W zeszłym miesiącu firma biotechnologiczna z Filadelfii rozpoczęła badania kliniczne, które mogą zrewolucjonizować nasze rozumienie, co to znaczy być martwym. Za zgodą etyczną Niezależnej Komisji Etyki Bioquark leczył dwudziestu pacjentów w szpitalu Anupam w Indiach, których mózgi uznano za klinicznie martwe po ciężkim urazie mózgu. Dzięki arsenałowi najnowocześniejszych, ale tajemniczych terapii - komórkom macierzystym, cząsteczkom bioaktywnym, stymulacji mózgu i rdzenia kręgowego - zespół ma nadzieję wskrzesić część podstawowych funkcji mózgu pacjentów z zamiarem osiągnięcia najlepszego możliwego wyniku: odzyskania zdolności samodzielnego oddychania.
Wyniki powinny stać się znane w niezwykle krótkim czasie - 15 dni.
Jeśli Twoja pierwsza reakcja była zaskoczeniem, nie jesteś sam. Co to jest: efekt Lazarusa, efekt Frankensteina, The Walking Dead? A może jakaś kampania wirusowa na nadchodzący horror?
Nie całkiem. Zadaniem Bioquarka jest oszukiwanie śmierci. To właśnie zostanie zrobione w ramach niezwykle ambitnego projektu ReAnima. Zobaczmy, jak to się potoczy.
To niesamowite słowo: śmierć
Najczęściej wyobrażamy sobie śmierć jako rodzaj przełącznika: oto jesteś, a za minutę nic nie ma, światło zgasło.
Ale to tylko karykatura procesu umierania: nawet po zatrzymaniu bicia serca i oddechu iskry aktywności mózgu mogą wybuchać przez długi czas. W niektórych przypadkach nawet pacjenci w głębokiej śpiączce - niezdolni do samodzielnego oddychania - mogą zachować proste reakcje odruchowe. Ich fale mózgowe, nieregularne lub słabe, są nadal monitorowane w EEG.
Film promocyjny:
Natomiast śmierć mózgu jest wszystkim, koniec. Taka diagnoza sygnalizuje całkowite i nieodwracalne zniszczenie mózgu, w tym pnia mózgu. Osoby z martwym mózgiem nie są w śpiączce ani w stanie wegetatywnym. Nie mają nadziei na spontaniczne wyzdrowienie. Oni są martwi.
W wielu krajach na całym świecie takie tematy są klasyfikowane jako „żywe zwłoki” (zwłoki), mówi Ira Pastor, dyrektor generalny Bioquark (aby uniknąć nieporozumień, jest to mężczyzna). Ale ta definicja ma problem.
W teorii śmierć mózgu jest wysoce obiektywnym i ściśle zdefiniowanym stanem chorobowym, który ma ogromne konsekwencje prawne. Lekarze postrzegają śmierć mózgu u pacjentów jako ostateczny sygnał - czas pociągnąć za pępek, pomyśleć o oddaniu narządów i zaprosić bliskich do pożegnania.
W praktyce śmierć mózgu wcale nie jest taka prosta. Pastor mówi, że między głęboką śpiączką a śmiercią mózgu istnieje duża „szara strefa”. Jedną z przyczyn „nieodwracalności” takiej śmierci jest uzależnienie od technologii. Przez wieki brak oddechu i tętna były oznakami śmierci, ale wynalezienie maszyn podtrzymujących życie i technik resuscytacji zatarło tę linię.
Biorąc pod uwagę taki historyczny precedens, czy naprawdę można mówić o nieodwracalności śmierci mózgu?
Chociaż śmierć mózgu może wydawać się rodzajem definicji śmierci opartej na podstawach medycznych, jej kryteria zostały po raz pierwszy sformułowane pod koniec lat sześćdziesiątych, na długo przed tym, jak neuronaukowcy zajęli się poważnymi badaniami nad świadomością i osobowością. Dlatego śmierć mózgu nie uwzględnia najnowszych postępów w neurochirurgii, najnowszych technologii i metod, takich jak pomiar uwalniania neuroprzekaźników.
Proces diagnozowania śmierci mózgu jest bardzo staromodny. Lekarz może nakłuć pacjenta igłą, aby sprawdzić receptory bólu, sprawdzić, czy dwutlenek węgla powoduje spontaniczne oddychanie, spróbować wykryć oznaki aktywności elektrycznej w mózgu za pomocą elektroencefalografii (EEG). Ale żadne z tych środków nie może jednoznacznie stwierdzić, że pacjent nie wróci.
Chociaż śmierć mózgu jest nieodwracalna, nie można jej zmierzyć, mówi Pastor. W rzadkich przypadkach lekarze się mylą. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat miało miejsce kilkadziesiąt przypadków samoistnego „wskrzeszenia” pacjentów z martwym mózgiem, głównie dzieci i młodych dorosłych. Jedna młoda kobieta nawet pomyślnie urodziła po zdiagnozowaniu śmierci mózgu.
„Chociaż te przypadki są kontrowersyjne i są wynikiem złej diagnozy, uważamy, że podkreślają one brak bieli i czerni w sferze poważnego upośledzenia świadomości” - mówi Pastor. Jest to główna zachęta dla naukowców do realizacji tego niszowego programu.
Narzędzia Lazarus
Jak zdobyć martwy mózg?
Pacjenci w naszym badaniu cierpią z powodu ciężkiej i rozległej śmierci neuronów, wyjaśnia Pastor. Integralność aksonów - długich projekcji, których neurony używają do komunikowania się ze sobą - zanika i konwencjonalne przetwarzanie sygnałów już nie działa.
Alternatywnie możesz spróbować uratować to, co zostało, na przykład naprawić zepsute słuchawki, związując pozostałe przewody. Jednak każda próba naprawy martwego mózgu będzie prawdopodobnie wymagać części zamiennych - nowo wyhodowanych komórek mózgowych, które zastąpią te utracone podczas urazu. Ponadto komórki potrzebują sprzyjających warunków do wzrostu i integracji z istniejącymi obwodami mózgowymi.
Bioquark zrobi jedno i drugie.
„Sekretny sos” zespołu to połączenie bioaktywnych cząsteczek i mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC). MSC znajdują się praktycznie we wszystkich tkankach i od dziesięciu lat są stosowane w terapii zastępowania komórek. Chociaż nie przeprowadzono takich badań na ludziach, wstępne badania na gryzoniach z urazowym uszkodzeniem mózgu wykazały, że przeszczepione MSC integrują się z mózgiem i pomagają poprawić regenerację motoryczną i poznawczą.
Badając skrajne etapy śmierci mózgu, Pastor i naukowcy mają nadzieję znaleźć wyjątkowy wgląd w umierający mózg. Przeszczep komórek macierzystych nie jest niczym nowym, ale Bioquark chce pójść o krok dalej: uzbrojeni w bioaktywne cząsteczki naukowcy mają nadzieję na stworzenie mikrośrodowiska w mózgu, które ułatwi „epimorficzną regenerację”, czyli proces odrastania brakującej części ciała.
Kiedy dorosły doznaje kontuzji fizycznej, takiej jak utrata palca, nasze ciało reaguje tworzeniem tkanki bliznowatej. Domyślną odpowiedzią jest leczenie, a nie regeneracja. Jednak podczas wczesnego rozwoju embrionalnego uszkodzenie tkanki wyzwala masywną i wysoce skoordynowaną reakcję, która chroni organizm przed stanami zapalnymi i bliznami. Zamiast paskudnej blizny ludzki płód może naprawić utraconą tkankę, podobnie jak płazińce mogą regenerować odcięte głowy (a może nawet zachować wspomnienia z poprzedniej głowy!).
Wiele z tego procesu obejmuje rekrutację ogromnych ilości lokalnych komórek, które pomagają naprawie tkanki. I to nie tylko komórki macierzyste. W wielu przypadkach dorosłe komórki tracą swoją tożsamość i wracają do stanu komórek macierzystych. W ten sposób organizm „przetwarza” te komórki, aby wspomóc regenerację tkanek.
Ten proces jest całkiem naturalny w organizmie płodu - mówi Pastor. Dlaczego nie podjąć i naśladować tego procesu, zmuszając mózg dorosłego do porzucenia blizny na rzecz regeneracji? Poprzednie badania przeprowadzone przez Bioquark wykazały, że ten proces regeneracji opiera się na bioaktywnych cząsteczkach, które można wyekstrahować z jaj płazów.
Wyekstrahowane bioaktywne składniki, głównie mikroRNA i białka, mogą przeprogramować uszkodzone komórki do stanu komórek macierzystych, jak napisali naukowcy w patencie z 2014 roku. Komórki macierzyste odgrywają nawet rolę drugorzędnych graczy. - Istnieją obawy, że ich rola może być przesadzona - powiedział Pastor. Kładą również większy nacisk na ekstrakty morfogenetyczne. Jednak opublikowano stosunkowo niewiele prac na temat wiodącego ekstraktu chemicznego, mieszaniny bioaktywnych cząsteczek o egzotycznej nazwie BQ-A, w zwierzęcych modelach śmierci mózgu.
Problem polega na tym, że takich modeli jest niewiele i wszystkie są daleko od siebie, a niektóre są całkowicie egzotyczne, jak zatruwanie świń tlenkiem węgla - wyjaśnia Pastor. „Unikamy takich modeli i zamiast tego skupiamy się na modelach urazowego uszkodzenia mózgu i rdzenia kręgowego we wstępnych badaniach”.
Przede wszystkim naukowcy przetestują siłę tych ekstraktów, czy mogą zresetować ludzki mózg. Pastor podkreśla, że badanie powinno wykazać najbardziej podstawową funkcję pnia mózgu po leczeniu - tu szept elektryczny, tam chmura neuroprzekaźników.
Oprócz terapii komórkowej Bioquark planuje również wykorzystanie technik stymulacji mózgu, aby włączyć BQ-A. Techniki te, w tym stymulacja nerwu pośrodkowego i przezczaszkowa stymulacja laserowa, są często stosowane w leczeniu śpiączki i innych zaburzeń świadomości z różnym skutkiem.
Po co używać tak wielu różnych metod? Cóż, Bioquark chce od razu wiedzieć, co działa, a co nie.
Pastor dostrzega dwie główne wady obecnych modeli leczenia i zapobiegania chorobom. Po pierwsze, są bardziej skoncentrowani na leczeniu późnych objawów, a nie na ich przyczynie. Po drugie, często stosuje się podejście polegające na ograniczaniu choroby do jednej przyczyny, aw konsekwencji do jednego leku.
„Regeneracja epimorficzna jest z natury wieloaspektowa i obejmuje wiele mechanizmów, które działają synergicznie” - mówi Pastor. „Aby przeprowadzić tak złożoną inicjatywę, warto oczywiście porzucić pojęcie„ magicznej srebrnej kuli”(która nigdy nie będzie) na rzecz kombinacji”.
Reanimacja
„Chociaż pełne wyzdrowienie jest rzeczywiście naszą długoterminową wizją, nie jest głównym celem ani głównym punktem końcowym pierwszego badania” - mówi Pastor. Pierwszym planem w harmonogramie będzie wznowienie niezależnego oddychania. W najbliższym czasie prawie nie zobaczymy budzącego się martwego mózgu.
Ale jeśli leczenie zadziała, możemy stanąć przed drażliwym filozoficznym pytaniem o tożsamość osobistą. Zdaniem bioetyka, dr. Andersa Sandberga, „nietrudno sobie wyobrazić, że takie leczenie nie przywróci całkowicie mózgu: wspomnienia, osobowość i funkcje mogą zostać utracone, zamknięte lub zastąpione nowo wyrosłą tkanką”.
W takim przypadku osoba oczywiście nie odniesie korzyści z leczenia - zostanie zastąpiona przez kogoś podobnego, ale innego. To jednak scenariusz na odległą przyszłość, która może się w ogóle nie wydarzyć. W końcu proponowane terapie mają charakter eksperymentalny, a zdolność regeneracyjna mózgu może być nadmiernie ograniczona.
Ale Pastor widzi wartość w swoich wysiłkach, nawet jeśli zawodzą.
„Jest rzeczą oczywistą, że jest to nietknięty obszar odkryć i rozwoju. Nawet jeśli spojrzeć na szerszą klasę „zaburzeń psychicznych”, jest to obszar, w którym jest niewiele badań interwencyjnych lub nie ma ich wcale”- mówi Pastor. Jest to szczególnie widoczne, gdy rozważa się bardziej „tradycyjne” zaburzenia neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera czy Parkinsona.
„Wierzymy, że wszelkie badania, które przeprowadzimy w tym kierunku, będą nieocenione w przypadku wszystkich tych chorób” - mówi naukowiec. Lazarus czy Frankenstein?
ILYA KHEL