Vorige maand begon een biotechbedrijf in Philadelphia met klinische proeven die een revolutie teweeg zouden kunnen brengen in ons begrip van wat het betekent om dood te zijn. Na ethische goedkeuring te hebben gekregen van de onafhankelijke ethische commissie, heeft Bioquark twintig patiënten behandeld in het Anupam Hospital in India, van wie werd aangenomen dat de hersenen klinisch dood waren na ernstig traumatisch hersenletsel. Met een arsenaal aan geavanceerde maar tot dusver cryptische therapieën - stamcellen, bioactieve moleculen, stimulatie van de hersenen en het ruggenmerg - hoopt het team delen van de basale hersenfuncties van patiënten nieuw leven in te blazen, met de bedoeling het best mogelijke resultaat te bereiken: hun vermogen om zelfstandig te ademen herwinnen.
De resultaten zouden in zeer korte tijd bekend moeten worden - 15 dagen.
Als uw eerste reactie een verrassing was, bent u niet de enige. Wat is het: het Lazarus-effect, het Frankenstein-effect, The Walking Dead? Of misschien een soort virale campagne voor een aanstaande horrorfilm?
Niet echt. Het is de taak van Bioquark om de dood te bedriegen. Dit is wat er zal gebeuren binnen het ongelooflijk ambitieuze project ReAnima. Laten we eens kijken hoe dit zal verlopen.
Dit is een geweldig woord: dood
Meestal stellen we ons de dood voor in de vorm van een soort schakelaar: hier ben je, en binnen een minuut is er niets, het licht is uit.
Maar dit is slechts een karikatuur van het stervensproces: zelfs nadat de hartslag en de ademhaling zijn gestopt, kunnen de vonken van hersenactiviteit lange tijd oplaaien. In sommige gevallen kunnen zelfs diep comateuze patiënten - die niet zelfstandig kunnen ademen - eenvoudige reflexreacties behouden. Hun hersengolven, grillig of zwak, worden nog steeds gecontroleerd op het EEG.
Promotie video:
Hersendood daarentegen is alles, einde. Zo'n diagnose duidt op de volledige en onomkeerbare vernietiging van de hersenen, inclusief de hersenstam. Mensen met hersendood zijn niet in coma of in vegetatieve toestand. Ze hebben geen hoop op spontaan herstel. Ze zijn dood.
In veel landen over de hele wereld worden dergelijke onderwerpen geclassificeerd als "levende lijken" (kadavers), zegt Ira Pastor, CEO van Bioquark (om verwarring te voorkomen: dit is een man). Maar deze definitie heeft een probleem.
In theorie is hersendood een zeer objectieve en strikt gedefinieerde medische aandoening met enorme juridische gevolgen. Artsen zien hersendood bij patiënten als het laatste signaal: het is tijd om aan de koord te trekken, na te denken over orgaandonatie en familieleden uit te nodigen om afscheid te nemen.
In de praktijk is hersendood helemaal niet zo eenvoudig. De pastoor zegt dat er een groot grijs gebied is tussen diepe coma en hersendood. Een van de redenen voor de "onomkeerbaarheid" van een dergelijke dood is afhankelijkheid van technologie. Eeuwenlang waren gebrek aan adem en pols tekenen van overlijden, maar de uitvinding van levensondersteunende machines en reanimatietechnieken vervaagde die lijn.
Is het, gegeven zo'n historisch precedent, mogelijk om te praten over de onomkeerbaarheid van hersendood?
Hoewel hersendood misschien een medisch gefundeerde definitie van dood lijkt, werden de criteria voor het eerst gevormd aan het eind van de jaren zestig, lang voordat neurowetenschappers zich verdiepten in serieus onderzoek naar bewustzijn en persoonlijkheid. Daarom houdt hersendood geen rekening met de laatste ontwikkelingen op het gebied van neurochirurgie, de nieuwste technologieën en methoden, zoals het meten van de afgifte van neurotransmitters.
Het diagnosticeren van hersendood is erg ouderwets. Een arts kan een patiënt met een naald prikken om pijnreceptoren te controleren, kijken of koolstofdioxide spontane ademhaling veroorzaakt, proberen tekenen van elektrische activiteit in de hersenen te detecteren met behulp van elektro-encefalografie (EEG). Maar geen van deze maatregelen kan afdoende zeggen dat de patiënt niet zal terugkeren.
Hoewel hersendood onomkeerbaar is, is het niet meetbaar, zegt Pastor. In zeldzame gevallen hebben artsen het bij het verkeerde eind. In de afgelopen decennia zijn er enkele tientallen gevallen geweest van spontane "wederopstanding" van hersendode patiënten, voornamelijk kinderen en jonge volwassenen. Een jonge vrouw is zelfs met succes bevallen nadat de diagnose hersendood was gesteld.
"Hoewel deze gevallen controversieel zijn en het resultaat zijn van een slechte diagnose, denken we dat ze de afwezigheid van wit en zwart benadrukken op het gebied van ernstige bewustzijnsverlies", zegt Pastor. Dit is de belangrijkste stimulans voor wetenschappers om dit nicheprogramma voort te zetten.
Lazarus Tools
Hoe kom je aan een dood brein?
De proefpersonen in onze studie lijden aan ernstige en uitgebreide neuronale dood, legt Pastor uit. De integriteit van axonen - lange projecties die neuronen gebruiken om met elkaar te communiceren - vervalt en normale signaalverwerking werkt niet meer.
Als alternatief kunt u proberen te redden wat er nog over is, zoals het repareren van een kapotte hoofdtelefoon door de resterende draden vast te maken. Maar elke poging om een dood brein te repareren, zal waarschijnlijk vervangende onderdelen nodig hebben - nieuw gegroeide hersencellen om de cellen te vervangen die tijdens het trauma verloren zijn gegaan. Bovendien hebben cellen een omgeving nodig om te groeien en te integreren in bestaande hersencircuits.
Bioquark doet beide.
De "geheime saus" van het team is een combinatie van bioactieve moleculen en mesenchymale stamcellen (MSC's). MSC's worden in vrijwel alle weefsels aangetroffen en worden al tien jaar gebruikt bij celvervangende therapie. Hoewel dergelijke onderzoeken niet zijn uitgevoerd bij mensen, hebben voorlopige onderzoeken bij knaagdieren met traumatisch hersenletsel aangetoond dat getransplanteerde MSC's in de hersenen worden geïntegreerd en het motorische en cognitieve herstel helpen verbeteren.
Door de extreme stadia van hersendood te bestuderen, hopen Pastor en wetenschappers unieke inzichten te vinden in het stervende brein. Stamceltransplantatie is niets nieuws, maar Bioquark wil nog een stap verder gaan: gewapend met bioactieve moleculen hopen de onderzoekers een micro-omgeving in de hersenen tot stand te brengen die "epimorfe regeneratie", het proces waarbij een ontbrekend lichaamsdeel teruggroeit, zal vergemakkelijken.
Wanneer een volwassene lichamelijk letsel oploopt, zoals het verliezen van een vinger, reageert ons lichaam door littekenweefsel te vormen. Het standaardantwoord is genezing, niet regeneratie. Maar tijdens de vroege embryonale ontwikkeling veroorzaakt weefselschade een enorme en sterk gecoördineerde reactie die het lichaam beschermt tegen ontstekingen en littekens. In plaats van een akelig litteken te krijgen, kan een menselijke foetus verloren weefsel herstellen, net zoals platwormen afgehakte hoofden kunnen regenereren (en misschien zelfs herinneringen van een vorig hoofd kunnen behouden!).
Veel van dit proces omvat het rekruteren van enorme hoeveelheden lokale cellen om het weefsel te helpen zichzelf te herstellen. En niet alleen stamcellen. In veel gevallen verliezen volwassen cellen hun identiteit en keren terug naar de toestand van stamcellen. Het lichaam 'recyclet' deze cellen dus om weefselregeneratie te ondersteunen.
Dit proces is heel natuurlijk in het lichaam van de foetus, zegt Pastor. Waarom zou je dit proces niet volgen en imiteren door de volwassen hersenen te dwingen het litteken te verlaten ten gunste van regeneratie? Eerder onderzoek door Bioquark wees uit dat dit herstelproces afhankelijk is van bioactieve moleculen die kunnen worden geëxtraheerd uit eieren van amfibieën.
De geëxtraheerde bioactieve componenten, voornamelijk microRNA's en eiwitten, kunnen beschadigde cellen herprogrammeren tot een staat van stamcellen, zoals de wetenschappers schreven in een patent uit 2014. Stamcellen zijn zelfs enigszins secundaire spelers. Er zijn zorgen dat hun rol misschien overdreven is, zei Pastor. Ze leggen ook meer nadruk op morfogenetische extracten. Er is echter relatief weinig werk gepubliceerd over het chemische hoofdextract, een mengsel van bioactieve moleculen met de exotische naam BQ-A, in diermodellen van hersendood.
Het probleem is dat er maar weinig van dergelijke modellen zijn, en ze zijn allemaal ver van elkaar verwijderd, en sommige zijn volledig exotisch, zoals de vergiftiging van varkens met koolmonoxide, legt Pastor uit. "We vermijden dergelijke modellen en richten ons in plaats daarvan op modellen van traumatisch hersen- en ruggenmergletsel in voorbereidende studies."
Allereerst zullen wetenschappers de sterkte van deze extracten testen, of ze het menselijk brein kunnen resetten. De pastoor benadrukt dat de studie de meest basale functie van de hersenstam na behandeling moet aantonen - een elektrisch gefluister hier, een neurotransmitterwolk daar.
Naast celtherapie is Bioquark ook van plan om hersenstimulatietechnieken te gebruiken om BQ-A aan te zetten. Deze technieken, waaronder mediane zenuwstimulatie en transcraniële laserstimulatie, worden vaak gebruikt om coma en andere bewustzijnsstoornissen met wisselend succes te behandelen.
Waarom zoveel verschillende methoden gebruiken? Nou, Bioquark wil meteen weten wat werkt en wat niet.
De pastoor ziet twee grote tekortkomingen in de huidige modellen van ziektebehandeling en -preventie. Ten eerste zijn ze meer gericht op het behandelen van symptomen in een laat stadium dan op de onderliggende oorzaak. Ten tweede wordt vaak de benadering gehanteerd om elke ziekte tot één oorzaak terug te brengen, en bijgevolg tot één medicijn.
"Epimorfe regeneratie is inherent veelzijdig en omvat vele mechanismen die in synergie werken", zegt Pastor. "Om zo'n complex initiatief uit te voeren, is het natuurlijk de moeite waard om het idee van een 'magische zilveren kogel' (die nooit zal doen) te laten varen ten gunste van een combinatie. '
Reanimatie
"Hoewel volledig herstel inderdaad onze langetermijnvisie is, is het niet de primaire focus of het primaire eindpunt van de eerste studie", zegt Pastor. Het eerste plan op het schema is om weer zelfstandig te ademen. We zullen binnenkort nauwelijks een dood brein zien ontwaken.
Maar als de behandeling werkt, kunnen we worden geconfronteerd met een netelige filosofische vraag over persoonlijke identiteit. Volgens bio-ethicus Dr. Anders Sandberg "is het niet moeilijk voor te stellen dat een dergelijke behandeling de hersenen niet volledig zal herstellen: herinneringen, persoonlijkheid en functies kunnen verloren gaan, worden gesloten of vervangen door het nieuw gegroeide weefsel."
In dit geval heeft de persoon duidelijk geen baat bij de behandeling - hij zal worden vervangen door iemand die vergelijkbaar is, maar anders. Toch is dit een scenario voor de verre toekomst, dat misschien helemaal niet gebeurt. De voorgestelde behandelingen zijn immers experimenteel en het regeneratievermogen van de hersenen kan onbetaalbaar worden beperkt.
Maar de pastoor ziet waarde in zijn inspanningen, zelfs als ze mislukken.
“Het behoeft geen betoog dat dit een onaangetast gebied van ontdekking en ontwikkeling is. Zelfs als je kijkt naar de bredere klasse van "psychische stoornissen", is dit een gebied waar weinig of geen interventioneel onderzoek is ", zegt Pastor. Dit is vooral duidelijk bij het overwegen van meer "traditionele" neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer of Parkinson.
"We geloven dat elk onderzoek dat we in deze richting doen, van onschatbare waarde zal zijn voor al deze ziekten", zegt de wetenschapper. Lazarus of Frankenstein?
ILYA KHEL
