Im vergangenen Monat begann ein Biotech-Unternehmen in Philadelphia mit klinischen Studien, die unser Verständnis davon, was es bedeutet, tot zu sein, revolutionieren könnten. Mit ethischer Genehmigung der unabhängigen Ethikkommission hat Bioquark zwanzig Patienten im Anupam Hospital in Indien behandelt, deren Gehirn nach einer schweren traumatischen Hirnverletzung vermutlich klinisch tot war. Mit einem Arsenal innovativer, aber mysteriöser Therapien - Stammzellen, bioaktive Moleküle, Stimulation des Gehirns und des Rückenmarks - hofft das Team, Teile der grundlegenden Gehirnfunktionen der Patienten wiederzubeleben, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen: die Fähigkeit, selbstständig zu atmen.
Die Ergebnisse sollten in extrem kurzer Zeit bekannt werden - 15 Tage.
Wenn Ihre erste Reaktion überraschend war, sind Sie nicht allein. Was ist das: der Lazarus-Effekt, der Frankenstein-Effekt, The Walking Dead? Oder vielleicht eine Art virale Kampagne für einen kommenden Horrorfilm?
Nicht wirklich. Bioquarks Aufgabe ist es, den Tod zu betrügen. Dies wird im Rahmen des unglaublich ehrgeizigen Projekts ReAnima geschehen. Mal sehen, wie es weitergeht.
Es ist ein erstaunliches Wort: Tod
Meistens stellen wir uns den Tod als eine Art Schalter vor: Hier sind Sie, und in einer Minute gibt es nichts, das Licht ist erloschen.
Dies ist jedoch nur eine Karikatur des Sterbens: Selbst nachdem der Herzschlag und die Atmung aufgehört haben, können die Funken der Gehirnaktivität für lange Zeit aufflammen. In einigen Fällen können selbst tief komatöse Patienten, die nicht alleine atmen können, einfache Reflexreaktionen aufrechterhalten. Ihre unregelmäßigen oder schwachen Gehirnwellen werden weiterhin im EEG überwacht.
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Hirntod dagegen ist alles, Ende. Eine solche Diagnose signalisiert die vollständige und irreversible Zerstörung des Gehirns einschließlich des Hirnstamms. Menschen mit Hirntoten liegen nicht im Koma oder im vegetativen Zustand. Sie haben keine Hoffnung auf spontane Genesung. Sie sind tot.
In vielen Ländern der Welt werden solche Themen als "lebende Leichen" (Leichen) eingestuft, sagt Ira Pastor, CEO von Bioquark (um Verwirrung zu vermeiden, ist dies ein Mann). Diese Definition hat jedoch ein Problem.
Theoretisch ist der Hirntod eine sehr objektive und streng definierte Krankheit mit enormen rechtlichen Konsequenzen. Ärzte sehen den Hirntod bei Patienten als letztes Signal - es ist Zeit, an der Schnur zu ziehen, über Organspenden nachzudenken und Verwandte einzuladen, sich zu verabschieden.
In der Praxis ist der Hirntod gar nicht so einfach. Der Pastor sagt, es gibt eine große "Grauzone" zwischen tiefem Koma und Hirntod. Einer der Gründe für die "Irreversibilität" eines solchen Todes ist die Abhängigkeit von Technologie. Atemnot und Puls waren jahrhundertelang Zeichen des Todes, aber die Erfindung lebenserhaltender Maschinen und Wiederbelebungstechniken verwischte diese Linie.
Ist es angesichts eines solchen historischen Präzedenzfalls wirklich möglich, über die Irreversibilität des Hirntodes zu sprechen?
Während der Hirntod wie eine medizinisch fundierte Definition des Todes erscheint, wurden seine Kriterien erstmals in den späten 1960er Jahren festgelegt, lange bevor Neurowissenschaftler ernsthafte Forschungen über Bewusstsein und Persönlichkeit anstellten. Der Hirntod berücksichtigt daher nicht die neuesten Fortschritte in der Neurochirurgie, die neuesten Technologien und Methoden wie die Messung der Freisetzung von Neurotransmittern.
Der Prozess der Diagnose des Hirntodes ist sehr altmodisch. Ein Arzt kann einen Patienten mit einer Nadel stechen, um die Schmerzrezeptoren zu überprüfen, festzustellen, ob Kohlendioxid eine spontane Atmung verursacht, und mithilfe der Elektroenzephalographie (EEG) versuchen, Anzeichen elektrischer Aktivität im Gehirn zu erkennen. Keine dieser Maßnahmen kann jedoch schlüssig sagen, dass der Patient nicht zurückkehren wird.
Während Hirntod irreversibel ist, ist es nicht messbar, sagt Pastor. In seltenen Fällen liegen die Ärzte falsch. In den letzten Jahrzehnten gab es mehrere Dutzend Fälle von spontaner "Auferstehung" von hirntoten Patienten, hauptsächlich Kindern und jungen Erwachsenen. Eine junge Frau gebar sogar erfolgreich, nachdem bei ihr Hirntod diagnostiziert worden war.
"Obwohl diese Fälle umstritten sind und das Ergebnis einer schlechten Diagnose sind, glauben wir, dass sie das Fehlen von Weiß und Schwarz im Bereich schwerwiegender Bewusstseinsstörungen hervorheben", sagt Pastor. Dies ist der Hauptanreiz für Wissenschaftler, dieses Nischenprogramm fortzusetzen.
Lazarus Tools
Wie bekomme ich ein totes Gehirn?
Die Probanden in unserer Studie leiden unter schwerem und ausgedehntem neuronalen Tod, erklärt Pastor. Die Integrität von Axonen - lange Projektionen, mit denen Neuronen miteinander kommunizieren - nimmt ab und die normale Signalverarbeitung funktioniert nicht mehr.
Alternativ können Sie versuchen, die verbleibenden Teile zu retten, z. B. defekte Kopfhörer zu reparieren, indem Sie die verbleibenden Kabel zusammenbinden. Aber jeder Versuch, ein totes Gehirn zu reparieren, erfordert wahrscheinlich Ersatzteile - neu gewachsene Gehirnzellen, um die während des Traumas verlorenen zu ersetzen. Darüber hinaus benötigen Zellen eine Umgebung, in der sie wachsen und sich in bestehende Gehirnschaltungen integrieren können.
Bioquark wird beides tun.
Die "geheime Sauce" des Teams ist eine Kombination aus bioaktiven Molekülen und mesenchymalen Stammzellen (MSCs). MSCs kommen in nahezu allen Geweben vor und werden seit zehn Jahren in der Zellersatztherapie eingesetzt. Obwohl keine derartigen Studien am Menschen durchgeführt wurden, haben vorläufige Studien an Nagetieren mit traumatischer Hirnverletzung gezeigt, dass transplantierte MSCs sich in das Gehirn integrieren und zur Verbesserung der motorischen und kognitiven Erholung beitragen.
Durch die Untersuchung der extremen Stadien des Hirntodes hoffen Pastor und Wissenschaftler, einzigartige Einblicke in das sterbende Gehirn zu erhalten. Die Stammzelltransplantation ist nichts Neues, aber Bioquark möchte noch einen Schritt weiter gehen: Mit bioaktiven Molekülen bewaffnet, hoffen die Forscher, eine Mikroumgebung im Gehirn zu schaffen, die die "epimorphe Regeneration" erleichtert, den Prozess des Nachwachsens eines fehlenden Körperteils.
Wenn ein Erwachsener körperlich verletzt ist, beispielsweise einen Finger verliert, reagiert unser Körper mit der Bildung von Narbengewebe. Die Standardantwort lautet Heilung, nicht Regeneration. Während der frühen Embryonalentwicklung löst eine Gewebeschädigung eine massive und hoch koordinierte Reaktion aus, die den Körper vor Entzündungen und Narben schützt. Anstatt eine böse Narbe zu bekommen, kann ein menschlicher Fötus verlorenes Gewebe reparieren, ähnlich wie Plattwürmer abgetrennte Köpfe regenerieren können (und vielleicht sogar Erinnerungen an einen früheren Kopf behalten!).
Ein Großteil dieses Prozesses beinhaltet die Rekrutierung großer Mengen lokaler Zellen, um das Gewebe bei der Reparatur selbst zu unterstützen. Und nicht nur Stammzellen. In vielen Fällen verlieren adulte Zellen ihre Identität und kehren in den Zustand der Stammzellen zurück. Somit „recycelt“der Körper diese Zellen, um die Geweberegeneration zu unterstützen.
Dieser Prozess ist im Körper des Fötus ganz natürlich, sagt Pastor. Warum nicht diesen Prozess nehmen und nachahmen, indem das erwachsene Gehirn gezwungen wird, die Narbe zugunsten der Regeneration aufzugeben? Frühere Untersuchungen von Bioquark ergaben, dass dieser Wiederherstellungsprozess auf bioaktiven Molekülen beruht, die aus Amphibieneiern extrahiert werden können.
Die extrahierten bioaktiven Komponenten, hauptsächlich microRNAs und Proteine, können beschädigte Zellen in einen Zustand von Stammzellen umprogrammieren, wie die Wissenschaftler in einem Patent von 2014 geschrieben haben. Stammzellen sind sogar etwas sekundäre Spieler. Es gibt Bedenken, dass ihre Rolle übertrieben sein könnte, sagte Pastor. Sie legen auch größeren Wert auf morphogenetische Extrakte. Es wurde jedoch relativ wenig Arbeit über den chemischen Bleiextrakt, eine Mischung bioaktiver Moleküle mit dem exotischen Namen BQ-A, in Tiermodellen des Hirntodes veröffentlicht.
Das Problem ist, dass es nur wenige solcher Modelle gibt und sie alle weit voneinander entfernt sind und einige völlig exotisch sind, wie die Vergiftung von Schweinen mit Kohlenmonoxid, erklärt Pastor. "Wir meiden solche Modelle und konzentrieren uns stattdessen in Vorstudien auf Modelle traumatischer Hirn- und Rückenmarksverletzungen."
Zunächst werden Wissenschaftler die Stärke dieser Extrakte testen, ob sie das menschliche Gehirn zurücksetzen können. Der Pastor betont, dass die Studie die grundlegendste Funktion des Hirnstamms nach der Behandlung zeigen sollte - ein elektrisches Flüstern hier, eine Neurotransmitterwolke dort.
Zusätzlich zur Zelltherapie plant Bioquark auch die Verwendung von Hirnstimulationstechniken, um BQ-A einzuschalten. Diese Methoden, einschließlich medianer Nervenstimulation und transkranieller Laserstimulation, werden häufig zur Behandlung von Koma und anderen Bewusstseinsstörungen mit unterschiedlichem Erfolg eingesetzt.
Warum so viele verschiedene Methoden anwenden? Nun, Bioquark möchte sofort wissen, was funktioniert und was nicht.
Der Pastor sieht zwei Hauptmängel in aktuellen Modellen der Behandlung und Prävention von Krankheiten. Erstens konzentrieren sie sich eher auf die Behandlung von Symptomen im Spätstadium als auf die zugrunde liegende Ursache. Zweitens wird häufig der Ansatz verwendet, eine Krankheit auf eine Ursache und folglich auf ein Medikament zu reduzieren.
„Die epimorphe Regeneration ist von Natur aus vielfältig und beinhaltet viele Mechanismen, die synergetisch wirken“, sagt Pastor. "Um eine solch komplexe Initiative durchzuführen, lohnt es sich offensichtlich, die Vorstellung einer 'magischen Silberkugel' (die es niemals tun wird) zugunsten einer Kombination aufzugeben."
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"Während die vollständige Genesung in der Tat unsere langfristige Vision ist, ist sie nicht der primäre Fokus oder der primäre Endpunkt der ersten Studie", sagt Pastor. Der erste Plan auf dem Plan ist die Wiederaufnahme der unabhängigen Atmung. Wir werden kaum ein totes Gehirn sehen, das bald erwacht.
Aber wenn die Behandlung funktioniert, stehen wir möglicherweise vor einer heiklen philosophischen Frage nach der persönlichen Identität. Laut Bioethiker Dr. Anders Sandberg "ist es nicht schwer vorstellbar, dass eine solche Behandlung das Gehirn nicht vollständig wiederherstellt: Erinnerungen, Persönlichkeit und Funktionen können verloren gehen, geschlossen oder durch das neu gewachsene Gewebe ersetzt werden."
In diesem Fall wird die Person offensichtlich nicht von der Behandlung profitieren - sie wird durch eine ähnliche, aber unterschiedliche Person ersetzt. Dies ist jedoch ein Szenario für die ferne Zukunft, das möglicherweise überhaupt nicht vorkommt. Schließlich sind die vorgeschlagenen Behandlungen experimentell und die Regenerationskapazität des Gehirns kann unerschwinglich begrenzt sein.
Aber der Pastor sieht Wert in seinen Bemühungen, auch wenn sie scheitern.
„Es versteht sich von selbst, dass dies ein unberührtes Gebiet der Entdeckung und Entwicklung ist. Selbst wenn Sie sich die breitere Klasse der „psychischen Störungen“ansehen, ist dies ein Bereich, in dem wenig oder keine interventionelle Forschung betrieben wird “, sagt Pastor. Dies zeigt sich insbesondere bei der Betrachtung "traditionellerer" neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson.
"Wir glauben, dass jede Forschung, die wir in diese Richtung betreiben, für all diese Krankheiten von unschätzbarem Wert sein wird", sagt der Wissenschaftler. Lazarus oder Frankenstein?
ILYA KHEL
