Зачем Рита Леви-Монтальчини устроила дома подпольную лабораторию, как выглядит конкуренция между нервными клетками и есть ли связь между продолжительностью жизни и темой научной работы? Лекция нейробиолога Натальи Гуляевой — одна из историй гида «Рассеянные люди», посвященного научным открытиям еврейских ученых XX века. Этот проект мы подготовили в партнерстве с Благотворительным Фондом «Российский еврейский конгресс» при финансовой поддержке АО КБ «Индустриальный Сберегательный Банк».

Рита Леви-Монтальчини написала много статей и много книг. Очень популярна и выдержала много изданий ее автобиографическая книга «Хвала несовершенству». Рита Леви-Монтальчини дала такое название своей автобиографической книге, и это четко показывает нам, что вся ее жизнь была большой длинной попыткой совершенствования мира вокруг себя и совершенствования себя самой.

Рекомендуем по этой теме:
14847
5 книг об ученых XX века

Рита Леви-Монтальчини родилась в Турине в 1909 году. Она была четвертым ребенком в семье, младшенькие она и ее сестра-близнец Паола, которая стала достаточно крупным и известным художником. Отец — инженер, мама — художник — вот такая интересная семья. И отец очень хотел, чтобы Рита хорошо вышла замуж, имела хорошую семью и рожала детей. Уже в очень молодом возрасте Рита Леви-Монтальчини сказала, что она не выйдет замуж, семья ее не интересует, она пойдет учиться. И после очень тяжелой смерти от рака одного из друзей семьи она выбрала для себя специальность на всю жизнь: пошла учиться в Туринский университет и окончила его как доктор, хирург, в 1936 году. И она осталась работать в Туринском университете, начала очень интересную научную работу. Но в 1938 году Муссолини издал закон о запрете на профессию для лиц неарийской национальности, и она вынуждена была уйти из университета.

И дальше произошло то, что, наверное, уникально: она оборудовала лабораторию для исследований у себя дома, в спальне. Более того, ее учитель по университету Джузеппе Леви — однофамилец, а не родственник — работал с ней в этой домашней лаборатории, поскольку по той же причине был вынужден покинуть университет. И до 1943 года Рита Леви-Монтальчини работала в своей домашней лаборатории в спальне на куриных эмбрионах.

1943 год, Гитлер вошел в Италию, и тут уже, конечно, речь шла о спасении жизни. Вся семья Риты Леви-Монтальчини скрылась во Флоренции. Семью спрятали до момента ухода гитлеровцев. В 1945 году она возвращается в Турин и пишет Виктору Гамбургеру, профессору Вашингтонского университета, работы которого она изучала и повторяла у себя в своей домашней лаборатории. Пишет о своем интересе к его исследованиям. Он отвечает ей, приглашает на полгода постажироваться у себя в лаборатории. Полгода превратились в тридцать лет, потому что Рита Леви-Монтальчини в течение этого времени работала в Вашингтонском университете, стала там полным профессором. И те ее достижения, о которых мы будем говорить и которые легли в основу Нобелевской премии, начались с работ примерно 1952 года, когда начались исследования нейротрофического фактора, фактора роста нервов.

Параллельно в 1962 году она организует лабораторию в Риме, а потом еще и институт. Руководит лабораторией и институтом в Риме, работает профессором в Вашингтонском университете. В 1986 году получает Нобелевскую премию. В 2001 году ее выбирают пожизненным сенатором Италии. В 2002 году она организует Европейский институт исследования мозга и руководит им. И умирает в 2012 году в возрасте 103 лет. Это, что называется, сухая биография Риты Леви-Монтальчини. Можно посмотреть на фотографии ее в студенческом возрасте и далее, и это молодая красивая женщина, научный сотрудник. И самая распространенная и популярная ее фотография — это когда ей было уже под сто лет. Столетний юбилей праздновали в сенате Италии, поскольку она была пожизненным сенатором. Она подняла бокал и сказала: «Сейчас мне сто лет, и мой мозг работает лучше, чем в двадцать». И очень похоже, что так оно и было.


Рита Леви-Монтальчини в лаборатории

А вот теперь мы немного поговорим о науке. Как началось исследование Риты Леви-Монтальчини? В 1934 году, и об этом узнала молодая студентка Рита Леви-Монтальчини, Виктор Гамбургер, профессор Университета Вашингтона, обнаружил на куриных эмбрионах и цыплятах, что удаление конечности приводит к уменьшению числа сенсорных и моторных нейронов в спинном мозге. О чем говорил этот эксперимент? Что ткань, конечность регулирует выживание нейронов — нейронов спинного мозга. И далее он показал, что трансплантация дополнительной конечности куриному эмбриону как раз приводит к увеличению числа сенсорных и моторных нейронов в спинном мозге. То есть вы усилили мишень, ткань-мишень, и автоматически вы усилили ее иннервацию.

Виктор Гамбургер вообще родился в Германии, в Силезии, но тоже сбежал от фашистского режима в 1936 году и с тех пор работал всю жизнь в Вашингтонском университете. Рита Леви-Монтальчини, работая в своей спальне на куриных эмбрионах, воспроизводя опыты Виктора Гамбургера вместе со своим бывшим начальником Джузеппе Леви, предположила, что полученные от иннервируемой ткани сигналы поддерживают дифференцировку нейронов. И в 1949 году, когда Рита Леви уже работала с Гамбургером, они вдвоем повторили эксперименты с конечностями и подтвердили гипотезу нейротрофического регулирования.

В 1953 году Гамбургер и Рита Леви-Монтальчини показали, что нейротрофический фактор, который они назвали фактор роста нервов (NGF, nerve growth factor), отвечает за выживание нейронов. И в 1960 году бывший студент лаборатории Гамбургера (по крайней мере, когда Рита Леви в 1946 году приехала туда, он был студентом) Стенли Коэн выделил фактор роста нервов, получил к нему антитела и, что самое важное, продемонстрировал терапевтический потенциал фактора роста нервов, что, конечно, было очень важно для потенциального практического применения этого вещества.

Хочу обратить ваше внимание на то, что все три ученых, которые внесли существенный вклад в эту работу, были долгожителями: Виктор Гамбургер не дожил нескольких месяцев до 101 года, Рита Леви-Монтальчини прожила 103 года, Стенли Коэн 1922 года рождения, он жив и здравствует и поныне.

Итак, гипотеза Риты Леви-Монтальчини, которая объяснила эксперименты Гамбургера и ее собственные эксперименты, была очень простая. Иннервируемые части органа (то есть ткань, которая иннервируется) выделяют ограниченное количество факторов выживания, и именно они определяют баланс между размером этого органа и количеством нейронов, которые иннервируются. Стимулированная ткань синтезирует и высвобождает нейротрофические факторы, и нейроны конкурируют — и это ключевое слово — за доступ к ним. Выжившие нейроны образуют функциональные связи, а остальные отмирают. И тем самым Рита Леви-Монтальчини объяснила не только те факты, которые они с Гамбургером получили, — она объяснила еще одну совершенно загадочную вещь, которая обсуждалась нейробиологами много лет.

Мы же знаем, что, когда происходит внутриутробное и раннее постнатальное развитие мозга, образуется много нейронов, а потом они умирают. Причем в зависимости от вида оценка такая: от 50 до 70% нейронов не выживает, их уже нет во взрослом организме. Функционально объяснимо: наверное, они нужны на каких-то ранних этапах развития, а потом они не нужны — они отмирают. А вот каков механизм, почему они отмирают? И Рита Леви-Монтальчини объяснила: на них просто не хватает нейротрофических факторов. То есть в развивающемся мозге идет конкуренция за нейротрофический фактор.

Гипотеза, сформулированная для довольно узкой линии экспериментов, оказалась настолько широка, что позволила объяснить еще многие вещи, ранее не объясненные. И очень красиво выглядят микрофотографии симпатических нейронов цыпленка, выращенных Ритой Леви-Монтальчини и Виктором Гамбургером. Голая клетка в культуре, и, как только к ней добавляют экстракт нервной ткани, она буквально за часы начинает давать отростки, и получается такая густая, волосатая клетка. Потом, конечно, когда очистили до гомогенного состояния фактор роста нервов, эти опыты воспроизвели и показали, что так же действует фактор роста нервов, как и экстракт.

После получения Нобелевской премии Рита Леви продолжала эксперименты в разных параллельных областях. Но, конечно, самое большое ее открытие — это фактор роста нервов. Ее попросили написать книгу, в которой она собрала все свои статьи, исследования и комментарии, касающиеся открытия фактора роста нервов, и она назвала эту книгу «Сага о факторе роста нервов».

Рекомендуем по этой теме:
14216
Главы | Собирание воспоминаний

Комментируя свою Нобелевскую премию в 1986 году, Рита Леви-Монтальчини написала следующие слова, которые в значительной степени определили судьбу и использование ее открытия: «Поскольку гибель клеток нейрональной популяции может быть связана со сниженным уровнем нейротрофических факторов, таких как фактор роста нервов, поддержание их уровня за счет действия внешних факторов или стимуляции эндогенной продукции фармакологическими препаратами может открыть перспективные подходы к терапии». Это тоже вещая, что называется, фраза, которая сегодня и реализуется многими коллективами, в том числе в клинике.

Каков же итог? Что мы имеем на сегодня в результате открытия Риты Леви-Монтальчини? Сегодня мы знаем более ста нейротрофических факторов, которые имеют отношение к двадцати разным структурным семействам. Это принципиальная группа белковых факторов, которые могут работать как нейротрофические или в целом трофические. Нет ткани, в которой бы не было этих факторов. Другое дело, что, конечно, точные механизмы функционирования этих факторов мы не знаем. Но первое семейство — нейротрофины, которые Рита Леви-Монтальчини открыла первым в мире нейротрофическим фактором, а именно фактором роста нервов, — и следующий нейротрофический фактор, выделенный из мозга, — brain-derived neurotrophic factor (BDNF) — сегодня очень популярны среди исследователей в области нейробиологии и фундаментальной медицины и являются клиническими маркерами для многих заболеваний.

Исследования потенциала и путей регуляции нейротрофических факторов фармакологически и нефармакологически — это сегодня самая мощная и самая перспективная ветвь исследований в фундаментальной медицине, связанной с нейробиологией. А это означает исследования заболеваний мозга, в частности нейродегенеративных: болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, бокового амиотрофического склероза и так далее.