazał się pierworodnym. Jednakże wielkość próby jest zbyt mała, aby wyciągnąć jednoznaczne wnioski.
Od obserwatorów do pracowników
Znalezienie komórek to jedno. Zrozumienie tego, co robią, to co innego.
Zespół Kanaana wykorzystał sekwencjonowanie RNA pojedynczych jąder. Jest to metoda, która pozwala zajrzeć do wnętrza komórki i sprawdzić, które geny są aktywowane. Ujawnia tożsamość i cel.
Komórki macierzyste nie tylko przeżyły. Dostosowali się. Stały się działającymi elementami mózgu.
Być może przybywając jako białe krwinki lub komórki macierzyste, ci „obcy” zostali zintegrowani z siłą roboczą mózgu. W badaniu znaleziono dowody na istnienie neuronów – komórek przetwarzających informacje. Wykryto oligodendrocyty. Komórki te owijają się wokół neuronów, tworząc membrany izolacyjne, które przyspieszają transmisję sygnału. Stwierdzono, że astrocyty pełnią funkcje wspomagające i dostarczają energię mechanizmom nerwowym. Obecne były również mikroglej, rezydentne komórki odpornościowe. Komórki śródbłonka wyściełające naczynia krwionośne również nosiły piętno matki.
„Nasza zdolność zrozumienia tej funkcji była bardzo ograniczona” – powiedziała Amy Boddy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB). Nie była częścią tej grupy badawczej. Jej reakcja? „To jest niesamowite”.
Do tej pory jedynymi wskazówkami były modele zwierzęce. Mózgi zwierząt są przydatne do badań. Ludzkie mózgi są złożone. Są indywidualni. Dane te pochodzą od prawdziwych osób.
Czy występują u zdrowych dorosłych?
Padaczka może zniekształcić obraz. Czy te komórki przyciągają się do mózgu w wyniku operacji, urazu lub choroby neurologicznej?
Aby przetestować tę hipotezę, Kanan i współpracownicy spojrzeli w innym kierunku.
Przeanalizowali dane z sekcji zwłok 32 osób bez zaburzeń neurorozwojowych. Wiek był bardzo zróżnicowany, od 22 tygodnia ciąży do 40 lat. Obejmowały także tkankę mózgową trzech osób w ósmej i dziewiątej dekadzie życia, pobraną do badań nad chorobą Alzheimera. Ci mężczyźni byli w wieku 80–90 lat i w momencie pobierania próbki nie cierpieli na żadną chorobę mózgu.
Wynik? Komórki obce (obce) pojawiły się u 78% tych pacjentów. W tym mężczyzna po 90. roku życia.
Ponieważ badacze nie mieli DNA od matek zdrowych dawców, nie mogli jednoznacznie oznaczyć komórek jako „matczyne”. Komórki te mogą pochodzić od bliźniaka, osoby po poprzednim poronieniu, starszego brata lub babci. Ale prawdopodobieństwo na korzyść matki jest bardzo wysokie. Źródło nie staje się mniej ważne dla aktualnego stanu mózgu. Zachowują się tak samo.
Dojrzewają.
W młodszych mózgach te obce komórki rozwinęły się głównie w określony typ neuronów drugiej i trzeciej warstwy. W starych mózgach? W mikrogleju.
W ten sposób komórki starzeją się razem z Tobą. Zmieniają zawód.
Czy są przydatne?
Dlaczego organizm pozwala na obecność obcego DNA w centralnym stanowisku dowodzenia organizmu? Ewolucja rzadko chroni śmieci. Nie w dużych konstrukcjach.
Doktor Xing Xing Wei ze Szpitala Dziecięcego w Cincinnati zauważa, że różnorodność typów komórek jest fascynująca. „Może potrzebujemy [ich] pomocy?” – pyta Body.
Jeśli mózg stale odnawia lub utrzymuje swoją sieć, posiadanie rezerwowego zapasu zróżnicowanych komórek może być mechanizmem przetrwania. A może jest to łagodny produkt uboczny faktu, że jesteśmy ssakami z łożyskiem. Efekt uboczny bliskości między dwoma genomami.
Liczba tych komórek zmniejsza się wraz z wiekiem człowieka. Nie pozostają stałe. Ale nie znikają całkowicie.
Boddy podejrzewa, że robią coś istotnego lub złożonego. Jeśli zrozumiemy, jak mikrochimeryzm wpływa na zdrowy rozwój mózgu, możemy otworzyć nowe możliwości zrozumienia zaburzeń neurologicznych. Nie tylko młodzi ludzie. U osób starszych, gdzie w obcych populacjach dominują mikroglej.
Granice współczesnej technologii
Badanie jest wiarygodne. Zaawansowane metody. Ale to nie jest ostateczny werdykt.
Przyszłe badania będą wymagały większych zbiorów danych i jednolitych próbek. Obecne prace opierają się na tkankach chirurgicznych (niedostępnych dla zdrowych grup kontrolnych) i materiałach do sekcji zwłok (często ograniczone ze względu na przyczynę śmierci lub warunki przechowywania). Aby uzyskać jasne odpowiedzi, naukowcy potrzebują większej liczby biopsji. Więcej komórek analizowanych na próbkę. Próbki pobrane w określonych przedziałach wiekowych w celu śledzenia spadku populacji. Identyczne obszary mózgu w porównaniu u różnych osób.
Wei zauważa, że chociaż wyniki „przekraczają granice”, nadal składamy puzzle, mając na uwadze tylko najważniejsze elementy.
Na razie wiemy tyle: Twój mózg to układanka. Zawiera Twój kod genetyczny. Zawiera ślady Twoich rodziców. Twoja matka tam jest. Gdzieś. Prawdopodobnie to działa. Może pamięta.
Komu potrzebny terapeuta, skoro twoja mama mieszka w twoim płacie skroniowym?
Rodzi to tyle samo pytań, co daje odpowiedzi. Czy obecność tych komórek zmienia to, kim jesteś? Czy zmieniają sposób, w jaki Twój mózg się leczy? Czy kiedykolwiek jesteś naprawdę tylko sobą?
Być może będziemy musieli poczekać na lepsze dane, aby poznać odpowiedź.
