Spis treści

1. Prolog. Kiedy ciało atakuje mózg

2. Rozdział pierwszy. Neurobiolog z przypadku

3. Rozdział drugi. „Dziesięć stóp w górę studni o głębokości czterdziestu”

Tytuł oryginalny: THE ANGEL AND THE ASSASSIN. THE TINY BRAIN CELL THAT CHANGED THE COURSE OF MEDICINE

Projekt okładki i stron tytułowych: Marcin Adamczyk
Redaktor prowadzący: Agata Paszkowska-Pogorzelska
Redakcja językowa: Ewa Karmowska
Redaktor techniczny: Witold Kuśmierczyk
Korekta: Ewa Karmowska, Ewa Grabowska

Copyright © for this edition and translation by Dressler Dublin sp. z o.o., Ożarów Mazowiecki 2025
Copyright © 2020 by Donna Jackson Nakazawa All rights reserved.
This translation published by arrangement with Ballantine Books, an imprint of Random House, a division of Penguin Random House LLC

Dane do kontaktu:
Wydawnictwo Bellona
02-103 Warszawa, ul. Hankiewicza 2
e-mail: biuro@bellona.pl
www.bellona.pl
www.facebook.com/Wydawnictwo.Bellona

Księgarnie internetowe: swiatksiazki.pl, ksiazki.pl, czytam.pl

Dystrybucja:
Dressler Dublin sp. z o.o.
05-850 Ożarów Mazowiecki, ul. Poznańska 91
e-mail: dystrybucja@dressler.com.pl
tel. + 48 22 733 50 31/32
www.dressler.com.pl

ISBN 978-83-11-18334-6

Wersję elektroniczną przygotowano w systemie Zecer

Dla Claire

Informacje zawarte w tej książce nie stanowią zamiennika dla profesjonalnych porad medycznych oraz leków gotowych czy recepturowych, dostępnych w aptekach. Jeśli jesteś w ciąży lub masz jakiekolwiek problemy ze zdrowiem, nim skorzystasz z jakiejkolwiek porady lub praktyk opisanych w tej książce, najpierw skonsultuj się z lekarzem specjalistą. Wydawca niniejszej publikacji, jak również którakolwiek z osób zaangażowanych w jej powstanie, nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek uszczerbki na zdrowiu lub szkody wynikłe po skorzystaniu z informacji zawartych w tekście, wykonaniu ćwiczeń lub skorzystaniu z technik terapeutycznych opisanych w tej książce.

Jest to literatura faktu. Dla ochrony prywatności osób zmieniłam niektóre nazwiska, połączyłam postacie i skondensowałam zdarzenia. Nie snuję swoich opowieści chronologicznie: nieraz wybiegam do przodu, kiedy indziej się cofam. Często omawiam badania naukowe z perspektywy czasu, w którym były one prowadzone, a nie według dat opublikowania ich wyników. Kilka odkryć, dokonanych prawie jednocześnie, przedstawiam po kolei.

Ta książka nie zastępuje profesjonalnej porady lekarskiej, diagnozy ani terapii. W razie pytań i wątpliwości dotyczących schorzenia lub terapii należy zawsze zasięgnąć porady lekarza rodzinnego albo innego wykwalifikowanego specjalisty służby zdrowia.

Autorka

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 inwalidzkim[1]. 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 stwardnienia[2].

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 nauką[3]. Toczeń wiąże się także z demencją o wczesnym początku[4].

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 procent[5].

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 schizofrenii[6]. 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 schizofrenię[7].

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 odpornościowego[9].

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 synaps[10], 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 mózgowym[11].

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

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 mózgu[13].

– 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 neurony[14]. 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 nudne[15]. 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 badawczym[16] 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 niebie[17].

– 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 osoby[18].

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 chrząstkę[19].

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 synapsy[20]. 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.

Rozdział drugi

„Dziesięć stóp w górę studni o głębokości czterdziestu”

W ostatnim roku studiów doktoranckich Katie Harrison, tuż przed uzyskaniem stopnia doktora socjologii, dotarła do dna czarnej dziury, do której – według własnego odczucia – wpadała przez znaczną część swego dopiero co zaczętego dorosłego życia.

Próby zadowolenia wymagającego opiekuna pracy doktorskiej tak bardzo zszarpały jej nerwy, że od czasu do czasu Katie zaczęła widzieć i słyszeć dziwne rzeczy. Pewnego dnia, po powrocie z zakupów do maleńkiego mieszkanka, upuściła na podłogę opakowanie marchewki. Torba się rozerwała, a marchewki potoczyły w różne strony po białym linoleum. Katie patrzyła na nie i przez chwilę myślała, że widzi pełzające pomarańczowe karaczany.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

1. Czytelnicy moich wcześniejszych prac być może znają moją historię. W takim razie przepraszam za krótkie powtórzenie. [wróć]

2. N.D. Chiaravalloti, J. DeLuca, Cognitive Impairment in Multiple Sclerosis, „Lancet Neurology” nr 7 (grudzień 2008), s. 1139–1151. Na podstawie późniejszych badań Amerykańska Akademia Neurologii wydała w 013 r. kompleksowy raport, z którego wynikało, że: „jedna trzecia do połowy ludzi ze stwardnieniem rozsianym doświadczy epizodu poważnej depresji”, zaś w całej populacji będzie to mniej niż jedna piąta; zaburzenia lękowe „dotykają ponad jednej trzeciej osób ze stwardnieniem rozsianym” oraz że choroba afektywna dwubiegunowa występuje u 13 procent osób z SM i u mniej niż 5 procent osób bez niego: Summary of Evidence-Based Guideline for Patients and Their Families: Emotional Disorders in People with Multiple Sclerosis, Amerykańska Akademia Neurologii, www.aan.com/Guidelines/ Home/GetGuidelineContent/630 (dostęp 3 lipca 2017). [wróć]

3. A. Unterman, J.E.S. Nolte, M. Boaz i in., Neuropsychiatric Syndromes in Systemic Lupus Erythematosus: A Meta-analysis, „Seminars in Arthritis and Rheumatism” 41, nr 1 (14 sierpnia 2011), s. 1–11. Opracowanie to najpierw opublikowano w internecie 20 października 2010 r. Badacze przeprowadzili metaanalizę 17 odrębnych badań, w których uwzględniono łącznie 5057 pacjentów z toczniem rumieniowatym układowym, aby wszechstronnie zbadać powiązanie między toczniem a zaburzeniami neuropsychiatrycznymi. W znacznie wcześniejszym badaniu, z 2001 r., u 46 pacjentów odnotowano wysoką korelację między toczniem a zaburzeniami neuropsychiatrycznymi: H. Ainiala, J. Louk–kola, J. Peltola i in., The Prevalence of Neuropsychiatric Syndromes in Systemic Lupus Erythematosus, „Neurology” 57, nr 3 (sierpień 2001), s. 496–500. W 2015 r. badacze przedstawili zaktualizowane omówienie badań, wykazując powiązanie między schorzeniami autoimmunologicznymi a objawami neuropsychiatrycznymi: R. Sankowski, S. Mader i S.I. Valdés-Ferrer, Systemic Inflammation and the Brain: Novel Roles of Genetic, Molecular, and Environmental Cues as Drivers of Neurodegeneration, „Frontiers in Cellular Neuroscience” 9 (luty 2015), s. 1-20. [wróć]

4. Y. Shoenfeld, O. Gendelman, S. Tiosano i in., High Proportions of Dementia Among SLE Patients: A Big Data Analysis, „International Journal of Geriatric Psychiatry” 33, nr 3 (marzec 2018), s. 531–536. [wróć]

5. M.E. Benros, B.L. Waltoft, M. Nordentoft i in., Autoimmune Diseases and Severe Infections as Risk Factors for Mood Disorders: A Nationwide Study, „JAMA Psychiatry„ 70, nr 8 (sierpień 2013), s. 812–880. Badanie to prowadzono od 1977 do 2010 r. i objęto nim 3,56 miliona ludzi. [wróć]

6. I.E. Sommer, D.W. van Bekkum, H. Klein i in., Severe Chronic Psychosis after Allogeneic SCT from a Schizophrenic Sibling, „Bone Marrow Transplant” 50, nr 1 (styczeń 2015), s. 153–154. [wróć]

7. T. Miyaoka, R. Wake, S. Hashioka i in., Remission of Psychosis in Treatment-Resistant Schizophrenia following Bone doi:10.3389/fpsyt.2017.00174. [wróć]

8. Wieloletnie przekonanie, że mózg jest uprzywilejowany pod względem odporności, wynikało także z naukowego rozumienia bariery krew–mózg: gęstej, złożonej konstelacji komórek gromadzących się wokół naczyń krwionośnych prowadzących do mózgu. Naczynia te są tak gęsto upakowane, że powstrzymują cząsteczki z krwiobiegu i organizmu, w tym komórki odpornościowe, przed dotarciem do mózgu. Niepodważalny dogmat o barierze krew–mózg od dawna traktowano jako dowód, że mózg jest poza zasięgiem układu odpornościowego ciała, a tym samym uprzywilejowany pod względem immunologicznym. [wróć]

9. Infekcje, które atakują bezpośrednio mózg, jak zapalenie opon mózgowych, były innym wyjątkiem od zasady „mózg jako narząd uprzywilejowany pod względem immunologicznym”. [wróć]

10. Synapsy to niewielkie odstępy między neuronami, które umożliwiają przenoszenie sygnałów elektrycznych i chemicznych między komórkami nerwowymi. [wróć]

11. Może się wydawać, że na tych stronach nie poświęcam wystarczająco dużo uwagi potencjalnemu wpływowi naszych wzorców myślowych, emocji, uczuć i nawyków rozpamiętywania na obwody mózgu z biegiem czasu oraz sposobowi, w jaki oduczenie się tych negatywnych wzorców za pomocą takich praktyk jak terapia poznawczo-behawioralna i szkolenie w zakresie uważności, może zmienić mózg, prowadząc do korzystnych zmian synaptycznych. Czytelnicy moich prac wiedzą, że dwie wcześniejsze książki, tj. Childhood Disrupted i The Last Best Cure, poświęciłam najnowszym badaniom w dziedzinie psychoneuroimmunologii, zajmując się wpływem doświadczeń życiowych, wcześniejszych urazów, wzorców myślowych i nawyków umysłu na nasz mózg, układ odpornościowy i obecne doświadczenia emocjonalne. [wróć]

12. Emily Underwood opisała to w swym artykule This Woman May Know a Secret to Saving the Brain’s Synapses, „Science” (18 sierpnia 2016), www.sciencemag.org/news/2016/08/woman-may-know-secret-saving-brain-s-synapses (dostęp 29 października 2017). [wróć]

13. W owym czasie Fields badał sposób, w jaki wyładowania neuronalne regulują ekspresję genów neuronalnych i ich wpływ na rozwój mózgu. [wróć]

14. R.D. Fields, The Other Brain [Drugi mózg] (New York: Simon & Schuster, 2011). [wróć]

15. Mikroglej nazwał i opisał na początku XX w. Pío del Río Hortega, student Santiago Ramóna y Cajala, powszechnie uznawanego za pierwszego neurobiologa świata. Hortega zaliczył te komórki do tej samej grupy co pozostałe trzy rodzaje komórek glejowych. W następnych latach XX w. naukowcy przyglądali się bliżej mikroglejowi i jego roli w urazach mózgu oraz infekcjach skierowanych bezpośrednio przeciwko tkance mózgu, jak zapalenie opon mózgowych. Doktor Margaret M. McCarthy, badaczka i profesor neurobiologii na Uniwersytecie Marylandu, ujmuje to tak: „Mikroglej rozważano jedynie w kontekście obrażeń lub zwykłego sprzątania mózgu. Sądzono, że poza tym jest uśpiony, czyli jeżeli nie ma urazu, pozostaje obojętny i bezczynny”. Nikt nie podchodził do mikrogleju z perspektywy działania zdrowego mózgu czy też prawidłowego rozwoju tego narządu. Zdaniem Margaret McCarthy, nazwa „mikroglej” jest błędna, ponieważ w istocie są to komórki odpornościowe całkowicie innego pochodzenia niż komórki glejowe, które są częścią układu nerwowego. Jak twierdzi: „Komórki mikrogleju tak naprawdę nie są komórkami glejowymi. Nie są to komórki nerwowe, lecz immunologiczne. Są podmiotem zewnętrznym, częścią układu odpornościowego”. [wróć]

16. Doktor Axel Nimmerjahn, który wygłosił ten wykład, również był uczniem Bena Barresa i jednym z pierwszych naukowców, którzy zobrazowali mikroglej w mózgu żywej myszy. Zdaniem Stevens był to przełom w badaniach nad mikroglejem: A. Nimmerjahn, F. Kirchhoff, F. Helmchen, Resting Microglial Cells Are Highly Dynamic Surveillants of Brain Parenchyma in Vivo, „Science” 308, nr 5726 (27 maja), s. 1314–1318. [wróć]

17. Jeśli ktoś oglądał te zdjęcia gołym okiem, mogło mu się wydawać, że mikroglej przemieszcza się i krąży w mózgu, a tak naprawdę poruszały się raczej „procesy” mikrogleju. Oznacza to, że same komórki mikrogleju nie poruszają się za bardzo. Mikroglej rozkłada się w całym mózgu, aby monitorować różne maleńkie jego odcinki. Kiedy komórki te wyciągają swoje długie ramiona, aby sprawdzić neurony, robią to jedynie w konkretnym obszarze, a ich cienkie, wydłużone wypustki wysuwają się i cofają, wykonując bardzo szybkie ruchy. Przypomina to sposób, w jaki neurony przekazują sygały przez synapsy, choć same się nie poruszają. [wróć]

18. F. Ginhoux, M. Greter, M. Leboeuf i in., Fate Mapping Analysis Reveals That Adult Microglia Derive from Primitive Macrophages,” Science” 330, nr 6005 (listopad 2010), s. 841–845. W swej najnowszej książce Vladimir Maletic i Charles Raison opowiadają o obecności komórek mikrogleju na najwcześniejszym etapie rozwoju układu nerwowego, jeszcze przed innymi komórkami glejowymi: „Tak naprawdę przodkowie mikrogleju przybyli z pęcherzyka żółciowego i włączyli się w rozwój cewy nerwowej, poprzedzając przybycie poprzedników astrocytów/oligodendrocytów. Wczesne partnerstwo między neuronami a mikroglejem świadczy o jego zasadniczej roli w rozwoju mózgu”. V. Maletic, The New Mind-Body Science of Depression (New York: W.W. Norton, 2017), s. 263. [wróć]

19. A. Laria, A.M. Lurati, M. Marrazza, i in., The Macrophages in Rheumatic Diseases, „Journal of Inflammation Research” 9 (luty 2016), s. 1–11. [wróć]

20. B. Stevens, N.J. Allen, L.E. Vasquez i in., The Classical Complement Cascade Mediates CNS Synapse Elimination, „Cell” 131, nr 6 (14 grudnia 2007), s. 1164–1178. [wróć]