Rudolph E. Tanzi, a Massachusetts Általános Kórház genetikai és öregedési kutató egységének igazgatója, a Harvard Medical School neurológiai professzora és az Alzheimer-kór kutatásának kiemelkedő alakja nem hajlandó zongorázni. Igen, egy izgalmasan elkötelezett zenész, aki komolyan fontolóra vette a zenei karriert, mielőtt a tudományba kezdett. Billentyűzettel játszik az Aerosmith rock zenekarral, és a „The Tonight Show with Jay Leno” című filmben elakadt. Minden nap otthon gyakorolja a kézzel készített Bösendorfer koncert nagyversenyén.
Ebből a történetből
[×] BEZÁR
A tálban lévő duos Alzheimer áttörés az új kezelések tesztelésére
Videó: Smithsonian Ingenuity Awards 2015: Rudolph Tanzi és Doo Yeon Kim
De a régi zongora az irodája közelében lévő laboratóriumi társalgóban? Tanzi számításai szerint instrumentális megfelelője egy neurodegeneratív betegségnek. "Borzalmasan hangzik" - mondja. - Finom, balzsamos, nincs hangban. Nem fogom játszani. Csak néhány bár? - Megvan a magam szabványa - motyogja. "Nem akarom szégyenkezni magam."
Végül sóhajjal leül és beindul a jazz klasszikushoz, a 'Round Midnight'-hez. A melegítő nyafogás és a ballada csodálatosan hangzik, elegáns harmóniákkal és tartalék, találékony alapvonallal. Miles Davishez, Billy Joelhez megy. A földön élő tudósok és hallgatók a padlóba jutnak, hogy hallgassák meg őket, és amikor Tanzi befejezi, tapsoltak. Tanzi, aki 57 éves, boldognak, fiúinak és talán megkönnyebbültnek tűnik. Egy kopott zongorából kitalálta a varázslatos nyulakat.
"Rudy valamiféle zseni" - mondja közeli társa, Doo Yeon Kim, aki az előcsarnokban dolgozik. Zenei szempontból, tudományos szempontból Kim azt mondja: „Rudynek mindig nagy ötletei vannak, mindig új dolgokat akar kipróbálni.” Kim, 45 éves, gyakran mosolyog, erős koreai akcentussal beszél, és örökkévalónak tűnik készen állni egy futamra. Magát gonosz szemcsés, lombikot és főzőpohart fickónak tartja. „A tudományra összpontosítom” - mondja. "Rudy szerepe a látomás, az enyém a részletek."
A pár kontrapuntalizmusa szélsőséges találatot bizonyított. Tanzi és Kim forradalmi eszközt dolgoztak ki az Alzheimer-kór kezelésére, amely a seniil demencia és az orvosi válság vezető oka a világon, és amely egyre nagyobb a szomorúság, amikor a csecsemők nevelőképességének idős korába esnek. Az elmúlt év végén beszámoltak a rangos Nature folyóiratban a nemzetközi elismerésről, az új technika, az innovatív sejttenyészet típusa a legmeggyőzőbb és leghatékonyabb laboratóriumi modell, amelyet a neurodegeneratív betegségre még feltaláltak. Ez lehetőséget ad a kutatóknak arra, hogy az Alzheimer-kórt soha nem látott biokémiai és genetikai részletekkel kövessék nyomon, és gyorsan és olcsón teszteljék a potenciális kezelések ezreit, amelyek gátolhatják vagy legalábbis lelassíthatják a rosszindulatú előrehaladását. „Ez egy fantasztikus modell, amely nagy potenciállal rendelkezik az új gyógyszerek tesztelésére” - mondja Sangram Sisodia, a professzor és az Alzheimer-kutató a Chicagói Egyetemen. "Ez egy olyan arany lehetőség, amelyet még nem látottunk."
Feliratkozás a Smithsonian magazinra mindössze 12 dollárért
Ez a történet a Smithsonian magazin decemberi számának válogatása.
megveszAz Alzheimer-tálban becenevezett új technika a genetikailag manipulált emberi agysejtek olyan kolóniáit mutatja be, amelyek három dimenzióban növekednek egy gooey gélben. A napok múlásával a sejtek megjelennek az Alzheimer-kór két legszembetűnőbb jellemzője: a plakkok és a kusza. A sejtek körül és között kialakulva a mikroszkopikus plakkok amyloid-béta elnevezésű leválasztott fehérjefragmensekből állnak, és ugyanolyan kemények és erősek, mint a pulykaburger tömbjei, miközben az ugyanolyan merev és apró kusza az agysejtekben alakul ki, és úgy néz ki, mint sodrott huzaldarabok. A plakkok és a gubancok ugyanazok a diagnosztikai hibák, amelyeket Alois Alzheimer német neurológus több mint egy évszázaddal ezelőtt megfigyelt, miközben mikroszkóp alatt megvizsgálta a nevét viselő betegségben szenvedő betegek boncoltatott agyát. Mindeddig azonban a tudósoknak nem sikerült egyetlen laboratóriumi modellben előállítani a rendellenesség mindkét elemét - nem a Petri-csészékben szaporodó sejtekben, sem a géntechnológiával módosított egerekben (amelyek csak plakkot képeznek, nem kusza). „Nagyon lelkes vagyok” - mondja Sam Gandy, a New York-i Mount Sinai Kognitív Egészségügyi Központ igazgatója. „Végül képesek vagyunk megszerezni az emberi patológia olyan főbb jellemzőit, amelyeket nem tudtunk újrafoglalni az egerekben. Ez egy nagy teljesítményű rendszer. ”
Tanzi és Kim laboratóriumában az agysejtek 3-D-ben növekednek egy tál kikötőben lévő génekben a családi Alzheimer-kór miatt. A mikroszkópok mindegyik képe eltérő fokú fókuszt mutat az idegcsoportra (zöld) és a mérgező amiloid plakkra (sárga / narancs). (Dr. Doo Yeon Kim és Dr. Rudolph Tanzi, Massachusetts Általános Kórház) Az áttöréses munka újabb fénypontja Tanzi nevetségesen gyümölcsöző karrierjének, amelyben szinte az összes olyan fontos gént legyőzte és elkülönítette, amelyről ismert, hogy az Alzheimer-kórral kapcsolatos. A fejlesztés azt is jelöli, hogy Kim egy kiemelkedő csillagnak van egy rendkívül versenyképes területen, és megerősíti azon meggyőződését, hogy a Dél-Korea biztonságának és ismertségének elhagyása évekkel ezelőtt volt a helyes lépés. „A feleségem akkoriban viccelte, ha az USA-ba megyünk, miért nem Hawaii? Az időjárás ott sokkal jobb, mint Bostonban ”- mondja Kim. „De a Harvardon úgy érzi, mintha minden központjában lennél.” Felesége, Dong Eun Lee, gyógyszerészként jó munkát végez. Lánya, Helena szereti amerikai középiskolás diákot lenni, és szabadon átlépheti a „gyógyszerészt” és a „tudósot” a szakmai törekvések listájából.
Az Alzheimer-tálhoz vezető út egy tálban gyakran nehézkes, átváltható és kétségbeesett, de végül Tanzi azt mondja: “az adatok maguknak szóltak, sőt még a riválisaim is lenyűgözöttek.” És Kim összes állításával kapcsolatban, amely az i-dotter játszásáról szól. Tanzi költészetéhez kritikus fogalmi ugrás nem Rudy, hanem Doo eredményeként jött.
„Idejönnek - mondja Kim -, ez volt a legjobb döntés, amit valaha hoztam.”
**********
Szükség van új kezelésekre. Becslések szerint ötmillió amerikai szenved Alzheimer-kórban, és ez a szám várhatóan megnégyszereződik a következő 30 évben. A legtöbb 65 év felettiek, és a betegség későn kezdődő formájában szenved, amely többszörös és még mindig rejtélyes hevederek és sértések következménye, amelyek évtizedekig szükségesek az agy leszereléséhez; de csak kis részük, körülbelül 5 százalékuk az örökletes Alzheimer-kór áldozatai, és olyan ritka genetikai mutációk egyikét hordozza, amelyek 50 éves vagy annál fiatalabbkor demenciát okozhatnak - az a személyes apokalipszis, amelyet Julianne Moore gyönyörűen ábrázol a Still Alice című filmben. . A nemzeti demencia terheinek kezelésével járó közvetlen költségek óriási, ma körülbelül 225 milliárd dollárt tesznek ki, és 2050-re várhatóan évi 1 billió dollárt fog elérni. Az Alzheimer-kóros betegek azonban ápolás nélkül nem tudnak megtenni: A betegség a krónikus feledékenység korai szakaszában halad előre, kérdések megismétlése, dolgok elvesztése és szorongóvá és ingerlékenyé válás, az inkompetencia fokozása a mindennapi feladatok során, például a vezetés vagy az otthoni út megtalálása, esetleg paranoidá fordul, olyan téveszmék által sújtva, hogy szeretteitek lopnak tőled vagy csalnak rád, segítségre van szükségük fürdéskor, ápoláskor, WC-bemenni vagy enni. "Átlagosan nyolc-tíz évig tart, de végül a beteg vegetatív állapotban van, képtelen járni vagy beszélni" - mondta R. Scott Turner, a Georgetown University memóriazavarok programjának igazgatója.
"Ha nem teszünk valamit ezzel, akkor meg fog bántani minket" - mondja Anne B. Young, a Mass General General korábbi neurológiai vezetője. "És azokat, akik nem szenvednek az Alzheimer-kórral, csak annyira érintik. akik megteszik. ”
**********
Paradox módon vagy megfelelő módon Tanzi kivételes emlékéről híres társainak. "Rudy az egyik leg részletesebben orientált emlékét kapta, amelyet valaha ismertem" - mondja Wilma Wasco, a Harvard neurogenetikusa. „Emlékszik azokra az újságokra, amelyeket 25 évvel ezelőtt elolvasta, kik voltak a szerzők, mit találtak, amit a lábjegyzetek mondtak - ami valójában nem jellemző.” Tanzi gyermekkorában tisztelte megtartó képességeit, miközben szülei orvosi átírási szolgálatánál dolgozott. Cranston, Rhode Island. "Megjegyzem mindezen orvosi kifejezéseket" - mondja. "Ez az, ami felkeltette érdeklődését az orvostudomány és a tudomány iránt."
A zenebe is beleszeretett. „9 éves koromban elkezdtem harmonikát játszani, mint egy jó olasz fiú” - mondja. Gyorsan javult. Apja nagyobb harmonikát vásárolt neki. Egy-két évvel később az apja megkérdezte: Tehát még mindig tetszik a harmonika? Igen, mondta fiatal Rudy. - Aztán megkérdezte, hogy mit gondolsz, hozhatnék-e neked majomot és poharat, hogy vele vehessek? - Apja próbálkozásánál Rudy más billentyűzetekre és jazzre ágazott. Vitte a zongorát, és elsajátította a Hammond orgonát, amely egy orgona elektronikus változata és nagyon nehéz játszani. "Nagyon furcsa hallani olyan jó embert, aki a Hammond orgonán van" - mondja Joe Perry, az Aerosmith vezető gitárosa. „Szeretem őt zavarni. Ő inspirál, hogy új dolgokat kipróbálhassak a gitáron. ”
Az Aerosmith-szel együtt felvett Tanzi kíséri az együttes vezető gitárosát, Joe Perry-t egy 2012. évi jótékonysági koncerten. (Jóvoltából Rudolph Tanzi) A Rochesteri Egyetemen Tanzi alapfokozatot szerzett mind a mikrobiológiában, mind a történelemben, történeti disszertációját Franz Mesmerről írta, egy 18. századi német orvosról, aki elősegítette az „állati mágnesesség” gondolatát, és akitől a mesmerizálás szóból származik. Tanzi továbbra is lenyűgözött - elmerült? - a valóság alternatív értelmezési módjaival. Rendszeresen olvassa el Carlos Castaneda misztikus alkotásait. Meditál, tiszta álmodozást gyakorol és együttműködik az új kor szupersztárjával, Deepak Chopra-val. Két könyvet írtak, amelyek ötvözik a népszerű tudományt és az önsegítettséget - a Szuper agy és az éppen megjelent Super Gének -, és csapatként utaznak a világon, a tudatosság természetéről beszélve. "A kutya és a póni együttes kiállítását készítjük" - mondja Chopra. „Nagyon reflektáló gondolkodó, és nyitottabb a holisztikus ötletekhez, mint a legtöbb tudós. Barátokká válunk. Mégsem hibázunk. Kutatásakor Chopra azt mondja: „Rudy nagyon aprólékos és nagyon óvatos az anyanyelvén. Rendkívül ambiciózus tudós. "Tanzi sok törekvése kapcsán Chopra azt mondja:" A tudomány az ő szerepe az első számban. "
Szuper gének
A New York Times bestseller "Super Brain" szerzői merészen megértik új génjeinket és azt, hogy az életmód egyszerű megváltoztatása hogyan fokozhatja a genetikai aktivitást. A „radikális jólét” felé történő ugrás egy ígéret, amely teljessé válik.
megveszA Harvardi Orvostudományi Egyetemen végzős hallgatóként Tanzi együtt dolgozott a genetikus James Gusella-val („az egyik hősöm” - mondja Tanzi), és 1983-ban csapatuk nemzetközi elismerést szerzett azért, hogy az első olyan tudósokká váljon, akik valaha megtaláltak egy a betegség vonása véletlenszerű halászattal az emberi genom zavaró megalopoliszán, megjelölt DNS-bitekkel. Gusella, Tanzi és munkatársaik, azóta szokásossá vált megközelítést alkalmazva, a Grosella, Tanzi és munkatársaik a 23 kromoszómapáros hely közül a 4. kromoszóma egy pontján rögzítették a Huntington-kór, az örökölt neurodegeneratív rendellenesség, amely Woody Guthrie népi énekes ölte meg a helyet a 4. kromoszómában. amelyek alkotják az emberi genomot, és szinte minden emberi sejt felzárkózik.
Ebből a karrieres karrierből Tanzi kartográfiai tehetségeivel a 21. kromoszóma megfejtéséhez fordult, amely, ha három példányban öröklődik, Down-szindrómát vált ki. Tanzi, amikor megtudta, hogy a Down-ban szenvedő emberek gyakran Alzheimer-kórt is eljutnak, rájött, hogy életét hívja. Keresse az Alzheimer-kórtól származó genetikai gyökereket, kezdve a 21. kromoszómának kínzó kapcsolatával. Feleségül vett endodontistát, elváltak, feleségül vette egy idegtudós orvost, Dora Kovacs nevét, jelenlegi feleségét. Van egy lányuk, Lyla, aki a második osztályban van. Minden hétvégén készít neki palacsintát. Egyszer, amikor Lyla fülgyulladást szenvedett, fül alakú palacsintát készített neki.
Az 1980-as évek vége óta Tanzi, kollégái és versenytársai három különféle gént azonosítottak, amelyek mutáns formában öröklődve elkerülhetetlenül az Alzheimer-kór korai kezdetű változatát eredményezik. (Az egyik valóban a 21. kromoszómán helyezkedik el, ezért a Down-szindrómás betegek rendszeresen Alzheimer-kórban is szenvednek.) A három génben található mutációk egyike sem jár közvetlenül a régi Alzheimer-kórban, de Mivel a betegek agyában hasonló mikroszkópos rendellenességek mozaikja van, függetlenül attól, hogy mikor fordul elő a betegség, a kutatók úgy vélik, hogy a betegség családi formáját öröklődő betegek mindenki számára releváns nyomokat tartanak.
A kutatók szerint a genetikai mutációk megrontják az agy képességét az alapvető fehérjék mindennapi kereskedelmének és feldolgozásának kezelésére. Ennek eredményeként az amyloid-béta-protein többletmennyisége, amelyet az agy általában védekezésként használ - valószínűleg a bakteriális fertőzés ellen - Tanzi kutatásai azt sugallják, nem öblítik el, vagy újrahasznosítják, hanem az agysejtek körüli plakkokká összegyűlnek. Egy másik protein, a tau, szintén gazemberré válik, és az idegsejtekben gubancra fordul. A neuronok közötti dendritikus kapcsolatok elhalványulnak, rövidzárlatos gondolat. A sérült agysejtek felgyulladnak, majd összeomlanak, mint egy apró, haldokló nap. Az agy 20, 30 százalékkal zsugorodik. Az én követi példáját.
De hogyan kezdődik pontosan a fehérjék nem megfelelő feldolgozása? A plakkok a legrosszabb elkövetők, vagy elvonják-e őket a valódi gazembertől, a kuszaktól vagy valami mástól? Ennél is fontosabb, hogyan lehet megállítani a folyamatot? A válasz megválaszolására a kutatóknak szükségük volt a betegség jó laboratóriumi utóképére, és még a kezelt három betegséggén esetében sem volt ilyen.
**********
Doo Yeon Kim, a sejtbiológia végzős hallgatójaként a Korea Felső Tudományos és Technológiai Intézetben, az ország legversenyképesebb egyetemeiben, idegenekkel telt el. "Nagyon bonyolultak és nagyon különböznek a test többi sejtjétől" - mondja. "Azt hittem, alapvető sejtbiológiát fogok készíteni az idegsejteken, hogy megértsék viselkedésüket. Megvizsgálom a neurodegeneratív betegségeket, hogy megértsék, hogyan halnak meg. ”Dél-Koreában kevés idegtudós volt, akiknél dolgozni kellett volna, de Kim magához szorította. A számítógépes elemzés segítségével azonosított egy gént, amely szerinte fontos szerepet játszhat az Alzheimer-kórban. "Valaki azt mondta nekem, hogy igen, ez egy gén, amelyet Rudy Tanzi jelenleg tanulmányoz" - mondja Kim. „Rudy nagyon népszerű volt Dél-Koreában, egy igazi csillag. Gondoltam, talán meg kellene próbálnom vele dolgozni. Kim e-mailt küldött Tanzinak, hogy álláshelyet kérjen a laboratóriumában. Kim nem várt sok reményt. Úgy gondolta, hogy egy olyan srácot, mint Tanzi, bónuszok és érvek bombázzák. "Nem gondoltam, hogy hallok róla" - mondja Kim. - Egy nap alatt visszajött hozzám. Azt mondta, azt hiszem, jól nézel ki.
**********
Tanzi egy jobb modellt akart az Alzheimer-kór megértésére. Bizonyítékot szerepelt arra a hipotézisére is, miszerint a béta amyloid felesleges volt a betegség középpontjában: hogy nem csak plakkokat okozott, hanem azáltal is, hogy megkönnyíti a tau fehérje romlását, és a kusza is megérintette. Se Hoon Choi, az akkori Tanzi laboratóriumi posztdoktorátus emlékezett egy találkozóra, amikor Tanzi szó szerint azt mondta: Nem lenne jó bemutatni, hogy az amiloid szekréció tau patológiát okoz? "Rudy sok viccet tesz" - mondja Choi -, de ők enni tudnak enni. "
Kim meg akarta próbálni a kezét az Alzheimer-kór modellezésében. Ő, Choi és Tanzi megvitatták a lehetséges megközelítéseket. Úgy döntöttek, hogy emberi neuronokat használnak, ez egy kockázatos megközelítés: Az ilyen sejtek ritkán maradnak fenn a Petri-csészékben a szükséges hosszú távra. Szerencsére egy másik dél-koreai fiatal kutató, Young Hye Kim (nincs kapcsolatban Doo-val) két évre csatlakozik a laboratóriumba, és garantáltan visszatér a következő munkába: Megengedheti magának, hogy a projektre összpontosítson, anélkül hogy félne szakmai jövőjétől. ha bebizonyítja, hogy flop van.
A kutatók az őssejtekből származó emberi neuronokkal kezdték, egy rétegben eloszlatva őket tenyésztő edényekben, és tápanyagokba csomagolt folyadékban fürdik őket. Ezután speciálisan kifejlesztett vírusokat használták, hogy két különböző családi Alzheimer-gén mutáns másolatait szállítsák az egyes sejtekbe. A neuronok virágzott. Megbízható sejtvonalakká nőttek fel. Nagyon szép. De az idő telt el, és a sejtek nem csináltak semmit. Nincs plakk jele. Nem a kusza nyoma. "Meg tudtam mondani, hogy Young valóban depressziós lett" - mondja Kim. - Javasolnék valamit, azt mondta: Miért zavarja? Semmi különbséget nem fog tenni.
Kim akkor volt az agyvihar, ha akarsz. Talán a probléma a folyékony közeg, gondolta. Talán annak szükségessége, hogy három naponta megváltoztassa, minden kétes fehérjét elmosott, amelyet a sejtek szekretálhatnak, mielőtt ezeknek a fehérjéknek esélyük volt, hogy plakkokba tapadjanak. "Doo nagyon egyszerű megfigyelést tett" - mondja Tanzi. „Az agy nem folyadékból készül. Ez egy gél. ”A kutatók a sejteket az ételekről a géllel töltött kis üregekbe helyezték. A paraméterekkel hegedtek. A sejtek boldogabbnak tűntek, mint valaha, és tollas dendriteket képeznek, amelyek mérhető elektromos jelekkel pulzáltak. Hat hét telt el, és a kutatók saját rohanást kaptak.
A konfokális mikroszkópon keresztül egyértelmû kép: A sejtek plakkot képeztek. "Nem tudtam elhinni, amit láttam" - mondja Tanzi. Készen álltak egy cikk kiadására a plakkok in vitro kialakításáról. Még két hét telt el. Young Hye ellenőrizte a sejteket, mintát vett a fehérje-tömbökből. "Izgatottan felhívott nekem" - mondja Kim. „Ez volt az első és az utolsó alkalom, amikor a keresztnevemet használta.” Doo! Gyere gyorsan! Vannak kusza a tau! - Ez volt az egyik ritka aha! pillanatok a tudományban ”- mondja Tanzi.
Hamarosan újabb diadal történt. A kutatók kimutatták, hogy ha az antitestekkel blokkolják a béta amyloid kibocsátást, a sejtek nemcsak nem képesek plakkok kialakulására, hanem kuszokat sem képeznek. "A lehető legjobb módon érvényesítették azt az elképzelést, hogy az amyloid rendellenességek vezetik az Alzheimer-kórt" - mondta Dennis Selkoe, az Alzheimer-kutatás másik kutatója a Harvard Medical School-ban.
Tanzi és mások szerint most olyan gyógyszerekre van szükségünk, amelyek modulálhatják a béta amiloid termelést. Ne zárja le teljesen, mondja Tanzi. "Olyan, mint a koleszterin" - mondja. "Csak azt akarja, hogy tárcsázza." Szükségünk van egy sztatin ekvivalensére - mondja - gyógyszerek, amelyek gátolják az agy plakkjait, ugyanúgy, mint a sztatinok segítik a plakk eltávolítását az erekből. Tanzi most együttműködik a Cure Alzheimer Fund-szal egy olyan kezdeményezésen, amely szinte minden FDA által jóváhagyott gyógyszert átvizsgál. "Legyen szó asztmáról vagy hátfájásról, láthatjuk, hogy működik-e a rendszerünkben a plakkok és kusza ellen" - mondja. "Tízszer gyorsabb és százszor olcsóbb, mint ugyanazokkal a tesztekkel egérben."
**********
Az Alzheimer-kór egy edényben még mindig új, és még nem tett jele a kezelésnek. Időközben azok számára, akik tanácsokat kérnek arról, hogyan kell az agyukat fiatalon tartani, Tanzi és mások egyetértenek a következő lépésekben: Vegyen sok testmozgást. Aludj éjjel hét vagy nyolc órát. "A mély, lassú hullámú alvás alatt az agy tisztítja meg a törmeléket" - mondja Tanzi. Egyél egészséges, mediterrán stílusú étrendet. És folytasd a tanulást, építsd fel azt, amit Tanzi „szinaptikus tartaléknak” hív. Soha nem késő megtanulni a zongorát. Nincs szüksége Bösendorferre. Bármely clunker megteszi.
