Prolog. Kiedy ciało atakuje mózg

Pro­log

Kiedy ciało ata­kuje mózg

Moje zain­te­re­so­wa­nie tajem­ni­czym powią­za­niem mię­dzy cho­robą fizyczną, ukła­dem odpor­no­ścio­wym i zabu­rze­niami mózgu roz­po­częło się ponad 20 lat temu, kiedy ujaw­niła się u mnie rzadka cho­roba auto­im­mu­no­lo­giczna - zespół Guil­la­ina-Barrégo - która ode­brała mi zdol­ność cho­dze­nia. W ciągu pię­ciu lat, od roku 2001 do 2006, spę­dzi­łam łącz­nie dwa­na­ście mie­sięcy w łóżku lub na wózku inwa­lidz­kim1. Zaj­mo­wał się mną neu­ro­bio­log ze Szpi­tala Johnsa Hop­kinsa w Bal­ti­more. Byłam nie­ty­po­wym przy­pad­kiem, ponie­waż cho­roba powa­liła mnie i spa­ra­li­żo­wała nie raz, ale dwa razy, co zda­rza się rzadko, lecz nie jest nie­spo­ty­kane.

Wie­lo­krot­nie roz­ma­wia­łam z leka­rzem - który wie­dział, że jestem dzien­ni­karką naukową - o tym, co się dzieje z moim cia­łem i co on zamie­rza zro­bić, żeby para­liż ustą­pił. Wyja­śnił mi, że w moim przy­padku, podob­nie jak w przy­padku wszyst­kich cho­rób auto­im­mu­no­lo­gicz­nych, białe krwinki układu odpor­no­ścio­wego zacho­wują się nie­od­po­wie­dzial­nie, niczym zbun­to­wana armia. Zamiast roz­sąd­nie chro­nić orga­nizm przed inwa­zją drob­no­ustro­jów, przez pomyłkę ata­kują i nisz­czą osłonki mie­li­nowe ner­wów w całym ciele, nisz­cząc połą­cze­nia ner­wowo-mię­śniowe, dzięki któ­rym sto­imy i cho­dzimy, a nawet po pro­stu krę­cimy stopą.

Zaczę­łam postrze­gać te nadak­tywne komórki odpor­no­ściowe jak Pac-Manów - posta­cie z gier wideo z lat 80. XX wieku - które sza­leń­czo poże­rają komórki ner­wowe, a tym samym nisz­czą naj­waż­niej­sze połą­cze­nia ner­wowe, pozwa­la­jące mi być panią swego ciała: silną, zdolną i nie­za­wodną.

Zaj­mu­jący się mną neu­ro­log miał nadzieję, że regu­larne wlewy dożylne zre­se­tują mój układ odpor­no­ściowy; w ten spo­sób białe krwinki stracą nad­mierną aktyw­ność i zaczną zacho­wy­wać się nor­mal­nie. Gdyby to zało­że­nie się spraw­dziło i gdyby udało się skło­nić moje zbyt czujne komórki odpor­no­ściowe do rezy­gna­cji z ataku, nastą­pi­łaby samo­istna rege­ne­ra­cja ner­wów. Przez "wyłą­czone" nerwy znów popły­nę­łyby impulsy, odtwa­rza­jąc wystar­cza­jącą liczbę połą­czeń ner­wowo-mię­śnio­wych, abym mogła ponow­nie cho­dzić.

Wiele mie­sięcy póź­niej oka­zało się, że neu­ro­log miał rację. Osta­tecz­nie nad­mier­nie pobu­dzone komórki w moim ukła­dzie odpor­no­ścio­wym dały za wygraną i poczu­łam się znacz­nie lepiej. Nie doszło wpraw­dzie do rege­ne­ra­cji wszyst­kich ner­wów, ale znów mogłam cho­dzić, a poprawa zapew­niła mi cał­kiem nie­złe życie. Czyż ludz­kie ciało nie jest cudowne?

W tym cza­sie zada­wa­łam zespo­łowi medycz­nemu tylko jedno pyta­nie, ale nikt nie znał na nie odpo­wie­dzi. Kiedy utra­ci­łam zdol­ność cho­dze­nia, do mojego cier­pie­nia fizycz­nego dołą­czyły wyraźne i nie­po­ko­jące zmiany poznaw­cze. Nagle, choć zawsze byłam dość zrów­no­wa­żona, stwier­dzi­łam u sie­bie depre­sję. Cza­sami ogar­niało mnie tak przy­tła­cza­jące uczu­cie smutku, że czy­ta­jąc dzie­ciom Harry'ego Pot­tera, mia­łam wra­że­nie ataku demen­to­rów - tych ciem­nych, suną­cych po nie­bie upio­rów, które spro­wa­dzają chmurę despe­ra­cji, kradną ludziom szczę­śliwe myśli i zastę­pują je nie­przy­jem­nymi. Jak powie­dzia­łam swemu leka­rzowi rodzin­nemu, wyda­wało się nie­mal, że "ktoś zamiesz­kał w moim mózgu".

Zawsze mia­łam też świetną pamięć i potra­fi­łam odtwo­rzyć roz­mowy sprzed wielu tygo­dni, mie­sięcy, a nawet lat, i to słowo w słowo. A teraz musia­łam zapi­sy­wać pro­ste infor­ma­cje, jak choćby godzina przyj­ścia fizjo­te­ra­peuty. To nic takiego, mówi­łam sobie. Dla mnie to nowość, ale zna to wiele osób.

Wystą­piły także inne, groź­niej­sze symp­tomy. Na przy­kład zatrwa­ża­jąco dużo czasu zaj­mo­wało mi przy­po­mnie­nie sobie imion ludzi, z któ­rymi miesz­kam i któ­rych kocham całe życie. Pod­czas obiadu w Święto Dzięk­czy­nie­nia 2005 roku, kiedy już wsta­łam z łóżka i zaczę­łam się krę­cić po domu, choć jesz­cze w ogra­ni­czo­nym zakre­sie, z cho­dzi­kiem lub laską, moja liczna rodzina z dobro­dusz­nym roz­ba­wie­niem obser­wo­wała, jak zma­gam się z imio­nami. Wszy­scy z cier­pli­wym uśmie­chem cze­kali, aż przez cały długi stół wykrzyknę kolejno ciąg imion i w końcu tra­fię na wła­ściwe: "Sam! Chri­stian! Zen! Don! Jay! Cody! - imię psa - Chip! Podasz mi sól?".

Wma­wia­łam sobie, że to nawet zabawne. Przy­naj­mniej mój umysł roz­róż­nia imiona męskie i żeń­skie. Ale to wcale nie było śmieszne. Kiedy moja sze­ścio­let­nia córka pro­siła o pomoc w pro­stych zada­niach mate­ma­tycz­nych na pozio­mie pierw­szej klasy, mój mózg zaci­nał się, doda­jąc sie­dem do ośmiu. A gdy schy­la­łam się, aby zawią­zać jej buty, co robi­łam od lat, łapa­łam się na tym, że w osłu­pie­niu przy­glą­dam się sznu­rów­kom, nie pamię­ta­jąc, jak się to robi. Któ­re­goś dnia pokro­iłam arbuza na pla­stry, wło­ży­łam je do miski i zaczę­łam się w nie wpa­try­wać, zasta­na­wia­jąc się, co to jest. Zna­łam słowo, ale nie mogłam go sobie przy­po­mnieć. Aby ukryć swoje zaćmie­nie umy­słowe, prze­nio­słam miskę na stół i pocze­ka­łam, aż moje dzieci krzykną: "Super! Arbuz!". Wtedy stwier­dzi­łam: "Tak, arbuz, no jasne".

Mój czę­sty lęk mniej zaska­ki­wał, bo nie­mal z dnia na dzień powa­lił mnie pra­wie cał­ko­wity para­liż fizyczny i parę razy spę­dzi­łam w szpi­talu po kilka tygo­dni. W tym okre­sie z powodu demie­li­ni­za­cji ner­wów cier­pia­łam na potworne skur­cze mię­śni. Wie­lo­krot­nie prze­cho­dzi­łam nakłu­cia lędź­wiowe i testy prze­wod­nic­twa elek­trycz­nego, pod­czas któ­rych tech­nicy pora­żali nerwy moich rąk i nóg, aby spraw­dzić ich reak­cję. Na pewien czas odmó­wiły mi posłu­szeń­stwa mię­śnie nie­zbędne do poły­ka­nia sta­łych pokar­mów. W szpi­talu stra­ci­łam przy­tom­ność wsku­tek reak­cji aler­gicz­nej na tera­pię dożylną, a kiedy odzy­ska­łam świa­do­mość, ujrza­łam nad sobą zespół leka­rzy o popie­la­tych twa­rzach, defi­bry­la­tor oraz pie­lę­gniarkę szep­czącą pod nosem modli­twy. Póź­niej przy­szły nie­koń­czące się tygo­dnie spę­dzone w ośrod­kach reha­bi­li­ta­cyj­nych, gdzie uczy­łam się utrzy­my­wać rów­no­wagę i na zdrę­twia­łych nogach, prze­szy­wa­nych jed­nak bólem, drep­tać z cho­dzi­kiem po pokoju.

Ten wszech­obecny lęk wyda­wał się odrębną cho­robą. Zmie­niła się moja pamięć, zatra­ci­łam jasność umy­słu i zdol­ność przy­po­mi­na­nia sobie słów; mia­łam wra­że­nie, że mój mózg nie należy do mnie. Cza­sami pro­wa­dzi­łam pełne współ­czu­cia roz­mowy z przy­ja­ciółką Lilą, która cier­piała na cho­robę Leśniow­skiego-Crohna i miała podobne pro­blemy poznaw­cze. Opo­wie­działa mi, że kie­dyś zawio­zła star­szego syna do przed­szkola i przez pomyłkę zosta­wiła w sali także dru­gie dziecko, dwu­latka (wysu­nął jej się z rąk, gdy roz­ma­wiała z nauczy­cielką, bo chciał się poba­wić przy sto­liku z pia­skiem). Kiedy już wycho­dziła, wybie­gła za nią przed­szkolanka, trzy­ma­jąc w ramio­nach wyją­cego malu­cha.

- Zapo­mnia­łam o wła­snym synu! - szlo­chała Lila.

Lekarz wysłał ją do psy­chia­try, a ten zapi­sał jej środki anty­de­pre­syjne na zabu­rze­nia lękowe i obse­syjno-kom­pul­syjne oraz rita­lin na poprawę kon­cen­tra­cji uwagi. Jed­nakże, jak wyznała Lila przez łzy:

- Zanim zacho­ro­wa­łam na cho­robę Leśniow­skiego-Crohna, nie potrze­bo­wa­łam zolo­ftu ani rita­linu.

Współ­czu­łam Lili. Jej pro­blemy odzwier­cie­dlały moje wła­sne. Pod­czas kolej­nej wizyty u leka­rza rodzin­nego wyzna­łam:

- Zupeł­nie jakby wraz z nogami i sto­pami odmó­wiła mi posłu­szeń­stwa także część mózgu.

Przy­wo­dziło to na myśl znane mi osoby, które prze­szły mikro­udar (miniu­dar).

- O co tu cho­dzi? - pyta­łam z nadzieją, że dowiem się wię­cej na temat wła­snej sytu­acji.

Inter­nistka zapew­niła mnie jed­nak, że nie dozna­łam miniu­daru. Przy­po­mniała, że moje życie ule­gło znacz­nej zmia­nie i że mam za sobą trau­ma­tyczne dozna­nia. Nic więc dziw­nego, że wpły­nęło to na mój stan psy­chiczny. W tym trud­nym dla mnie okre­sie wielką pomoc oka­zał mi neu­ro­log. Wspie­rał mnie w pro­ce­sie zdro­wie­nia i pocie­szał, że z cza­sem osią­gnę dal­sze postępy.

I tak się stało. Nie ustą­piły jed­nak wszyst­kie zabu­rze­nia poznaw­cze. Nie mogłam się pozbyć wra­że­nia, że wraz ze zmianą ciała nastą­piła jakaś fizyczna zmiana w moim mózgu.

Zaczę­łam się zasta­na­wiać, czy immu­no­lo­dzy bada­jący wpływ układu odpor­no­ścio­wego na wszyst­kie inne układy i narządy ciała biorą pod uwagę moż­li­wość wystę­po­wa­nia bio­lo­gicz­nych połą­czeń mię­dzy fizyczną dys­funk­cją układu odpor­no­ścio­wego a cho­robą mózgu lub psy­chiczną. Posta­no­wi­łam zgłę­bić to zagad­nie­nie.

W tym cza­sie, w latach 2007-2010, byłam nie­zwy­kle zajęta pisa­niem ksią­żek, wygła­sza­niem wykła­dów, radze­niem sobie z wła­sną cho­robą i wycho­wy­wa­niem małych dzieci. Mimo to nie­ustan­nie pro­wa­dzi­łam docho­dze­nie na ten temat. Oka­zało się, że garstka naukow­ców w labo­ra­to­riach na całym świe­cie przy­stę­puje wła­śnie do szu­ka­nia takich powią­zań. Zbie­ra­łam infor­ma­cje o każ­dym bada­niu, z któ­rego wyni­kało, że u pacjen­tów o nadak­tyw­nych ukła­dach odpor­no­ścio­wych, wywo­łu­ją­cych stany zapalne i cho­robę orga­ni­zmu, stwier­dzono także znaczne pro­blemy poznaw­cze i zwią­zane z nastro­jem.

W roku 2008 bada­nia wyka­zały, że osoby ze stward­nie­niem roz­sia­nym doświad­czają także zmian zdol­no­ści do zapa­mię­ty­wa­nia i że praw­do­po­do­bień­stwo wystą­pie­nia u nich depre­sji i cho­roby afek­tyw­nej dwu­bie­gu­no­wej jest kilka razy więk­sze niż u osób bez stward­nie­nia2.

W roku 2010 ana­liza sie­dem­na­stu róż­nych badań ujaw­niła, że wystę­po­wa­nie tocz­nia, który czę­sto obja­wia się ukła­do­wym sta­nem zapal­nym narzą­dów wewnętrz­nych, wiąże się ze znacz­nie więk­szym praw­do­po­do­bień­stwem depre­sji, a nawet psy­chozy. Zatrwa­ża­jący jest fakt, że aż 56 pro­cent osób cier­pią­cych na toczeń zgło­siło pro­blemy poznaw­cze lub psy­chiczne, w tym zabu­rze­nia kon­cen­tra­cji, nastroju, depre­sję, uogól­niony lęk i kło­poty z nauką3. Toczeń wiąże się także z demen­cją o wcze­snym początku4.

W tym samym roku bada­cze, po prze­pro­wa­dze­niu ana­lizy danych z trzy­dzie­stu lat, doty­czą­cych zdro­wia trzech milio­nów ludzi, stwier­dzili, że u osób nie­dawno hospi­ta­li­zo­wa­nych z powodu infek­cji bak­te­ryj­nych ryzyko roz­woju depre­sji, cho­roby dwu­bie­gu­no­wej i pro­ble­mów z pamię­cią wynosi aż 62 pro­cent5.

Kilka stu­diów przy­padku opi­sa­nych w lite­ra­tu­rze przed­miotu wyka­zało zwią­zek mię­dzy zabu­rze­niami w funk­cjo­no­wa­niu szpiku kost­nego, gdzie "rodzi się" więk­szość komó­rek układu odpor­no­ścio­wego, a schi­zo­fre­nią. U jed­nego pacjenta, któ­remu prze­szcze­piono szpik od cho­rego na schi­zo­fre­nię brata, w ciągu kilku tygo­dniu po prze­szcze­pie rów­nież doszło do roz­woju schi­zo­fre­nii6. Nato­miast gdy młody męż­czy­zna cier­piący na schi­zo­fre­nię i ostrą bia­łaczkę szpi­kową otrzy­mał szpik kostny od zdro­wego dawcy, pozwo­liło to wyle­czyć nie tylko nowo­twór, ale i schi­zo­fre­nię7.

Choć wiele z tych badań było fra­pu­ją­cych w chwili, gdy ujrzało świa­tło dzienne, to z punktu widze­nia nauki na­dal bra­ko­wało logicz­nego wyja­śnie­nia, dla­czego cho­roba orga­ni­zmu mia­łaby się wią­zać z cho­robą fizyczną w mózgu, a tym bar­dziej ją wywo­ły­wać.

Zatrzy­majmy się na chwilę i przy­po­mnijmy sobie pod­sta­wowe infor­ma­cje z bio­lo­gii o funk­cjo­no­wa­niu układu odpor­no­ścio­wego na pozio­mie szkoły śred­niej. Nasze białe krwinki, czyli leu­ko­cyty, sta­no­wiące armię tego układu, nie­ustan­nie krążą w ciele, ska­nu­jąc je pod kątem najeźdź­ców: zaraz­ków, pato­ge­nów i tok­syn śro­do­wi­sko­wych, któ­rych nie możemy zoba­czyć ani wyczuć. W cza­sie, któ­rego potrze­bu­jesz na prze­czy­ta­nie tego zda­nia, twój układ odpor­no­ściowy zare­aguje na tysiące nie­wi­docz­nych zagro­żeń dla two­jego dobro­stanu: chmurę zaraz­ków od sie­dzą­cego obok cie­bie pasa­żera auto­busu, który wła­śnie kich­nął; maleń­kie bak­te­rie w bru­dzie oble­pia­ją­cym eko­lo­giczne skład­niki sałatki zje­dzo­nej na lunch; grzyby roz­mna­ża­jące się w insta­la­cji grzew­czej, wen­ty­la­cji i kli­ma­ty­za­cji biu­rowca; sub­stan­cje che­miczne pocho­dzące z nowych pla­sti­ko­wych pojem­ni­ków na tego­roczne para­gony fiskalne (jeśli jesz­cze takich uży­wasz). Białe krwinki muszą nie­ustan­nie wykry­wać nie­skoń­czony ciąg najeźdź­ców.

Jeżeli zatniesz się w kciuk, kro­jąc cebulę, leu­ko­cyty two­jego układu odpor­no­ścio­wego pędzą niczym bry­gada anty­ter­ro­ry­styczna, by poko­nać wszel­kie wni­ka­jące do ciała bak­te­rie, a zara­zem napra­wić uszko­dzoną tkankę. Kciuk puch­nie i wyka­zuje oznaki zaka­że­nia: jest czer­wony, gorący, obrzęk­nięty i bole­sny, a białe krwinki łączą się, żeby prze­pro­wa­dzić nie­zbędne prace napraw­cze. Choć pro­ble­mem może się wyda­wać ten wła­śnie czer­wony, gorący, opuch­nięty i bole­sny palec, to w isto­cie pro­blem ma układ odpor­no­ściowy odpo­wie­dzialny za jego rege­ne­ra­cję.

Jed­nakże zapa­le­nie może się obja­wić także w nie­bez­pieczny spo­sób. Jeśli doj­dzie do prze­cią­że­nia orga­ni­zmu zbyt wie­loma śro­do­wi­sko­wymi czyn­ni­kami spu­sto­wymi, może nastą­pić przy­tło­cze­nie bia­łych krwi­nek, pro­wa­dzące do ich nad­mier­nej aktyw­no­ści i ataku na wła­sne tkanki ciała, stawy, narządy i nerwy. Grozi to wystą­pie­niem cho­rób auto­im­mu­no­lo­gicz­nych, takich jak reu­ma­to­idalne zapa­le­nie sta­wów, toczeń, stward­nie­nie roz­siane czy cukrzyca typu 1.

Stan zapalny i cho­roba auto­im­mu­no­lo­giczna mogą dotknąć każ­dego narządu i układu ciała. A białe krwinki muszą zacho­wać rów­no­wagę. Jeżeli nie będą wal­czyć z wystar­cza­jącą siłą, zaka­że­nie i drob­no­ustroje cho­ro­bo­twór­cze roz­prze­strze­nią się, powo­du­jąc wyłą­cze­nie narzą­dów i zgon z powodu sepsy. Jeżeli nato­miast leu­ko­cyty nad­mier­nie się posta­rają, mogą ochro­nić orga­nizm przed zewnętrz­nymi napast­ni­kami, a zara­zem przez pomyłkę go zaata­ko­wać, wywo­łu­jąc nową, nie­ist­nie­jącą wcze­śniej cho­robę. (W moim przy­padku wywo­łał ją wirus żołąd­kowy. Białe krwinki poko­nały infek­cję, ale poszły zbyt daleko i znisz­czyły rów­nież osłonki mie­li­nowe ner­wów, co spo­wo­do­wało zespół Guil­la­ina-Barrégo).

W ciele czło­wieka jest tylko jeden narząd, na który - zgod­nie z kate­go­ryczną opi­nią naukow­ców gło­szoną od ponad wieku - nie wpływa układ odpor­no­ściowy orga­ni­zmu. Tym narzą­dem jest mózg.

A zatem jeśli układ odpor­no­ściowy nie dociera do mózgu i nim nie rzą­dzi, stan zapalny nie może go objąć ani się w nim roz­wi­nąć. Czyżby?

Pod­czas oma­wia­nia z inter­ni­stą zaob­ser­wo­wa­nych u mnie zmian poznaw­czych w cza­sie nawro­tów cho­roby fizycz­nej zakła­da­li­śmy, że objawy te musiały mieć cha­rak­ter czy­sto emo­cjo­nalny. Wszak od dzie­siąt­ków lat uwa­żano, że cho­roba ata­ku­jąca ludz­kie ciało nie dotyka mózgu. W neu­ro­bio­lo­gii domi­no­wała teza, od dawna prze­ka­zy­wana stu­den­tom szkół medycz­nych, że mózg jest "uprzy­wi­le­jo­wany pod wzglę­dem immu­no­lo­gicz­nym"8. Naukowcy jed­no­myśl­nie wie­rzyli, że układ odpor­no­ściowy - na dobre i na złe - ma dostęp do każ­dego narządu ciała z wyjąt­kiem mózgu. Zgod­nie z tym poglą­dem stan zapalny w mózgu może wystą­pić jedy­nie wsku­tek zda­rze­nia zewnętrz­nego, takiego jak uraz głowy albo infek­cja, o któ­rej wia­domo, że bez­po­śred­nio dotyka tkanki mózgu (na przy­kład zapa­le­nie opon mózgo­wych). W prze­ciw­nym razie, jak sądzono, mózg po pro­stu nie jest w sta­nie wyge­ne­ro­wać odczynu zapal­nego.

Ta teo­ria była logiczna z punktu widze­nia ana­to­mii. Wszak objęty sta­nem zapal­nym palec puch­nie, podwa­ja­jąc swoją obję­tość, bo skóra się roz­sze­rza (choć boli) i mie­ści obrzęk wewnętrzny. Roz­sze­rza­jący się mózg nie ma jed­nak miej­sca, jest uwię­ziony w czaszce. W razie nad­mier­nego ciśie­nia mózg, a zatem i pacjent, nie zdoła prze­żyć. W skraj­nych przy­pad­kach, gdy doj­dzie do poważ­nego urazu głowy, na przy­kład w wypadku samo­cho­do­wym, tkanka mózgu puch­nie, a ciśnie­nie trzeba zmniej­szać chi­rur­gicz­nie, nawier­ca­jąc czaszkę. Tym samym daw­niejsi ana­to­mo­wie mieli dosko­nały powód, by zakła­dać, że mózg nie jest narzą­dem układu odpor­no­ścio­wego9.

Jed­nakże przed rokiem 2011 coraz więk­sza liczba bada­czy zaczęła wąt­pić w ten dogmat. Neu­ro­bio­lo­dzy i immu­no­lo­dzy zasta­na­wiali się: czy mózg może zostać dotknięty pro­ce­sami zapal­nymi, a jeśli tak, to w jaki spo­sób?

Na te pyta­nia nie było jed­nak odpo­wie­dzi.

Cza­sami wspo­mi­na­łam swej agentce lite­rac­kiej o pro­jek­cie, który nazwa­łam "Poża­rem mózgu". Wcho­dziła wtedy w rolę adwo­kata dia­bła i docie­kała:

- Ale jeśli nie wiemy, jak i dla­czego fizyczny układ odpor­no­ściowy ciała wpływa na mózg, jak możesz twier­dzić, że nadak­tywny układ odpor­no­ściowy powo­duje cho­robę, która ma pod­łoże w mózgu?

Szcze­rze mówiąc, w owym cza­sie - w latach 2011-2012, zanim doszło do prze­ło­mo­wych odkryć, które omó­wię sze­rzej na kolej­nych stro­nach - nie byłam w sta­nie udo­wod­nić, że zabu­rze­nia ciała doty­kają mózgu. Nikt nie rozu­miał, jak dokład­nie dys­funk­cja odpor­no­ściowa ciała może pro­wa­dzić do zwią­za­nych z mózgiem zabu­rzeń psy­chicz­nych lub neu­ro­de­ge­ne­ra­cyj­nych czy też pogor­sze­nia zdol­no­ści poznaw­czych. Mózg był uprzy­wi­le­jo­wany pod wzglę­dem odpor­no­ścio­wym i basta.

A mimo to już w cza­sie moich roz­mów z agentką spo­łecz­ność naukowa była bli­ska zna­le­zie­nia zaska­ku­ją­cych odpo­wie­dzi na pyta­nia, z któ­rymi zma­ga­łam się od ponad pię­ciu lat. Gwał­tow­nie zaczęto dostrze­gać powią­za­nia mię­dzy fizycz­nym zdro­wiem układu odpor­no­ścio­wego a zdro­wiem mózgu w nowym uję­ciu.

Wszyst­kie te odkry­cia obra­cały się wokół jed­nego rodzaju maleń­kiej komórki, któ­rej wpływ na zdro­wie czło­wieka w grun­cie rze­czy pomi­jano od ponad wieku. Ni­gdy nie sądzono, że te myląco minia­tu­rowe komórki, zwane mikro­gle­jem, w istotny spo­sób oddzia­łują na zdro­wie psy­chiczne i funk­cje poznaw­cze. Dopiero w roku 2012 prze­ło­mowe bada­nia wyka­zały, że wbrew dogma­tom nauko­wym komórki te mają ogromną moc ochronną i napraw­czą. Potra­fią przy­wra­cać miliardy neu­ro­nów i biliony synaps10, ale także kale­czyć je i nisz­czyć, pozo­sta­wia­jąc za sobą wypa­loną pusty­nię. Odgry­wają rolę bia­łych krwi­nek mózgu, regu­lu­jąc jego zdro­wie, czego naukowcy długo nie byli świa­domi.

Dla neu­ro­bio­lo­gii i immu­no­lo­gii prze­ło­mo­wym okre­sem oka­zały się lata 2012-2017, kiedy to odkry­cie praw­dzi­wego wkładu mikro­gleju w zdro­wie mózgu przy­nio­sło połą­cze­nie tych dwóch dzie­dzin.

W tym samym cza­sie naukowcy odkryli także, że komórki mikro­gleju w mózgu bez­po­śred­nio i pośred­nio komu­ni­kują się z komór­kami odpor­no­ścio­wymi ciała. Jeżeli wystę­puje stan zapalny w ciele, nie­mal nie spo­sób unik­nąć zmian immu­no­lo­gicz­nych w obrę­bie mózgu. Co wię­cej, zmiany te mogą obja­wiać się w postaci zabu­rzeń poznaw­czych lub neu­rop­sy­chia­trycz­nych.

Mogą one wpły­wać na synapsy i połą­cze­nia ner­wowe w mózgu, nawet gdy nie ma oznak fizycz­nej cho­roby w samym ciele. A to stwo­rzyło pod­stawę do zro­zu­mie­nia wewnętrz­nego zdro­wia mózgu, co było nie­wy­obra­żalne zale­d­wie kilka lat wcze­śniej. Odkry­cie zdol­no­ści mikro­gleju do budo­wa­nia i nisz­cze­nia mózgu dało naukow­com zupeł­nie nową zasadę porząd­ku­jącą pro­blemy zdro­wia i cho­rób mózgu.

Cho­ciaż jed­nak odkry­cie to wstrzą­snęło świa­tem nauki, pacjenci nie znali aktu­al­nego stanu wie­dzy i nie wie­dzieli, jakie zna­cze­nie może ono mieć dla ich dobro­stanu.

Jestem dzien­ni­karką naukową i wiem, jak długo trwa docie­ra­nie z infor­ma­cją do cho­rych, któ­rzy naj­bar­dziej potrze­bują odpo­wie­dzi. Nie­raz wymaga to wielu lat. Posta­wi­łam więc sobie za cel opi­sać odkry­cia, któ­rych zna­jo­mość może zmniej­szyć cier­pie­nie. Infor­ma­cje, które tu przed­sta­wię, mogą wypeł­nić lukę mię­dzy wie­dzą naukową a prak­tyczną wie­dzą nie­zbędną ludziom do pro­wa­dze­nia moż­li­wie naj­lep­szego i naj­zdrow­szego życia.

Tak więc roz­po­czę­łam docho­dze­nie naukowe. Zaczę­łam zgłę­biać, ana­li­zo­wać i łączyć w całość zadzi­wia­jące donie­sie­nia o naj­now­szych bada­niach poświę­co­nych mikro­gle­jowi i jego roli w wywo­ły­wa­niu, ale także odwra­ca­niu cho­rób o pod­łożu mózgo­wym11.

Ta książka przed­sta­wia jedną z naj­bar­dziej eks­cy­tu­ją­cych opo­wie­ści w histo­rii medy­cyny - opo­wieść o wpły­wie maleń­kich komó­rek mikro­gleju na zdro­wie mózgu. Dzięki niej prze­ko­nasz się, że komórki te mają poten­cjał prze­miany zdro­wia czło­wieka, poma­ga­jąc nam napra­wić mózg w spo­sób, o jakim wcze­śniej mogli­śmy jedy­nie poma­rzyć. Zabiorę cię zatem w podróż po odkry­ciach, szcze­gó­łowo pre­zen­tu­jąc naj­bar­dziej opty­mi­styczną obiet­nicę zdro­wienia w całej mojej trzy­dzie­sto­kil­ku­let­niej karie­rze dzien­ni­karki nauko­wej.

Wie­rzę, że podob­nie jak ja zro­zu­miesz, dla­czego to prze­ło­mowe odkry­cie doty­czące mikro­gleju na zawsze oba­liło mnó­stwo wie­lo­let­nich twier­dzeń na temat połą­cze­nia umysł-ciało-mózg, i prze­ko­nasz się, że mózg jest w isto­cie narzą­dem układu odpor­no­ścio­wego, na który oddzia­łują te potężne, enig­ma­tyczne komórki. Pomogą ci w tym opisy kilku przy­pad­ków - pacjen­tów, któ­rych życie zmie­niło się na korzyść dzięki zro­zu­mie­niu, że mikro­glej ma na umysł zarówno dobro­czynny, jak i zły wpływ.

Nowa­tor­skie podej­ście pozwala rese­to­wać i prze­kie­ro­wy­wać aktyw­ność nie­do­ce­nia­nych dotąd maleń­kich komó­rek odpor­no­ścio­wych tak, aby prze­rwały zabój­czy atak, umoż­li­wia­jąc odra­dza­nie się neu­ro­nów i synaps w mózgu. A to wydaje się naj­waż­niej­sze.

Zaj­rzyjmy zatem do głów­nych ame­ry­kań­skich labo­ra­to­riów badaw­czych i sprawdźmy, jak prace nie­wiel­kiej grupy nie­ustra­szo­nych i odda­nych pacjen­tom neu­ro­bio­lo­gów, któ­rzy odkryli wyjąt­kową moc mikro­gleju, na zawsze zmie­niły przy­szłość ludz­kiego zdro­wia.

Być może także two­jego.

Rozdział pierwszy. Neurobiolog z przypadku

Roz­dział pierw­szy

Neu­ro­bio­log z przy­padku

Beth Ste­vens pełni funk­cję adiunkta w Boston Chil­dren's Hospi­tal i na Uni­wer­sy­te­cie Harvarda. W jej labo­ra­to­rium w Bosto­nie, w sta­nie Mas­sa­chu­setts, wita gości ogromna biała tablica ze sta­ran­nym odręcz­nym rysun­kiem komórki mikro­gleju wyko­na­nym jaskra­wo­zie­lo­nym flu­ore­scen­cyj­nym mar­ke­rem. Z bez­kształt­nego środka komórki wystają podobne do macek, son­du­jące, deli­katne ramiona, z któ­rych każde jest skie­ro­wane ku innej, odręcz­nie napi­sa­nej liście pod­sta­wo­wych pro­jek­tów badaw­czych reali­zo­wa­nych obec­nie w labo­ra­to­rium, wraz z waż­nymi ter­mi­nami. To sprytne.

Jest pra­wie sie­dem­na­sta. Dzie­się­cio­let­nia córka Beth, Riley, koń­czy odra­biać lek­cje przy wła­snym dzie­cię­cym biurku w pobliżu mamy. Jej jasno­blond włosy, w takim samym kolo­rze jak włosy matki, zwi­sają w schlud­nych kucy­kach. Riley popra­wia oku­lary na nosie, pod­cho­dzi do wiel­kiej tablicy, bie­rze mar­ker i gąbkę. W jej błę­kit­nych oczach - rów­nież odzie­dzi­czo­nych po mamie - błysz­czą figlarne iskierki.

- Riley, nie ście­raj tego! - woła Beth. W jej gło­sie sły­chać uda­waną mat­czyną sro­gość. - Ty wiesz, co by się stało, gdy­byś to zro­biła?!

Wcho­dzi mąż Beth, Rob, żeby ode­brać Riley po szkole. Cie­pło mnie pozdra­wia, a potem żar­to­bli­wym gestem wska­zuje na srebrną fili­żankę do espresso na biurku żony. Fili­żanka na­dal paruje.

- Tak, wła­śnie wypi­łam kolejne espresso - mówi do niego Beth z uśmie­chem. Na jej biurku stoi także ogromny kubek z napi­sem "Naj­moc­niej­sza kawa na świe­cie". Beth zwraca się do mnie i lekko wzru­sza ramio­nami. - Te kubki to pre­zent od pra­cow­ni­ków mojego labo­ra­to­rium. Chyba coś ci mówią, prawda?

Całuje córkę i męża na poże­gna­nie, a potem opro­wa­dza mnie po labo­ra­to­rium. W oliw­ko­wo­zie­lo­nej let­niej sukience wygląda sty­lowo i ener­gicz­nie. Jej falu­jące blond włosy są schlud­nie spięte srebrną spinką. Wska­zuje pod biurko, gdzie pię­trzą się wyso­kie na nieco ponad 30 cm stosy prac nauko­wych, i wyja­śnia ze śmie­chem:

- Moje lek­tury!

Na tablicy nad biur­kiem wiszą zdję­cia jej córek, Riley i Zoe, prze­mie­szane z ulu­bio­nymi pra­cami pla­stycz­nymi dziew­czy­nek z cza­sów przed­szkol­nych. Jest też zdję­cie domku pla­żo­wego na Cape Cod, gdzie rodzina co roku spę­dza waka­cje. Beth z czu­ło­ścią poka­zuje mi foto­gra­fię, na któ­rej obej­muje młodą kobietę w bire­cie i todze absol­wentki. Obie uśmie­chają się sze­roko.

- To moja pierw­sza magi­strantka - wyja­śnia. Na tablicy znaj­duje się także kilka kolaży przed­sta­wia­ją­cych twa­rze dzie­siąt­ków stu­den­tów i kole­gów, z któ­rymi pra­co­wała w ciągu ubie­głych dwu­dzie­stu lat. - Kiedy odczu­wam stres, patrzę na tych wszyst­kich ludzi i ogar­nia mnie szczę­ście - zapew­nia mnie Beth.

Poza jej gabi­ne­tem znaj­duje się eks­pres do kawy, który Beth poda­ro­wała swemu labo­ra­to­rium. Z dumą pod­kre­śla, że maszyna "ma dwie gło­wice, więc mogą z niej korzy­stać dwie osoby jed­no­cze­śnie". (Pewien zaprzy­jaź­niony neu­ro­bio­log traf­nie opi­sał kie­dyś Beth Ste­vens jako "poczwórne espresso")12.

Na dzieci, które - podob­nie jak Riley - wpa­dają do labo­ra­to­rium na kilka godzin po szkole, żeby odro­bić lek­cje, zanim przyj­dzie mama, czeka talerz cia­stek. (Tak, znaczna część zespołu Ste­vens to kobiety).

Wśród mikro­sko­pów i kom­pu­te­rów stoi jedno urzą­dze­nie, któ­rego ni­gdy wcze­śniej nie widzia­łam w labo­ra­to­rium bio­lo­gicz­nym: minia­tu­rowy bro­war.

- Moi dok­to­rzy i stu­denci warzą wła­sne piwo - wyja­śia Beth ze śmie­chem. - Nazy­wamy je mikro­gle­jem.

Labo­ra­to­rium tętni życiem. Wiele się tu dzieje, atmos­ferę oży­wia kofe­ina i ludzie dobrze się bawią. Nad róż­nymi pro­jek­tami pra­cuje wła­śnie pięt­na­stu dok­to­rów i stu­den­tów. Beth Ste­vens pro­wa­dzi mniej­szą grupę badaw­czą w Broad Insti­tute - cen­trum badań bio­me­dycz­nych i geno­mo­wych. Jest chęt­nie zapra­szana na kon­fe­ren­cje neu­ro­bio­lo­giczne w całym świe­cie. Dzieli się na nich swymi prze­ło­mo­wymi odkry­ciami doty­czą­cymi maleń­kich komó­rek, o któ­rych nauka pra­wie zapo­mniała, czyli mikro­gleju.

Początki jed­nak wyglą­dały cał­kiem ina­czej.

Beth Ste­vens pod wie­loma wzglę­dami jest neu­ro­bio­lo­giem z przy­padku.

Badaczka natury

Beth dora­stała w nie­du­żym prze­my­sło­wym mie­ście Brock­ton w sta­nie Mas­sa­chu­setts, sły­ną­cym z pro­duk­cji obu­wia. Jej ojciec był dyrek­to­rem szkoły pod­sta­wo­wej w cen­trum mia­sta, matka zaś uczyła w innej szkole pod­sta­wo­wej, bli­żej domu. Dzieci zachę­cano do czy­ta­nia ksią­żek i roz­wią­zy­wa­nia zadań aryt­me­tycz­nych przy kuchen­nym stole. Beth, podob­nie jak cała rodzina, dużo czy­tała, ale miała także bar­dziej prak­tyczną cie­ka­wość.

Wiele godzin spę­dzała poza domem, przy­glą­da­jąc się kamie­niom, wspi­na­jąc się po drze­wach, zaglą­da­jąc pod liście, roz­cie­ra­jąc soki w dło­niach i obser­wu­jąc owady. Usi­ło­wała odkryć nie­do­strze­galne prze­jawy dzia­ła­nia świata przy­rody.

Póź­niej, w gim­na­zjum, kiedy nad­szedł czas na sek­cje żab, któ­rych bała się więk­szość uczniów, ona abso­lut­nie nie podzie­lała ich wstrętu.

- Nie umia­łam sobie wyobra­zić nic bar­dziej intry­gu­ją­cego niż oglą­da­nie wnę­trza żaby - twier­dzi, gdy sie­dzimy przy jej biurku, po czym upija łyk espresso. - Od tej pory wiem, że może się to wyda­wać obrzy­dliwe, ale kiedy widzia­łam mar­twą wie­wiórkę lub oposa na pobo­czu - tak, prze­je­chane przez samo­chód, to straszne! - deli­kat­nie sztur­cha­łam zwie­rzę paty­kiem, żeby zaj­rzeć do środka. Po pro­stu chcia­łam zro­zu­mieć, jak dzia­łało jego ciało i dla­czego umarło.

Mło­dej Beth obser­wo­wa­nie przy­rody wyda­wało się naj­waż­niej­szym i naj­cie­kaw­szym zaję­ciem na świe­cie.

Ale w jej rodzi­nie nie było naukow­ców. Kiedy czy­tała, że bio­log odkrył coś eks­cy­tu­ją­cego, zawsze był to męż­czy­zna. Dora­sta­jąc w swym mie­ście, miała poczu­cie, że jest nieco dziwna, nie taka jak inni. Jak jed­nak wspo­mina:

- Z całą pew­no­ścią nie przy­szło mi wtedy do głowy, że moje zain­te­re­so­wa­nia mogłyby pro­wa­dzić do kariery zawo­do­wej.

Zaczęło się to zmie­niać, gdy w szkole śred­niej wybrała kurs bio­lo­gii Advan­ced Pla­ce­ment. Nauczy­ciel, widząc jej zain­te­re­so­wa­nie, opo­wia­dał o byłych uczen­ni­cach, które zostały badacz­kami. Pra­co­wał dodat­kowo w labo­ra­to­rium medycz­nym i cza­sami prze­pro­wa­dzał na zaję­ciach szkol­nych cie­kawe doświad­cze­nia.

- Wle­wa­li­śmy różne pożywki na szalki Petriego i włą­cza­li­śmy pal­niki Bun­sena, a ja myśla­łam: Ale frajda! Naprawdę można to robić zawo­dowo? - opo­wiada Beth.

Po skoń­cze­niu w roku 1988 szkoły śred­niej Ste­vens zaczęła stu­dio­wać bio­lo­gię i ana­li­tykę medyczną na Nor­the­astern Uni­ver­sity w Bosto­nie. Była pewna, że pój­dzie do szkoły medycz­nej. Pod­czas jed­nego z seme­strów miała prak­tykę w labo­ra­to­rium szpi­tal­nym, gdzie poma­gała bada­czom w usta­le­niu przy­czyny zatruć pokar­mo­wych: oka­zało się, że w skle­po­wych kieł­ba­skach były bak­te­rie Liste­ria mono­cy­to­ge­nes.

Po skoń­cze­niu stu­diów Ste­vens posta­no­wiła zna­leźć pracę, która pozwo­li­łaby jej wzbo­ga­cić życio­rys, zosta­wia­jąc czas na przy­go­to­wa­nia do testów medycz­nych MCAT [Medi­cal Col­lege Admis­sion Test]. Jej obecny mąż, a ówcze­sny chło­pak Rob Gra­ham, zaczął pra­co­wać na Capi­tol Hill w Waszyng­to­nie. Beth pra­gnęła zdo­być doświad­cze­nie w labo­ra­to­rium, a jedno z naj­lep­szych i naj­więk­szych labo­ra­to­riów na świe­cie znaj­do­wało się na obrze­żach dys­tryktu, w Naro­do­wych Insty­tu­tach Zdro­wia [Natio­nal Insti­tu­tes of Health - NIH].

Był rok 1993.

- Prze­nie­śli­śmy się do Waszyng­tonu, a ja stwier­dzi­łam, że zanim coś znajdę, przez kilka mie­sięcy będę obsłu­gi­wać sto­liki w restau­ra­cji Chili's w pobliżu NIH - wspo­mina Beth. - W prze­rwach ścią­ga­łam far­tu­szek i bie­głam do NIH, żeby stu­dio­wać tablicę z ogło­sze­niami o poszu­ki­wa­niu pra­cow­ni­ków i skła­dać CV.

W wol­nym cza­sie lubiła czy­tać cza­so­pi­sma naukowe, a gdy prze­czy­tała o "bar­dzo dziw­nym i fascy­nu­ją­cym przy­padku kobiety, któ­rej oko zajęły paso­żyty", uznała, że chcia­łaby "zaj­mo­wać się cho­ro­bami zakaź­nymi". Dla­tego jedno z dzie­siąt­ków podań o pracę skie­ro­wała do sekre­ta­riatu lau­re­ata Nagrody Nobla bada­ją­cego cho­roby zakaźne i HIV.

Dzie­sięć mie­sięcy póź­niej otrzy­mała tele­fon z labo­ra­to­rium HIV z ofertą obję­cia sta­no­wi­ska tech­nika labo­ra­to­ryj­nego. Miała wtedy dwa­dzie­ścia dwa lata i, jak sądziła, zna­la­zła wyma­rzoną pracę.

- Ale mniej wię­cej w tym samym cza­sie dosta­łam kolejny tele­fon, od naukowca, do któ­rego labo­ra­to­rium nie zło­ży­łam poda­nia - mówi z pew­nym roz­ba­wie­niem.

Doug Fields był wów­czas mło­dym neu­ro­bio­lo­giem, który orga­ni­zo­wał swoje pierw­sze labo­ra­to­rium w NIH. Nie­spo­dzie­wa­nie ode­zwał się do Beth i "powie­dział, że przej­rzał stertę odrzu­co­nych życio­ry­sów w biu­rze kadr NIH, w tym także mój". Wyja­śnił, że bada wzorce wyła­do­wań ner­wo­wych i ich wpływ na roz­wój mózgu13.

- W tym cza­sie nie roz­wa­ża­łam moż­li­wo­ści zaj­mo­wa­nia się neu­ro­bio­lo­gią - przy­znaje Ste­vens. Co wię­cej, oso­bie zafa­scy­no­wa­nej wiru­sami i cho­ro­bami zakaź­nymi wyda­wało się to mniej inte­re­su­jące od badań HIV. Dla­tego odrzu­ciła ofertę Douga Fieldsa.

A póź­niej życie zato­czyło koło.

- Przy­szłam po raz pierw­szy do pracy w labo­ra­to­rium lau­re­ata Nagrody Nobla, gdzie badano HIV, i usły­sza­łam od kie­row­nika, że wstrzy­mano rekru­ta­cję. Zapo­mnieli mi powie­dzieć, że nie mam pracy - cią­gnie Beth. - Wró­ci­łam do domu bar­dziej przy­gnę­biona niż kie­dy­kol­wiek wcze­śniej. A następ­nego dnia znów wło­ży­łam far­tu­szek kel­nerki i wró­ci­łam do poda­wa­nia bur­rito w Chili's. Po nie­mal roku poszu­ki­wań mia­łam zale­d­wie dwie oferty pracy. - Śmieje się. - I jedną z nich odrzu­ci­łam!

Beth Ste­vens nie zwy­kła się jed­nak pod­da­wać, wpa­dła więc na zwa­rio­wany pomysł.

- Duma nie pozwa­lała mi zadzwo­nić do Douga i zapy­tać, czy jego oferta jest jesz­cze aktu­alna. Wie­dzia­łam, że jeśli kogoś zna­lazł, będzie mi przy­kro. - Dla­tego popro­siła o pomoc Roba.

Usie­dli razem przy kuchen­nym stole w wyna­ję­tym miesz­kanku i zadzwo­nili do labo­ra­to­rium Douga. Rob uda­wał świeżo upie­czo­nego absol­wenta wydziału bio­lo­gii, który szuka pierw­szej pracy. Doug zadał mu kilka tech­nicz­nych pytań na temat (wymy­ślo­nego) doświad­cze­nia w pracy labo­ra­to­ryj­nej. Rob robił notatki i pod­su­wał je Beth, a ona bazgrała odpo­wie­dzi. Na koniec odło­żył słu­chawkę i oznaj­mił narze­czo­nej z trium­fem:

- Na­dal szuka tech­nika labo­ra­to­ryj­nego!

Beth śmieje się na wspo­mnie­nie tego drob­nego pod­stępu i kon­ty­nu­uje:

- Odcze­ka­łam całe dwa tygo­dnie, żeby nie było to takie oczy­wi­ste, a potem zadzwo­ni­łam do Douga z pyta­niem, czy na­dal kogoś szuka. - I dodaje: - Cudem zapro­po­no­wał mi tę pracę po raz drugi. Przy­ję­cie jej było jedną z moich naj­lep­szych decy­zji.

Gorączka laboratoryjna

Beth Ste­vens dobrze zro­biła, że zaczęła pra­co­wać w labo­ra­to­rium Douga. Fields pole­cił jej zająć się odbu­dową mie­liny, czyli bia­łej, tłu­stej sub­stan­cji, która ota­cza i chroni neu­rony.

- Przez wiele tygo­dni czy­ta­łam prace naukowe i dzwo­ni­łam po radę do naukow­ców, któ­rzy zaj­mo­wali się hodowlą mie­liny - wspo­mina teraz Beth. - A gdy osta­tecz­nie udało się wyho­do­wać mie­linę na szalce Petriego: - Było to tak wspa­niałe, że nie mogłam ode­rwać oczu. W tam­tej chwili prze­pa­dłam. Zła­pa­łam bak­cyla nauki.

Tym­cza­sem Fields zajął się bada­niem funk­cji komó­rek Schwanna, które uczest­ni­czą w roz­woju mózgu. Komórki te należą do grupy mało wtedy zna­nych komó­rek nie­neu­ro­nal­nych w mózgu, zwa­nych komór­kami gle­jo­wymi. W owym cza­sie wszy­scy naukowcy byli zgodni, że komórki gle­jowe odgry­wają w mózgu raczej nie­cie­kawą rolę, zapew­nia­jąc po pro­stu wspar­cie neu­ro­nom i synap­som.

Fieldsa zain­te­re­so­wały komórki Schwanna, ponie­waż u roz­wi­ja­ją­cego się płodu sty­mu­lo­wały wzrost mie­liny, wspo­ma­ga­jąc neu­rony14. W roku 1993 neu­rony już od ponad dzie­się­ciu lat były bez­a­pe­la­cyj­nie bły­sko­tli­wymi ulu­bień­cami świata nauki. To one bowiem odpo­wia­dają za two­rze­nie bilio­nów połą­czeń synap­tycz­nych, dzięki któ­rym ludzie myślą, czują, pamię­tają, uczą się i kochają; to im zawdzię­czamy wszyst­kie nasze prze­czu­cia i spo­strze­że­nia.

Neu­rony uznano za naj­waż­niej­sze czyn­niki naszego nastroju, zdro­wia psy­chicz­nego i pamięci. Komórki gle­jowe zaś to ich dru­żyna pomoc­ni­cza: speł­niają potrzeby neu­ro­nów tak, jak świta speł­nia zachcianki gwiazdy fil­mo­wej. Każdy embrion jest na początku kulką komó­rek macie­rzy­stych. W miarę roz­woju płodu w macicy komórki macie­rzy­ste zaczy­nają się róż­ni­co­wać na wiele typów i rodza­jów. Na przy­kład komórki kera­ty­nowe two­rzą włosy i paznok­cie, inne roz­wi­jają się w tkankę serca i wątroby, jesz­cze inne stają się komór­kami ner­wo­wymi w ciele lub neu­ro­nami w mózgu. Nie­wielka rodzina nie­neu­ro­nal­nych komó­rek mózgo­wych, zwa­nych komór­kami gle­jo­wymi, obej­muje cztery rodzaje komó­rek, w tym komórki Schwanna. Mają one różne pocho­dze­nie i odgry­wają roz­ma­ite role w mózgu, w końcu lat dzie­więć­dzie­sią­tych nie w pełni jesz­cze zba­dane. Wia­domo było, że rodzaj komó­rek gle­jo­wych, oli­go­den­dro­cyty, podob­nie jak komórki Schwanna, powstają w roz­wi­jającym się pło­dzie ludz­kim z tej samej rodziny komó­rek macie­rzy­stych co komórki ner­wowe. One też two­rzą osłonki mie­li­nowe w ośrod­ko­wym ukła­dzie ner­wo­wym. Inny typ komó­rek gle­jo­wych, astro­cyty, także pocho­dzi z tej samej rodziny komó­rek macie­rzy­stych co neu­rony i wpływa na roz­wój komó­rek ner­wo­wych oraz na prze­ka­zy­wa­nie sygna­łów przez synapsy.

Ale ist­nieje jesz­cze jeden rodzaj komó­rek gle­jo­wych, któ­remu naukowcy długo nie poświę­cali uwagi, bada­jąc funk­cje mózgu: mikro­glej.

- Po pro­stu wów­czas uwa­żano, że komórki mikro­gleju nie są szcze­gól­nie ważne dla zdro­wego, roz­wi­ja­ją­cego się mózgu - wyja­śnia Beth Ste­vens.

A dla niej samej począt­kowo były powo­dem fru­stra­cji, bo w cza­sie badań nad hodowlą mie­liny oraz pod­czas innych eks­pe­ry­men­tów pro­wa­dzo­nych w labo­ra­to­rium czę­sto zanie­czysz­czały szalki Petriego.

- Mikro­glej ruj­no­wał moje eks­pe­ry­menty! - ubo­lewa, uśmie­cha­jąc się z pobłaż­liwą iro­nią. - Te komórki wcho­dziły do moich hodowli lub na szkiełko, gdy usi­ło­wa­łam obser­wo­wać inne komórki. A ja jęcza­łam w duchu: O nie, nie, nie, znowu ten okropny mikro­glej!

Beth Ste­vens nie była osa­mot­niona w pogar­dzie dla tych maleń­kich komó­rek. W cza­sie gdy w NIH zwięk­szano środki na bada­nia nad komór­kami mózgu, mikro­glej w ogóle nie wcho­dził w obszar zain­te­re­so­wań neu­ro­bio­lo­gów. A jeśli już o nim wspo­mi­nali, to zwy­kle zło­rze­cząc i prze­kli­na­jąc, podob­nie jak Beth.

Wie­dza naukow­ców na temat tych komó­rek spro­wa­dzała się w tam­tym cza­sie do tego, że są maleń­kie (stąd przed­ro­stek mikro w ich nazwie) i nudne15. Wyda­wało się, że mikro­glej pełni jedną tylko funk­cję: usuwa mar­twe neu­rony i komórki obumie­ra­jące w miarę sta­rze­nia się orga­ni­zmu. Uwa­żano go więc za sprzą­ta­cza mózgu prze­zna­czo­nego do utrzy­my­wa­nia porządku. Tyle.

A jed­nak Ste­vens zasta­na­wiał fakt, że te dener­wu­jące mini­ko­mórki porząd­kowe sta­no­wią dużą część mózgu - ponad jedną dzie­siątą jego komó­rek. Dla­czego pomimo to tak nie­wielu bada­czy poświę­ciło im swój czas? Dla­czego nikt nie zba­dał dokład­nie, czym naprawdę się one zaj­mują?. Jak dziś mówi:

- To była tajem­ni­cza część neu­ro­bio­lo­gii.

Wtedy jed­nak zano­to­wała sobie tylko to spo­strze­że­nie w pamięci, po czym zawie­siła cie­ka­wość na kołku.

W tym cza­sie na­dal pla­no­wała stu­dia medyczne. Któ­re­goś dnia, gdy Fields zoba­czył, jak uczy się do testów MCAT, oznaj­mił, że kiedy dosta­nie się do szkoły medycz­nej, będzie musiał zna­leźć kogoś na jej miej­sce.

- W tam­tej chwili uświa­do­mi­łam sobie, że nie chcę, aby ktoś prze­jął moją pracę - opo­wiada Beth. - Bar­dziej eks­cy­to­wała mnie myśl o bada­niu życia pod labo­ra­to­ryj­nym mikro­sko­pem niż bada­nie pacjen­tów w przy­chodni.

Co wię­cej, już wów­czas Beth była prze­ko­nana, że jej praca może kie­dyś dopro­wa­dzić do "nowego rozu­mie­nia ście­żek cho­roby", pomóc "zapo­bie­gać pew­nym scho­rze­niom oraz je leczyć". Wyco­fała więc doku­menty ze szkół medycz­nych i została kie­row­niczką labo­ra­to­rium Fieldsa. Przy jego wspar­ciu w roku 1994 zaczęła przy­go­to­wy­wać się do dok­to­ratu z neu­ro­bio­lo­gii na pobli­skim Uni­wer­sy­te­cie Mary­landu.

Bywało, że miała tak wiele zajęć zwią­za­nych z pro­wa­dze­niem eks­pe­ry­men­tów, zarzą­dza­niem labo­ra­to­rium, pisa­niem pracy dok­tor­skiej, i tak bar­dzo chciała pil­no­wać swo­ich pro­jek­tów, że wie­czo­rami robiła sobie "posła­nie z dodat­ko­wych ubrań i far­tu­chów" i spała na pod­ło­dze pod sto­łem kon­fe­ren­cyj­nym. Jak dziś mówi:

- Dzięki temu mogłam spraw­dzać postępy swo­ich badań.

Nie­mal dzie­sięć lat po roz­po­czę­ciu pracy w labo­ra­to­rium Fieldsa, w roku 2003, Beth Ste­vens uzy­skała sto­pień dok­tora neu­ro­bio­lo­gii.

Służby porządkowe w przebraniu

W roku 2004 Beth Ste­vens zapro­szono do udziału w bada­niach habi­li­ta­cyj­nych w labo­ra­to­rium innego bio­loga zaj­mu­ją­cego się gle­jem, dok­tora Bena Bar­resa, na Uni­wer­sy­te­cie Stan­forda. Bar­res był wów­czas praw­do­po­dob­nie głów­nym bada­czem komó­rek gle­jo­wych na świe­cie. Inte­re­so­wały go zwłasz­cza astro­cyty i ich wpływ na neu­rony. Ale w pew­nym momen­cie jego także zain­try­go­wało pyta­nie, jaka jest naprawdę rola mikro­gleju w mózgu. Jego zain­te­re­so­wa­nia odpo­wia­dały zain­te­re­so­wa­niom Beth. Posta­no­wiła więc zro­bić krok do przodu. Robie­nie habi­li­ta­cji w miej­scu pracy uwa­żano, jak to okre­ślił pewien nauko­wiec, za "zawo­dowe samo­bój­stwo", a zatem Beth i Rob, już jako mał­żeń­stwo, spa­ko­wali się i prze­je­chali przez cały kraj do Palo Alto w sta­nie Kali­for­nia.

Mniej wię­cej w tym cza­sie bada­cze opra­co­wali nową, sku­teczną metodę zaglą­da­nia do mózgu i wyko­ny­wa­nia rucho­mych obra­zów o wyso­kiej roz­dziel­czo­ści, czyli powięk­sza­nia obra­zów nawet naj­mniej­szych komó­rek do gigan­tycz­nych odwzo­ro­wań. Któ­re­goś dnia pra­cow­nik naukowy prze­by­wa­jący na sty­pen­dium badaw­czym16 wygło­sił w labo­ra­to­rium Bar­resa wykład ilu­stro­wany pięk­nymi obra­zami komó­rek mózgo­wych. Beth Ste­vens była zachwy­cona.

- Te obrazy po raz pierw­szy poka­zy­wały mikro­glej w akcji - wspo­mina. - Nagle mogli­śmy zoba­czyć te komórki w mózgu. Mie­li­śmy nowe narzę­dzie, pozwa­la­jące na ich obser­wa­cję.

Ste­vens wstaje zza biurka, przy któ­rym roz­ma­wiamy, i przy­suwa krze­sło do sta­no­wi­ska kom­pu­te­ro­wego, aby poka­zać mi bar­dzo wcze­sny mate­riał fil­mowy o mikro­gleju. Pochyla się w stronę ekranu kom­pu­tera i wska­zuje gumką na końcu ołówka wiru­jące komórki w mózgu. Obraz przy­po­mina zdję­cia Drogi Mlecz­nej. Jak gdyby gwiazdy miały zie­loną poświatę i wiro­wały w dużych, celo­wych gru­pach po czar­nym nie­bie17.

- Kiedy zoba­czy­łam to po raz pierw­szy, byłam oszo­ło­miona - opo­wiada Beth. - Widzia­łam jaskra­wo­zie­lone komórki mikro­gleju, które poru­szały się w struk­tu­rach mózgu. Były bar­dzo aktywne. A kiedy wystą­piło jakieś uszko­dze­nie mózgu, na przy­kład uraz, wypusz­czały w to miej­sce swoje dłu­gie wyrostki niczym ramiona. Nie­ustan­nie się zasta­na­wia­łam: co wła­ści­wie robią te małe komórki? Są tak dyna­miczne! Są wszę­dzie! Nie umie tego zro­bić żadna inna komórka w mózgu. Jak mogli­śmy je tak długo igno­ro­wać?

Wspólne pochodzenie

Rów­nież inni naukowcy zain­te­re­so­wali się mikro­gle­jem. Bada­cze z Mount Sinai School of Medi­cine w Nowym Jorku posta­no­wili spraw­dzić, kiedy komórki te poja­wiają się w życiu pło­do­wym czło­wieka, i oka­zało się, że bar­dzo wcze­śnie. Powstają z tej samej rodziny komó­rek macie­rzy­stych, która roz­wija się w armię bia­łych krwi­nek i lim­fo­cy­tów układu odpor­no­ścio­wego. Zamiast jed­nak pozo­stać w ciele, jak leu­ko­cyty, dzie­wią­tego dnia ciąży prze­no­szą się wraz z krwią do mózgu, tam się umiej­sca­wiają i pozo­stają przez całe życie danej osoby18.

Innymi słowy: mikro­glej i białe krwinki mają takie samo pocho­dze­nie. Są bli­skimi kuzy­nami w służ­bach poli­cyj­nych układu odpor­no­ścio­wego, choć mikro­glej znaj­duje się w narzą­dzie, który przez wiele lat uzna­wano za nie­do­stępny dla tego układu. To prawda, że białe krwinki nie mają dostępu do mózgu, ale nie muszą go mieć, ponie­waż obszar ten patro­lują ich kuzynki - komórki mikro­gleju.

Dopiero teraz naukowcy zro­zu­mieli, że mikro­glej pełni w mózgu funk­cję bia­łych cia­łek krwi.

Roz­ma­wia­jąc ze mną, Beth Ste­vens zaczęła uważ­nie przy­glą­dać się maleń­kim komór­kom, któ­rych widok wprost zapie­rał dech. Pod mikro­sko­pem o wyso­kiej roz­dziel­czo­ści przy­po­mi­nały one ele­ganc­kie, smu­kłe gałę­zie drzew. Krą­żyły po mózgu, bada­jąc i szu­ka­jąc naj­mniej­szych oznak zagro­żeń. Wysu­wały i cofały swe maleń­kie, przy­po­mi­na­jące ramiona wypustki i stu­kały poszcze­gólne neu­rony, jakby pyta­jąc: dobrze się czu­jesz? wszystko w porządku? a może nie? - podob­nie jak lekarz, który bada brzuch pacjenta lub spraw­dza odru­chy, ude­rza­jąc w kolana i łok­cie.

Komórki mikro­gleju robią to bar­dzo szybko.

- Ni­gdy nie widzia­łam, żeby inne komórki poru­szały się tak zde­cy­do­wa­nie - obja­śnia Beth. - A te nie tylko sta­no­wią dzie­sięć pro­cent komó­rek naszego mózgu, ale nie­ustan­nie badają każdą jego część. Jeżeli czy­tel­ni­ków zain­try­guje to, co wła­śnie czy­tają, one zaczną się poru­szać jesz­cze szyb­ciej! Ich codzienna praca polega na kon­troli naszego mózgu. Wyobraź sobie, że te maleń­kie komórki spraw­dzają każdy zaka­ma­rek mózgu. Jak się czuje ten neu­ron? A ta synapsa? Co sły­chać w tym obwo­dzie? Do dia­bła, tu się coś dzieje! Chodźmy tam, trzeba to spraw­dzić!

Ci maleńcy tan­ce­rze ocza­ro­wali Beth.

- Żadna inna komórka w ludz­kim mózgu nie potrafi poru­szać się, wykry­wać naj­drob­niej­szych zmian i reago­wać na nie. Zafa­scy­no­wał mnie już sam ten fakt. Co wię­cej, oka­zało się, że komórki mikro­gleju powstały wła­śnie w tym celu!

W labo­ra­to­rium Bena Bar­resa Ste­vens zaj­mo­wała się nowym pro­jek­tem: badała, jak w toku pra­wi­dło­wego roz­woju prze­biega przy­ci­na­nie i rzeź­bie­nie synaps, aby mózg był zdrowy. A kon­kret­niej - wraz z Bar­re­sem pró­bo­wała okre­ślić, jaką rolę w roz­wi­ja­ją­cym się mózgu odgrywa w aspek­cie przy­ci­na­nia synaps czą­steczka odpor­no­ściowa zwana dopeł­nia­czem.

W tam­tym cza­sie naukowcy wie­dzieli, że dopeł­niacz pełni w orga­ni­zmie nie­wia­ry­god­nie ważną funk­cję. Kiedy umiera komórka w jed­nym z narzą­dów lub pojawi się czyn­nik cho­ro­bo­twór­czy, sub­stan­cja obca albo drob­no­ustrój, któ­rego nie powinno tam być, czą­steczki dopeł­niacza ozna­czają takie zja­wi­sko do usu­nię­cia. Póź­niej komórki odpor­no­ściowe, a kon­kret­niej rodzaj bia­łych krwi­nek zwa­nych makro­fa­gami (grecka nazwa ozna­cza "wiel­kich zja­da­czy"), dostrze­gają ozna­cze­nie i ota­czają, a następ­nie usu­wają komórkę lub czyn­nik cho­ro­bo­twór­czy.

Makro­fagi odgry­wają także ważną rolę w pro­ce­sach zapal­nych oraz cho­ro­bach fizycz­nych w orga­ni­zmie, zwłasz­cza auto­im­mu­no­lo­gicz­nych. Po akty­wa­cji są w sta­nie usu­nąć ogromną ilość che­micz­nych sub­stan­cji zapal­nych, które powo­dują znaczne szkody. Cza­sami jed­nak posu­wają się zbyt daleko w nisz­cze­niu pato­ge­nów i zaczy­nają uszka­dzać tkankę. Na przy­kład w reu­ma­to­idal­nym zapa­le­niu sta­wów nisz­czą chrząstkę19.

Naukowcy nie sądzili, że dopeł­niacz ma jakie­kol­wiek zna­cze­nie dla zdro­wia i pra­wi­dło­wego roz­woju mózgu. W medy­cy­nie prze­wa­żał pogląd, że mózg nie jest orga­nem odpor­no­ścio­wym, a tym samym nie mogą w nim dzia­łać komórki immu­no­lo­giczne spo­krew­nione z makro­fa­gami. Ste­vens i Bar­res nie byli pewni, co powo­duje zani­ka­nie synaps, wysu­nęli jed­nak hipo­tezę, że być może w jakiś nie­zro­zu­miały dla nich spo­sób to dopeł­niacz okre­śla, dla­czego nie­które synapsy w mózgu zostały usu­nięte w toku pra­wi­dło­wego roz­woju, a inne nie.

Roz­wi­ja­jący się mózg płodu wytwa­rza znacz­nie wię­cej synaps, niż trzeba. Te nad­licz­bowe muszą zostać usu­nięte dla uzy­ska­nia pre­cy­zyj­nej łącz­no­ści synap­tycz­nej, umoż­li­wia­ją­cej zło­żoną pracę ludz­kiego umy­słu. Pod­czas przy­ci­na­nia nastę­puje eli­mi­na­cja nie­któ­rych pod­zbio­rów synaps z jed­no­cze­snym zacho­wa­niem, a nawet wzmoc­nie­niem innych. Podob­nie jak w ogrod­nic­twie, takie przy­ci­na­nie jest ważne. Bez niego nie­moż­liwy jest pra­wi­dłowy roz­wój mózgu.

Wyobraź sobie drzewo, które nie­ustan­nie wypusz­cza coraz to nowe gałę­zie, aż nastę­puje prze­cią­że­nie: drzewo się prze­wraca i obumiera. Tak samo jest z nad­mia­rem synaps powsta­ją­cych w toku roz­woju dziecka w macicy.

Beth Ste­vens i Ben Bar­res zasta­na­wiali się: A co jeśli czą­steczki dopeł­nia­cza ozna­czają i wysy­łają sygnały "zjedz mnie" z tych nad­pro­gra­mo­wych synaps w mózgu, a te ozna­czone synapsy są nisz­czone, podob­nie jaki makro­fagi w ukła­dzie odpor­no­ścio­wym ciała nisz­czą czą­steczki i tkankę ozna­czone przez dopeł­niacz? A co jeśli tak wła­śnie wygląda mode­lo­wa­nie zdro­wego, pra­wi­dło­wego mózgu w trak­cie roz­woju?

Pod­jęli próbę wyka­za­nia, że tak w isto­cie prze­biega ten pro­ces. Oka­zało się, że kiedy dopeł­niacz ozna­cza synapsy, fak­tycz­nie wysy­łają one sygnał "zjedz mnie" i z mózgu zni­kają te wła­śnie ozna­czone synapsy20. Podob­nie jest, gdy ozna­czasz wia­do­mo­ści e-mailowe, które chcesz usu­nąć ze skrzynki odbior­czej. Opro­gra­mo­wa­nie ser­wera poczty roz­po­znaje te ozna­cze­nia i kiedy klik­niesz ikonę kosza, ozna­czone wia­do­mo­ści znikną. Beth Ste­vens i Ben Bar­res ogło­sili swój brze­mienny w skutki refe­rat w roku 2007. Wywo­łał burzę w świe­cie nauki. Ale ich odkry­cie przy­nio­sło odpo­wiedź tylko na jedno z pytań. Beth na­dal się zasta­na­wiała, jakie mecha­ni­zmy przy­czy­nowo-skut­kowe wcho­dzą tu w rachubę. Co zjada ozna­czone synapsy i powo­duje ich zni­ka­nie? Czy moż­liwe, że w pro­ce­sie tym uczest­ni­czą komórki mikro­gleju, od któ­rych przez całe życie tak bar­dzo zależy funk­cja mózgu? Czy to one są w mózgu odpo­wied­ni­kami makro­fa­gów, reagują na sygnały "zjedz mnie" i przy­ci­nają obwody mózgu w okre­sie pło­do­wym?

Ste­vens zasta­na­wiała się też nad rów­nie waż­nym pyta­niem, a mia­no­wi­cie, czy to przy­ci­na­nie może się nie udać. Ba, posu­nęła się dalej. Zaczęła myśleć: a jeśli ten pro­ces nie zacho­dzi jedy­nie w okre­sie roz­woju? Jeśli przez pomyłkę docho­dzi do jego ponow­nej akty­wa­cji na póź­niej­szych eta­pach życia, co pro­wa­dzi do eli­mi­na­cji i nisz­cze­nia pożą­da­nych i nie­zbęd­nych obwo­dów oraz synaps w mózgu, co wywo­łuje cho­roby wiele lat póź­niej, nawet w życiu doro­słym? Czy to moż­liwe, że te rze­komo iry­tu­jące, bez­czynne, maleń­kie komórki mikro­gleju tak naprawdę usu­wają ważne synapsy w mózgu doro­słej osoby? Czyżby te komórki odpor­no­ściowe, które medy­cyna dotąd lek­ce­wa­żyła, decy­do­wały, który obwód w mózgu należy zacho­wać, a który usu­nąć, pla­nu­jąc i nie­ustan­nie regu­lu­jąc zdro­wie naszego mózgu?

Przez te wszyst­kie lata, gdy Beth Ste­vens poszu­ki­wała odpo­wie­dzi na przy­to­czone wyżej pyta­nia, na progu odkryć pro­wa­dzą­cych do zmiany pro­gra­mów naucza­nia, pacjenci i leka­rze, w tym także psy­chia­trzy, byli cał­ko­wi­cie nie­świa­domi tych zadzi­wia­ją­cych postę­pów nauki w zakre­sie rozu­mie­nia naszego mózgu.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki