Рудолпх Е. Танзи, директор одељења за генетику и старење у Општој болници у Массацхусеттсу, професор неурологије на Харвард Медицал Сцхоол и невероватна фигура из области Алзхеимер-овог истраживања, одбија да свира клавир. Да, он је сјајно предан музичар који је озбиљно размислио о музичкој каријери пре него што је кренуо у науку. Свирао је клавијатуре са рок бендом Аеросмитх и заглавио у „Тонигхт Схову са Јаиом Леноом.“ Он свакодневно увежбава куће код свог ручно рађеног концерта за Босендорфер.
Из ове приче
[×] ЗАТВОРИ
Двојац Алзхеимера у јелу је пробој за тестирање нових третмана
Видео: Смитхсониан Ингенуити Авардс 2015: Рудолпх Танзи и Доо Иеон Ким
Али стари гласовир у лабораторијском салону близу његове канцеларије? Танзијево рачунање има инструментални еквивалент неуродегенеративне болести. "Звучи грозно", каже он. „Тинни, дрзак, углађен. Нећу играти. "Молим? Само неколико барова? "Имам своје стандарде", промрмља он. "Не желим да се срамотим."
Коначно, уздахне и започне с јазз класиком, „Округла поноћ“. Све то загријавање цвили и балада звучи дивно, са елегантним хармонијама и резервном, инвентивном основом. Прелази на Милеса Дависа, Биллија Јоела. Научници и студенти другде на поду стрше у салон да слушају, а кад Танзи заврши, извиру у аплауз. Танзи, који има 57 година, изгледа срећно, дечачки и можда лакнуло. Са набријаног клавира откинуо је чаробне зечеве песме.
"Руди је нека врста генија", каже његов блиски сарадник Доо Иеон Ким, који ради у ходнику. Музички, научно, Ким каже, „Руди увек има велике идеје, увек жели да испроба нове ствари.“ Ким, 45, често се смешка, говори са снажним корејским нагласком и чини се да је вечно спремна да провали у трку. Сматра себе глупим и мрвим тиквицама. „Фокусирам се на науку“, каже он. "Рудијева улога је визија, моје су детаљи."
Контрапутализам пара показао се одбегли хит. Танзи и Ким осмислили су револуционарно оруђе за борбу против Алзхеимерове болести, водећег свјетског узрока сенилне деменције и медицинске кризе која постаје све већа како тешка гомила баби баби боомра успава у старост. Пријављен крајем прошле године међународно одобраван у престижном часопису Натуре, нова техника, иновативна врста ћелијске културе, сматра се најпоузданијим и најкориснијим лабораторијским моделом који је још изумљен од неуродегенеративне болести. Он пружа истраживачима шансу да прате ток Алзхеимерове болести без преседана биохемијских и генетских детаља, као и да брзо и јефтино тестирају хиљаде потенцијалних третмана који би могли блокирати или бар успорити његов мали развој. „То је фантастичан модел са великим потенцијалом за тестирање нових лекова“, каже Санграм Сисодиа, професор и Алзхеимер-ов истраживач на Универзитету у Чикагу. „То је врста златне прилике коју нисмо видели раније.“
Претплатите се на часопис Смитхсониан за само 12 долара
Ова прича је избор из децембарског броја часописа Смитхсониан.
КупиНадимак "Алзхеимерова болест у јелу" нова техника садржи колоније генетски манипулираних ћелија људског мозга које расту у три димензије у гуском гелу. Како дани пролазе, ћелије почињу показивати два најистакнутија обележја Алзхеимерове болести: плакове и запетљаности. Формирајући се око ћелија и између њих, микроскопски плакови се састоје од одломљених фрагмената протеина који се називају амилоид-бета и једнако су жилави и непоколебљиви као и квржице у буркеју од пуретине, док се слични крути и ситни трнци развијају унутар ћелија мозга и изгледају као уплетени комади жице. Плакови и запетине су исте дијагностичке грешке које је немачки неуролог Алоис Алзхеимер уочио пре више од једног века док је под микроскопом прегледавао обдуковане мозгове пацијената који су патили од болести која носи његово име. До сада, међутим, научници нису успели да генеришу оба елемента поремећаја у једном лабораторијском моделу - не у ћелијама које се размножавају у петријевим посудама, не у генетски инжењерираним мишевима (који формирају само плакове, не заплете). „Веома сам одушевљен“, каже Сам Ганди, директор Моунт Синаи центра за когнитивно здравље у Нев Иорку. „Коначно смо у стању да добијемо кључне карактеристике људске патологије које нисмо могли да рекапитулирамо код мишева. То је моћан систем. "
У лабораторију Танзи и Ким, мождане ћелије које расту у 3-Д у генима за суђе су за породицну Алзхеимерову болест. Свака од ових слика микроскопа показује различит ниво фокусирања на накупину неурона (зелена) и токсичну амилоидну плочу (жута / наранџаста). (Др Доо Иеон Ким и Др. Рудолпх Танзи, Општа болница Масачусетс) Пробојни рад представља још један врхунац Танзи-јеве смешно плодне каријере, у којој је помогао у проналаску и изолацији готово свих главних гена за које се сада зна да су повезани са Алзхеимеровом болешћу. Развој такодје Ким означава као звезду у успону у жестоко такмичарском пољу и изражава уверење да је одлазак у безбедност и познавање Јужне Кореје пре година био права ствар. „Моја жена се тада нашалила, ако идемо у САД, зашто не на Хаваје? Време је тамо много боље него у Бостону, “каже Ким. „Али на Харварду се осећате као да сте у средишту свега.“ Његова супруга, Донг Еун Лее, има добар посао као апотекарка. Његова ћерка Хелена воли бити америчка средњошколацка, са слободом да пређе на "фармацеута" и "научника" са своје листе професионалних тежњи.
Пут до Алзхеимерове болести у тањиру често је био напоран, пребациван и прекривен очајем, али на крају, каже Танзи, „подаци су говорили сами за себе, па чак су и моји ривали били импресионирани.“ И за све Кимове тврдње о игрању и-дотера Танзи-јевој поезији, пресудни концептуални скок није био од Рудија, већ од Дооа.
„Долазак овамо“, каже Ким, „била је најбоља одлука коју сам икада донео.“
**********
Потреба за новим лечењем је велика. Процењује се да је пет милиона Американаца оболело од Алцхајмерове болести, а очекује се да ће се та бројка учетворостручити у наредних 30 година. Већина је старија од 65 година и пате од каснопостојећег облика болести, што је резултат вишеструких и још увек мистериозних слинава и увреда којима је деценијама потребно да разграде мозак; али мали проценат, отприлике 5 процената, су жртве наследне Алзхеимерове болести, носећи једну од неколико ретких генетских мутација које могу изазвати деменцију до 50 или више година - врсту личне апокалипсе коју лепо приказује Јулианне Мооре у филму Стилл Алице . Директни трошкови бриге о националном тесту деменције су огромни, данас износи око 225 милијарди УСД, а предвиђа се да ће до 2050. достићи три билиона долара годишње. Ипак, Алзхеимерови пацијенти не могу без бриге: Болест напредује од раних фаза хроничне заборавности, понављање питања, губљење ствари и раст анксиозности и раздражљивости, ескалирање неспособности у свакодневним задацима попут вожње или проналажења пута кући, можда се претворити у параноично, заокупљено заблудама које вам најмилије краду или вас варају, па вам је потребна помоћ у купању, неговању, одлазак у тоалет или једење. „У просеку је потребно осам до десет година, али на крају је пацијент у вегетативном стању, не може да хода или говори“, каже Р. Сцотт Турнер, директор Програма за меморијске поремећаје на Универзитету Георгетовн.
„Ако нешто не учинимо у вези с тим, то ће нас осакатити, “ каже Анне Б. Иоунг, бивша шефица неурологије у Масс Генерал-у, „а они који не добију Алзхеимерову болест биће под утјецајем једнако они који то раде. "
**********
Парадоксално или на одговарајући начин, Танзи је познат међу својим вршњацима по изузетном памћењу. "Руди има једно од најсложенијих детаља о којима сам икада знао", каже Вилма Васцо, неурогенетски познавалац са Харварда. „Сећа се папира које је прочитао пре 25 година, ко су аутори, шта су нашли, шта су биле фусноте - што заиста није типично.“ Танзи је у детињству похађао своје вежбе ретенције, радећи за медицинску службу за преписивање родитеља у Цранстон, Рходе Исланд. "Запамтио бих све те медицинске појмове", каже он. „То ме је занимало за медицину и науку.“
Заљубио се и у музику. „Са 9 година почео сам свирати хармонику, као добар италијански дечко“, каже он. Брзо се побољшао. Отац му је купио већу хармонику. Годину или две касније, отац га је питао: Дакле, и даље вам се свиђа хармоника? Да, рекао је млади Руди. "Затим је питао, шта мислите, да ли да вам донесем мајмуна и шољицу?", Док се очев поздравио, Руди се одвојио до других клавијатура и до џеза. Бавио се клавиром и савладао Хаммонд оргуље, која је електронска верзија цеви и веома је тешко свирати. „Заиста је чудно чути некога доброг као што је он на Хаммонд оргуљама“, каже Јое Перри, водећи гитариста у Аеросмитху. „Обожавам да се џемам са њим. Инспирише ме да испробам нове ствари на гитари. "
Танзи, који је снимио са Аеросмитхом, прати водећег гитариста бенда Јоеа Перрија на хуманитарном концерту 2012. године. (Љубазношћу Рудолпх Танзи) На Универзитету у Роцхестеру, Танзи је стекао диплому о микробиологији и историји, пишући своју тезу о историји о Францу Месмеру, немачком лекару из 18. века који је промовисао идеју „животињског магнетизма“ и од кога потичемо реч месмеризе. Танзи остаје фасциниран - очаран? - алтернативним начинима тумачења стварности. Редовно чита мистична дела Царлоса Цастанеде. Медитира, вежба луцидно сањање и сарађује са новодобним суперзвездом Деепак Цхопра. Написали су две књиге које спајају популарну науку и самопомоћ - Супер Мозак и управо објављени Супер Гени - и путују светом као тим, говорећи о природи свести. "Радимо заједно псе и поније", каже Цхопра. „Он је веома рефлектирајући мислилац и отворенији од већине научника према холистичким идејама. Постали смо пријатељи. “Ипак, не грешите. Кад је у питању његово истраживање, Цхопра каже: „Руди је веома пажљив и веома пажљив на свом језику. Он је изузетно амбициозан научник. “Танзи је у многим настојањима, Цхопра каже, „ наука његова љубав број један. “
Супер Гени
Аутори бестселера Нев Иорк Тимеса "Супер мозак" представљају одважно ново разумевање наших гена и како једноставне промене у начину живота могу појачати генетску активност. Скок у „радикално благостање“ је обећање које чека да се испуни.
КупиКао дипломски студент Медицинског факултета на Харварду, Танзи је сарађивао са генетичарем Јамесом Гуселлом ("један од мојих хероја", каже Танзи), а 1983. њихов тим је стекао међународно признање што су постали први научници који су икада пронашли приближну генетску адресу особина болести риболовом насумично кроз збуњујући мегалополис људског генома са обележеним комадићима ДНК. Користећи приступ који је од тада постао стандард међу генским мапперима, Гуселла, Танзи и њихове колеге открили су извор Хунтингтон-ове болести, наследног неуродегенеративног поремећаја који је убио фолк певача Воодија Гутхриеја, на место на хромозому 4, од 23 пара хромозома који сачињавају људски геном и готово све људске ћелије се савијају.
Из тог напорног почетка каријере, Танзи је своје картографске таленте окренуо дешифровању хромозома 21, који, наслеђен у троструком облику, изазива Довнов синдром. Сазнавши да људи са Довном такође често оболевају од Алзхеимерове болести, Танзи је схватио да је пронашао животни позив. Претражио је генетске коријене Алзхеимерове болести, почевши од мучне везе са хромозомом 21. Оженио се ендодонтом, развели се, оженио је неурознанственицу по имену Дора Ковацс, његову садашњу супругу. Имају ћерку Лилу, која је у другом разреду. Сваког викенда прави јој палачинке. Једном, када је Лила добила инфекцију уха, направио јој је палачинку у облику уха.
Од касних осамдесетих година, Танзи, његове колеге и његови ривали идентификовали су три различита гена који, наслеђени у мутираном облику, неминовно резултирају раном појавом Алзхеимерове болести. (Један од њих се заиста налази на хромозому 21, због чега пацијенти са Дауновим синдромом редовно престају и да имају Алзхеимерову ману.) Ниједна мутација пронађена на ова три гена није директно укључена у заједничку Алзхеимерову старост, али јер мозак пацијената показује сличан мозаик микроскопских абнормалности, без обзира на то када болест удари, истраживачи верују да пацијенти који су наследили породични облик болести имају трагове релевантне за све.
Истраживачи кажу да генетске мутације нарушавају способност мозга да управља свакодневном трговином и прерадом есенцијалних протеина. Као резултат, прекомерне количине амилоид-бета протеина, које мозак обично користи да би се заштитио - можда од бактеријске инфекције, Танзијево истраживање сугерира - не одливају се или рециклирају, већ уместо тога гума заједно у плакове око ћелија мозга. Још један протеин, назван тау, такође се претвара у скитницу и увија у нереде унутар неурона. Дендритичке везе између неурона изумиру, краткотрајна мисао. Оштећене ћелије мозга се распламсавају, а затим колабирају, попут сићушних, умирућих сунца. Мозак се смањује за 20, 30 процената. Јаство прати одело.
Али како тачно започиње погрешно третирање протеина? Да ли су плакете најгори преступници или су одвраћање од правог негативца, запетљани или нешто друго? Важније је како се процес може зауставити? Да би одговорили на то, истраживачима је била потребна лабораторијска мимика болести, па чак и са три гена болести у руци, то још увек нису имали.
**********
Као дипломски студент ћелијске биологије на Корејском напредном институту за науку и технологију, међу најконкурентнијим универзитетима у земљи, Доо Иеон Ким је постао фасциниран неуронима. „Веома су компликоване и веома се разликују од осталих ћелија на телу“, каже он. „Мислио сам, урадићу основну ћелијску биологију на неуронима да бих разумео њихово понашање. Погледаћу неуродегенеративну болест да схватим како умиру. “Јужна Кореја је имала неколико неурознанственика под којима је радио, али Ким се укључио сам. Компјутерском анализом препознао је ген за који је мислио да би могао играти улогу у Алзхеимеровој болести. "Неко ми је рекао, да, то је ген који Руди Танзи тренутно проучава", каже Ким. „Руди је био веома популаран у Јужној Кореји, права звезда. Мислила сам да бих можда требала покушати радити с њим. Ким је послала Танзи е-маил, тражећи мјесто у његовој лабораторији. Ким се није надала пуно. Мислио је да је тип попут Танзија бомбардиран тужбама и резимеима. „Нисам мислила да ћу се чути са њим“, каже Ким. „Вратио ми се за један дан. Рекао је, мислим да добро изгледаш. "
**********
Танзи је заиста желио бољи модел за разумевање Алзхеимерове болести. Такође је желео доказ за своју хипотезу да је вишак амилоид-бета у срцу болести: да није узроковао само плакове, већ помажући да се тау трули трули, додирнуо и тангове. Се Хоон Цхои, постдокторски колега у Танзијевој лабораторији, сећао се састанка када је Танзи весело рекао: Не би ли било лепо показати да амилоидна секреција изазива тау патологију? „Руди се јако шали“, каже Цхои, „али они су храна коју можемо јести.“
Ким је желела да се опроба у моделирању Алзхеимерове болести. Он, Цхои и Танзи разговарали су о могућим приступима. Одлучили су да користе хумане неуроне, ризичан приступ: Такве ћелије ретко преживе у петријевим посудама за потребан дуги ход. Срећом, друга млада истраживачица из Јужне Кореје, млада Хие Ким (нема везе са Доом), придружила би се лабораторији две године и имала је загарантовани посао у који ће се вратити: могла би си приуштити да се фокусира на пројекат без страха за своју професионалну будућност ако докаже флоп.
Истраживачи су започели с људским неуронима који потичу из матичних ћелија, раширили су их у једноструке слојеве у посудама са културом и окупали их у течности која је упакована хранљивим материјама. Затим су користили посебно дизајниране вирусе за доставу мутантних копија два различита породична Алзхеимерова гена у сваку ћелију. Неурони су успевали. Прерасли су у поуздане ћелијске линије. Веома лепо. Али време је пролазило, а ћелије нису ништа радиле. Нема знакова плакова. Ни трага запетљања. "Могла бих рећи да је Иоунг био стварно депресиван", каже Ким. „Предложила бих нешто, рекла би: Зашто се гњавити? То неће имати никакве везе. "
Тада је Ким имала мождани удар, ако хоћеш. Можда је проблем био течни медијум, помислио је. Можда је потреба да се мењају свака три дана испрала испирање било каквих сумњивих протеина које ћелије могу да луче пре него што су ти протеини имали прилику да се споје у плакове. "Доо је направио веома једноставно запажање", каже Танзи. „Мозак није направљен од течности. То је гел. “Истраживачи су ћелије пребацили са посуђа у мале јажице напуњене гелом. Уклапали су се са параметрима. Ћелије су изгледале срећније него икад, творећи пернате дендрите који су пулсирали мерљивим електричним сигналима. Прошло је шест недеља, а истраживачи су добили властити трзај.
Тамо се путем конфокалног микроскопа непогрешива слика: Ћелије су формирале плакове. „Нисам могао да верујем шта видим“, каже Танзи. Били су спремни да објаве чланак о свом ин витро дозирању плакета. Прошле су још две недеље. Иоунг Хие је прегледао ћелије, узео им узорке протеина. "Узбуђено ме прозвала", каже Ким. „Први и последњи пут је користила моје име.“ Доо! Дођи брзо! Постоје танге тау! „Био је то један од ретких аха! тренуци у науци ", каже Танзи.
Ускоро је уследио још један тријумф. Истраживачи су показали да ако блокирају амилоид-бета излаз антитела, ћелије не само да нису успеле да формирају плакове, већ ни формирају замке. "Они су на најбољи могући начин потврдили идеју да амилоидна абнормалност покреће Алзхеимерову болест", рекао је Деннис Селкое, други Алзхеимер-ов истраживач са Харвард Медицал Сцхоол.
Сада нам требају, верују Танзи и други, лекови који могу да модулирају излаз амилоид-бета. Не блокирајте га у потпуности, каже Танзи. „То је попут холестерола“, каже он. „Само га желите уклонити.“ Потребан нам је еквивалент статина, каже он - лекови за инхибицију плакова у мозгу баш као што статини помажу у чишћењу плака из ваших крвних судова. Танзи сада сарађује са Фондом Цуре Алзхеимер на иницијативи која ће прегледати готово све ФДА одобрене лекове. „Било да се ради о астми или боловима у леђима, можемо видети да ли делује у нашем систему против плакова и тангица“, каже он. "То је десет пута брже и сто пута јефтиније од обављања истих тестова на мишевима."
**********
Алзхеимерова болест у јелу је још увек нова и тек треба да свој печат на лечењу. У међувремену, за оне који траже савет како да одржавају мозак младим, Танзи и остали се слажу у овим корацима: Набавите обиље физичке вежбе. Спавајте седам или осам сати у ноћи. „Током дубоког сна, спорог таласа, мозак чисти отпад, “ каже Танзи. Једите здраву, медитеранску дијету. И наставите да учите, наставите да градите оно што Танзи назива „синаптичким резервама.“ Никад није касно да научите клавир. Не треба вам Босендорфер. Било који цлункер ће учинити.
