Мысль о том, что внутри нашей головы мы не одиноки, звучит как сюжетный поворот из научно-фантастического фильма. Однако недавние данные свидетельствуют о том, что мать является буквально частью нашей архитектуры.
Ученые подтвердили наличие в мозге плода клеток, несущих материнскую ДНК. Это не мимолетные посетители. Они остаются, интегрируются и могут сохраняться до глубокой старости.
Исследование, опубликованное 10 июня на препринт-сервере bioRxiv, усиливает аргументы в пользу явления микрохимеризма. Это обмен клетками между матерью и развивающимся плодом во время беременности. Долгое время мы знали, что матери передают клетки детям, и что мозг может их хранить. Однако не хватало четкой карты на уровне тканей, показывающей, где именно они скрываются и как функционируют.
Предыдущие исследования опирались на образцы крови. Кровь — это «движущаяся мишень»: в ней много циркулирующих клеток, но она плохо раскрывает то, что происходит внутри конкретных структур. В этом же исследовании рассматривалась сама ткань. Настоящая человеческая ткань. От реальных людей, которые не могли повлиять на это, кроме как своим существованием.
Поиск чужой ДНК в тканях плода
Получить образцы мозговой ткани у живых детей этически затруднительно. Поэтому ведущий исследователь, Сами Канан из Ракетного центра Кэннона Фред Хатчинсона в Сиэтле, выбрал прагматичный путь. Он проанализировал ткани мозга, удаленные у десятков молодых людей, перенесших операцию по поводу тяжелой эпилепсии. Это были не elective-процедуры. Это были хирургические вмешательства, кардинально меняющие жизнь детей в возрасте от 28 дней до 19 лет.
Команда Канаанa соотнесла эти ткани с ДНК, взятой со щек матерей.
Они использовали количественную ПЦР (полимеразную цепную реакцию) — чувствительный инструмент, предназначенный для поиска «иголки в стоге сена» из миллиардов клеток.
Результаты были однозначными. В 37 парах «мать-ребенок» у 26 детей (70%) были обнаружены следы материнской ДНК.
Это была не просто случайная пыль. Это была системная интеграция.
Материнские клетки появлялись в лобных долях, височных долях, теменных долях и даже в гиппокампе — глубокой извилистой структуре, отвечающей за память и эмоции. В среднем приходилось 2,2 материнской клетки на каждые 100 001 клеток. Стандартные цифры кажутся низкими, пока вы не сделаете расчеты. Один образец содержал 459 таких клеток. Это значительное количество.
Важно отметить, что не все их несли. У 11 детей не было обнаружено никаких доказательств их присутствия. Почему у одних они есть, а у других нет, остается предметом дискуссий. Возможность рождения первенца может повышать шансы. Данные смещаются в эту сторону: четырнадцать детей с материнскими клетками были первенцами. И только один из тех, у кого их не было, оказался первенцем. Однако размер выборки слишком мал, чтобы делать однозначные выводы.
От наблюдателей к работникам
Найти клетки — одно дело. Понять, что они делают, — другое.
Команда Канаана применила секвенирование РНК одиночных ядер. Это метод, позволяющий заглянуть внутрь клетки и увидеть, какие гены активированы. Он выявляет идентичность и цель.
Материнские клетки не просто выжили. Они адаптировались. Они превратились в рабочие компоненты мозга.
Вероятно, прибывая в виде лейкоцитов или стволовых клеток, эти «чужаки» интегрировались в рабочую силу мозга. В исследовании найдены доказательства наличия нейронов — клеток, обрабатывающих информацию. Обнаружены олигодендроциты. Эти клетки обвивают нейроны, создавая изоляционные оболочки, которые ускоряют передачу сигналов. Были найдены астроциты, выполняющие поддерживающие функции и обеспечивающие энергией нейронные механизмы. Присутствовали и микроглии — резидентные иммунные клетки. Эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, также несли материнский след.
«Наши возможности понимания функции были крайне ограничены», — отметила Эми Бодди из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB). Она не входила в состав этой исследовательской группы. Ее реакция? «Это потрясающе».
До сих пор единственным ориентиром служили модели на животных. Мозги животных удобны для исследований. Мозги людей сложны. Они индивидуальны. Эти данные получены от реальных людей.
Существуют ли они у здоровых взрослых?
Эпилепсия может искажать картину. Не привлекают ли эти клетки в мозг хирургическое вмешательство, травма или неврологическое заболевание?
Чтобы проверить эту гипотезу, Канан и коллеги посмотрели в другую сторону.
Они проанализировали данные аутопсии 32 человек без нарушений нейроразвития. Возраст варьировался широко: от 22 недель внутриутробного развития до 40 лет. Они также включили ткани мозга трех людей восьмого и девятого десятилетий жизни, собранные для исследования болезни Альцгеймера. Эти мужчины были в возрасте 80–90 лет и не имели известных заболеваний мозга на момент сбора образцов.
Результат? Инопланетные (чужеродные) клетки появились у 78% этих субъектов. Включая мужчину в возрасте 90 лет.
Поскольку у исследователей не было ДНК матерей этих здоровых доноров, они не могли однозначно пометить клетки как «материнские». Эти клетки могли происходить от близнеца, предыдущей беременности, прервавшейся выкидышем, от старшего брата или от бабушки. Но вероятность в пользу матери очень высока. Источник не становится менее важным для текущего состояния мозга. Они ведут себя одинаково.
Они созревают.
В более молодых мозгах эти чужеродные клетки в основном превращались в специфический тип нейронов второго и третьего слоев. В старых мозгах? В микроглии.
Таким образом, клетки стареют вместе с вами. Они меняют род деятельности.
Полезны ли они?
Почему организм допускает наличие чужой ДНК в центральном командном пункте тела? Эволюция редко сохраняет мусор. Не в крупных структурах.
Доктор Син Син Вэй из детской больницы Цинциннати отмечает, что разнообразие типов клеток Fascinating (увлекательно). «Может, нам [они] нужны, чтобы помогать?», — спрашивает Бодди.
Если мозг постоянно обновляет или поддерживает свою сеть, наличие резервного запаса дифференцированных клеток может быть механизмом выживания. Или же это доброкачественный побочный продукт того факта, что мы — млекопитающие с плацентой. Побочный эффект интимности между двумя геномами.
Количество этих клеток действительно снижается по мере старения людей. Они не остаются постоянными. Но они и не исчезают полностью.
Бодди подозревает, что они выполняют что-то жизненно важное или сложное. Если мы поймем, как микрохимеризм влияет на развитие здорового мозга, мы можем открыть новые пути для понимания неврологических расстройств. Не только у молодых. У пожилых людей, где микроглии доминируют в этих чужеродных популяциях.
Пределы современных технологий
Исследование является надежным. Методы передовые. Но это не окончательный вердикт.
Будущим исследованиям необходимы более крупные наборы данных и единообразные образцы. Текущая работа опирается на хирургическую ткань (недоступную для здоровых контрольных групп) и материалы аутопсии (часто ограниченные причиной смерти или условиями хранения). Чтобы получить четкие ответы, ученым нужно больше биопсий. Больше клеток, проанализированных на каждый образец. Образцы, собранные в определенные возрастные периоды, чтобы отслеживать снижение численности. Одинаковые области мозга, сопоставленные у разных людей.
Вэй отмечает, что, хотя результаты «расширяют границы», мы все еще собираем пазл, имея в виду только центральные кусочки.
На данный момент мы знаем следующее: ваш мозг — это мозаика. Он содержит ваш генетический код. Он содержит следы ваших родителей. Ваша мать находится там. Где-то. Вероятно, работает. Может быть, помнит.
Кому нужен психотерапевт, когда ваша мама живет в вашей височной доле?
Это поднимает столько же вопросов, сколько и отвечает. Меняет ли присутствие этих клеток то, кем вы являетесь? Меняют ли они то, как ваш мозг исцеляется? Являетесь ли вы когда-либо по-настоящему просто собой?
Возможно, нам придется ждать лучших данных, чтобы узнать ответ.
