Förra månaden inledde ett biotechföretag i Philadelphia kliniska prövningar som kunde revolutionera vår förståelse för vad det innebär att vara död. Med etiskt godkännande från den oberoende etikkommittén har Bioquark behandlat tjugo patienter på Anupam Hospital i Indien, vars hjärnor antogs vara kliniskt döda efter allvarlig traumatisk hjärnskada. Med en arsenal av banbrytande men mystiska terapier - stamceller, bioaktiva molekyler, hjärn- och ryggmärgsstimulering - hoppas teamet att återuppliva delar av patienternas grundläggande hjärnfunktioner i avsikt att uppnå bästa möjliga resultat: att återfå sin förmåga att andas på egen hand.
Resultaten ska bli kända på extremt kort tid - 15 dagar.
Om din första reaktion var överraskande är du inte ensam. Vad är det: Lazarus-effekten, Frankenstein-effekten, The Walking Dead? Eller kanske någon form av viral kampanj för en kommande skräckfilm?
Inte riktigt. Bioquarks jobb är att fuska döden. Detta är vad som kommer att göras inom det otroligt ambitiösa projektet ReAnima. Låt oss se hur detta kommer att fortsätta.
Det är ett fantastiskt ord: död
Oftast föreställer vi oss döden som en slags omkopplare: här är du, och på en minut finns det ingenting, ljuset har slocknat.
Men det här är bara en karikatyr av processen att dö: även efter att hjärtslag och andning upphör kan gnistor av hjärnaktivitet blossa upp länge. I vissa fall kan även djupt komatösa patienter - som inte kan andas på egen hand - upprätthålla enkla reflexresponser. Deras hjärnvågor, oregelbundna eller svaga, övervakas fortfarande på EEG.
Kampanjvideo:
Hjärndöd, däremot, är allt, avsluta. En sådan diagnos signalerar den fullständiga och irreversibla förstörelsen av hjärnan, inklusive hjärnstammen. Människor med hjärndöd är inte i koma eller i vegetativt tillstånd. De har inget hopp om spontan återhämtning. De är döda.
I många länder runt om i världen klassificeras sådana ämnen som "levande lik" (kadaver), säger Ira Pastor, VD för Bioquark (för att undvika förvirring är det här en man). Men den här definitionen har ett problem.
I teorin är hjärndöd ett mycket objektivt och strikt definierat medicinskt tillstånd med enorma juridiska konsekvenser. Läkare ser hjärndöd hos patienter som den sista signalen - det är dags att dra i sladden, tänka på organdonation och bjuda anhöriga att säga adjö.
I praktiken är hjärndöd inte alls så enkel. Pastorn säger att det finns ett stort grått område mellan djup koma och hjärndöd. En av anledningarna till "irreversibiliteten" av en sådan död är beroende av teknik. I århundraden var brist på andetag och puls tecken på död, men uppfinningen av livsuppehållande maskiner och återupplivningstekniker suddade den linjen.
Med tanke på ett sådant historiskt prejudikat, är det möjligt att prata om hjärndödens irreversibilitet?
Medan hjärndöd kan verka som en medicinskt grundad definition av död, bildades dess kriterier först i slutet av 1960-talet, långt innan neurovetenskapsmän dök in i allvarlig forskning om medvetande och personlighet. Därför tar hjärndöd inte hänsyn till de senaste framstegen inom neurokirurgi, de senaste teknikerna och metoderna, såsom att mäta frisättningen av neurotransmittorer.
Processen med att diagnostisera hjärndöd är mycket gammaldags. En läkare kan pricka en patient med en nål för att kontrollera smärtreceptorer, se om koldioxid orsakar spontan andning, försöka upptäcka tecken på elektrisk aktivitet i hjärnan med elektroencefalografi (EEG). Men ingen av dessa åtgärder kan slutgiltigt säga att patienten inte kommer tillbaka.
Medan hjärndöd är oåterkallelig är den inte mätbar, säger pastor. I sällsynta fall har läkare fel. Under de senaste decennierna har det förekommit flera dussin fall av spontan "uppståndelse" hos hjärndöda patienter, främst barn och unga vuxna. En ung kvinna födde till och med framgångsrikt efter att ha fått diagnosen hjärndöd.
"Även om dessa fall är kontroversiella och resultatet av dålig diagnos, tror vi att de belyser frånvaron av vitt och svart inom området allvarlig försämring av medvetandet", säger pastor. Detta är det främsta incitamentet för forskare att bedriva detta nischprogram.
Lazarus verktyg
Hur får man en död hjärna?
Ämnen i vår studie lider av svår och omfattande neuronal död, förklarar Pastor. Integriteten hos axoner - långa projektioner som neuroner använder för att kommunicera med varandra - förfaller och normal signalbehandling fungerar inte längre.
Alternativt kan du försöka rädda det som finns kvar, som att fixa trasiga hörlurar genom att binda upp de återstående ledningarna. Men varje försök att reparera en död hjärna kommer sannolikt att kräva ersättningsdelar - nyvuxna hjärnceller för att ersätta de som förlorats under traumat. Dessutom behöver celler en möjliggörande miljö för att växa och integreras i befintliga hjärnkretsar.
Bioquark kommer att göra båda.
Teamets "hemliga sås" är en kombination av bioaktiva molekyler och mesenkymala stamceller (MSC). MSC finns i praktiskt taget alla vävnader och har använts i cellersättningsterapi i tio år. Även om inga sådana prövningar har utförts på människor, har preliminära studier på gnagare med traumatisk hjärnskada visat att transplanterade MSC integreras i hjärnan och hjälper till att förbättra motorisk och kognitiv återhämtning.
Genom att studera de extrema stadierna av hjärndöd hoppas pastor och forskare att hitta unika insikter i den döende hjärnan. Stamcellstransplantation är inget nytt, men Bioquark vill gå ett steg längre: beväpnade med bioaktiva molekyler, hoppas forskarna kunna skapa en mikromiljö i hjärnan som underlättar "epimorf regenerering", processen att återväxa en saknad kroppsdel.
När en vuxen skadas fysiskt, som att tappa ett finger, svarar vår kropp genom att bilda ärrvävnad. Standardsvaret är läkning, inte regenerering. Men under tidig embryonal utveckling utlöser vävnadsskador ett massivt och mycket samordnat svar som hindrar kroppen från inflammation och ärrbildning. Istället för att få ett otäckt ärr kan ett mänskligt foster reparera förlorad vävnad, ungefär som plattmaskar kan regenerera avskurna huvuden (och kanske till och med behålla minnen från ett tidigare huvud!).
Mycket av denna process innefattar rekrytering av stora mängder lokala celler för att hjälpa vävnaden att reparera sig själv. Och inte bara stamceller. I många fall förlorar vuxna celler sin identitet och återgår till tillståndet för stamceller. Således”återvinner” kroppen dessa celler för att stödja vävnadsregenerering.
Denna process är ganska naturlig i fostrets kropp, säger pastor. Varför inte ta och imitera denna process genom att tvinga den vuxna hjärnan att överge ärret till förmån för regenerering? Tidigare forskning från Bioquark fann att denna återhämtningsprocess är beroende av bioaktiva molekyler som kan extraheras från amfibieägg.
De extraherade bioaktiva komponenterna, främst mikroRNA och proteiner, kan omprogrammera skadade celler till ett tillstånd av stamceller, som forskarna skrev i ett patent från 2014. Stamceller är till och med något sekundära spelare. Det finns oro för att deras roll kan vara överdriven, sa pastor. De lägger också större vikt vid morfogenetiska extrakt. Emellertid har relativt lite arbete publicerats om blykemikaliextraktet, en blandning av bioaktiva molekyler med det exotiska namnet BQ-A, i djurmodeller av hjärndöd.
Problemet är att det finns få sådana modeller, och de är alla långt ifrån varandra, och vissa är helt exotiska, som förgiftning av grisar med kolmonoxid, förklarar Pastor. "Vi undviker sådana modeller och fokuserar istället på modeller av traumatisk hjärnskada och ryggmärgsskada i preliminära studier."
Först och främst kommer forskare att testa styrkan i dessa extrakt, om de kan återställa den mänskliga hjärnan. Pastorn betonar att studien ska visa den mest grundläggande funktionen hos hjärnstammen efter behandling - en elektrisk viskning här, ett neurotransmittormoln där.
Förutom cellterapi planerar Bioquark också att använda hjärnstimuleringstekniker för att aktivera BQ-A. Dessa tekniker, inklusive median nervstimulering och transkraniell laserstimulering, används ofta för att behandla koma och andra medvetenhetsstörningar med varierande framgång.
Varför använda så många olika metoder? Tja, Bioquark vill veta omedelbart vad som fungerar och vad som inte fungerar.
Pastorn ser två stora brister i nuvarande modeller för sjukdomsbehandling och förebyggande. Först är de mer fokuserade på att behandla symtom i sena skeden snarare än den bakomliggande orsaken. För det andra används ofta tillvägagångssättet för att reducera vilken sjukdom som helst till en orsak, och som en följd, till ett läkemedel.
”Epimorf regenerering är i sig mångfacetterad och involverar många mekanismer som fungerar i synergi”, säger Pastor. "För att genomföra ett sådant komplext initiativ är det uppenbarligen värt att överge begreppet" magisk silverkula "(som aldrig kommer att bli) till förmån för begreppet kombination."
ReAnimation
"Även om full återhämtning verkligen är vår långsiktiga vision, är det inte det primära fokus eller primära slutpunkt för den första studien", säger pastor. Den första planen på schemat är att återuppta oberoende andning. Vi kommer knappast se en död hjärna vakna när som helst snart.
Men om behandlingen fungerar kan vi komma att ställas inför en taggig filosofisk fråga om personlig identitet. Enligt bioetikern Dr Anders Sandberg, "Det är inte svårt att föreställa sig att sådan behandling inte kommer att återställa hjärnan helt: minnen, personlighet och funktioner kan gå förlorade, stängas eller ersättas med den nyvuxna vävnaden."
I det här fallet kommer personen uppenbarligen inte att dra nytta av behandlingen - han kommer att ersättas av någon liknande, men annorlunda. Ändå är detta ett scenario för en avlägsen framtid, vilket kanske inte händer alls. När allt kommer omkring är de föreslagna behandlingarna experimentella och hjärnans regenerativa förmåga kan begränsas oöverkomligt.
Men pastorn ser värde i sina ansträngningar, även om de misslyckas.
”Det säger sig självt att detta är ett orört område för upptäckt och utveckling. Även om man tittar in i den bredare klassen av "psykiska störningar" är det ett område där det finns liten eller ingen interventionell forskning, säger pastor. Detta är särskilt tydligt när man överväger mer "traditionella" neurodegenerativa störningar såsom Alzheimers eller Parkinsons.
"Vi tror att all forskning vi gör i denna riktning kommer att vara ovärderlig för alla dessa sjukdomar", säger forskaren. Lazarus eller Frankenstein?
ILYA KHEL