Можно ли вернуть к жизни мертвый мозг?

В прошлом месяце филадельфийская биотехнологическая компания начала клинические испытания, которые могут перевернуть наше понимание того, что значит быть мертвым. Получив этическое одобрение от Независимого комитета по этике, Bioquark занялась двадцатью пациентами в больнице Анупам в Индии, мозги которых считались клинически мертвыми после тяжелой черепно-мозговой травмы. С арсеналом ультрасовременных, но пока загадочных методов лечения — стволовые клетки, биоактивные молекулы, стимуляция головного и спинного мозга — группа ученых надеется воскресить отдельные части основных функций мозга пациентов, с намерением добиться наилучшего результата: вернуть способность дышать самостоятельно.

Результаты должны стать известны через крайне короткий срок — 15 дней.

Если вашей первой реакцией было удивление, вы не одиноки. Что это: эффект Лазаря, Франкенштейна, Ходячих мертвецов? Или, может, какая-то вирусная кампания для предстоящего фильма ужасов?

Не совсем. Задача Bioquark — ни много ни мало обмануть смерть. Этим-то и будут заниматься в рамках невероятно амбициозного проекта ReAnima. Давайте разберемся, как это будет протекать.

Это удивительное слово: смерть

Чаще всего мы представляем себе смерть в виде некоего выключателя: вот вы здесь, а через минуту уже ничего нет, свет погас.

Но это просто карикатура на процесс умирания: даже после того, как прекращается сердцебиение и дыхание, искорки активности мозга могут вспыхивать еще долго. В некоторых случаях даже глубоко коматозные пациенты — неспособные дышать самостоятельно — могут поддерживать простые рефлекторные реакции. Их мозговые волны, беспорядочные или слабые, все еще отслеживаются на ЭЭГ.

Смерть мозга, в отличие от этого, это всё, финиш. Такой диагноз сигнализирует о полном и необратимом разрушении головного мозга, включая ствол мозга. Люди с мертвым мозгом не находятся в коме или в вегетативном состоянии. У них нет никакой надежды на спонтанное выздоровление. Они мертвы.

Во многих странах по всему миру таких субъектов классифицируют как «живые трупы» (кадавры), говорит Айра Пастор, CEO Bioquark (чтобы не было путаницы, это мужчина). Но у такого определения есть проблема.

В теории смерть мозга является весьма объективным и строго определяемым медицинским состоянием с огромными правовыми последствиями. Врачи видят в смерти мозга у пациентов окончательный сигнал — время выдернуть шнур, подумать о донорстве органов, пригласить родственников для прощания.

На практике же смерть мозга вовсе не так проста. Пастор говорит, что есть большая «серая зона» между глубокой комой и смертью мозга. Одной из причин «необратимости» такой смерти является зависимость от технологий. В течение многих столетий отсутствие дыхания и пульса были признаками смерти, но изобретение машин, поддерживающих жизнь, и методов реанимации размыли эту черту.

Учитывая такой исторический прецедент, разве можно говорить о необратимости смерти мозга?

Хотя смерть мозга может показаться неким медицински подкованным определением смерти, впервые ее критерии были сформированы в конце 1960-х годов, задолго до того, как неврологи нырнули в серьезные исследования сознания и личности. Поэтому смерть мозга не учитывает последние достижения в области нейрохирургии, новейшие технологии и методы, вроде измерения высвобождения нейромедиаторов.

Процесс диагностики смерти мозга весьма старомоден. Доктор можно уколоть пациента иглой, чтобы проверить болевые рецепторы, посмотреть, вызывает ли углекислый газ спонтанное дыхание, попытаться выявить признаки электрической активности в головном мозге с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Но ни одна из этих мер не может окончательно сказать, что пациент уже не вернется.

Хотя в основе смерти мозга лежит необратимость, она не поддается измерению, говорит Пастор. В редких случаях врачи ошибаются. За несколько последних десятилетий было несколько дюжин случаев спонтанного «воскрешения» пациентов с умершим мозгом, в основном детей и молодых людей. Одна молодая женщина даже успешно родила после того, как ей диагностировали смерть мозга.

«И хоть эти случаи противоречивы и являются результатом плохой диагностики, мы считаем, что они подчеркивают отсутствие белого и черного в сфере серьезных нарушений сознания», говорит Пастор. Это главный стимул ученых для проведения этой нишевой программы.

Инструменты Лазаря

Как завести мертвый мозг?

Субъекты в нашем исследовании страдают от тяжелой и обширной смерти нейронов, объясняет Пастор. Целостность аксонов — длинных проекций, которые нейроны используют для общения друг с другом — распадается и обычная обработка сигналов больше не работает.

Как вариант, можно попытаться спасти то, что осталось, словно починить разбитые наушники, перевязав оставшиеся провода. Но любая попытка восстановления мертвого мозга, вероятно, потребует запасных частей — заново выращенных клеток мозга на замену утраченным в процессе травмы. Более того, клеткам нужны благоприятные условия для роста и интеграции в существующие схемы мозга.

Bioquark займется и тем, и другим.

«Секретный соус» команды представлен комбинацией биоактивных молекул и мезенхимальных стволовых клеток (MSC). MSC имеются практически во всех тканях и используются в терапии с заменой клеток уже лет десять. Хотя на людях такие испытания не проводились, предварительные исследования грызунов с травматической травмой мозга показали, что трансплантированные MSC интегрируются в мозг и помогают улучшить восстановление моторной и когнитивной систем.

Изучая крайнюю стадию смерти мозга, Пастор и ученые надеются найти уникальные сведения о работе умирающего мозга. В трансплантации стволовых клеток нет ничего нового, но Bioquark хочет зайти на шаг дальше: вооружившись биоактивными молекулами, исследователи надеются установить микросреду в мозге, которая будет способствовать «эпиморфной регенерации», процессу отращивания недостающей части тела.

Когда взрослый человек получает физическую травму, например, теряет палец, наше тело реагирует путем формирования рубцовой ткани. Ответом по умолчанию является заживление, а не регенерация. Но во время раннего эмбрионального развития повреждение тканей вызывает массивный и высоко скоординированный ответ, который удерживает тело от воспаления и рубцевания. Вместо того чтобы получить неприятный шрам, человеческий плод может восстановить утраченные ткани, подобно тому как плоские черви могут регенерировать отрезанные головы (и, возможно, даже сохранять воспоминания от предыдущей головы!).

Большая часть этого процесса включает привлечение огромного количества местных клеток, которые помогут ткани восстановиться. И не только стволовых клеток. Во многих случаях клетки взрослого теряют свою идентичность и возвращаются в состояние стволовых клеток. Таким образом, организм «перерабатывает» эти клетки для поддержки регенерации ткани.

Этот процесс вполне естественно протекает в организме плода, говорит Пастор. Почему бы не взять и не имитировать этот процесс, заставив мозг взрослого человека отказаться от рубца в пользу регенерации? Предыдущее исследование Bioquark выявило, что этот процесс восстановления зависит от биоактивных молекул, которые можно извлечь из яйцеклеток амфибий.

Извлеченные биоактивные компоненты, в основном микроРНК и белки, могут перепрограммировать поврежденные клетки в состояние стволовых клеток, как писали ученые в патенте 2014 года. Стволовые клетки выступают даже несколько второстепенными игроками. Существуют опасения, что их роль может быть преувеличена, полагает Пастор. Они же делают больший акцент на морфогенетических экстрактах. Однако относительно мало работ было опубликовано на тему ведущего химического экстракта, смеси биоактивных молекул с экзотическим названием BQ-A, в животных моделях смерти мозга.

Проблема в том, что таких моделей немного, и все они далеки друг от друга, а некоторые и вовсе экзотические, вроде отравления свиней окисью углерода, объясняет Пастор. «Мы держимся подальше от таких моделей и вместо этого сосредоточены на моделях черепно-мозговых травм и травм спинного мозга в предварительных исследованиях».

Первым делом ученые проверят силу этих экстрактов, смогут ли те перезагрузить человеческий мозг. Пастор подчеркивает, что исследование должно показать самую базовую функцию ствола мозга после лечения — электрический шепоток здесь, облачко нейромедиатора там.

В дополнение к терапии с использованием клеток, Bioquark также планирует использовать методы стимулирования мозга для включения BQ-A. Эти методы, включая стимуляцию срединного нерва и транскраниальную лазерную стимуляцию, часто используются для лечения комы и других расстройств сознания с успехом в разной степени.

Зачем использовать так много разных методов? Ну, Bioquark хочет узнать сразу, что работает, а что нет.

Пастор видит два больших недостатка в современных моделях лечения и профилактики болезни. Во-первых, они в большей степени сосредоточены на лечении симптомов поздней стадии, а не изначальной причины. Во-вторых, часто используется подход сведения любого заболевания к одной причине, и как следствие, к одному лекарственному средству.

«Эпиморфная регенерация по своей природе является многогранной и включает множество механизмов, работающих в синергии, — говорит Пастор. — Чтобы провести такую сложную инициативу, очевидно, стоит отказаться от понятия «волшебной серебряной пули» (которой никогда не будет) в пользу понятия комбинации».

ReAnimation

«В то время как полное восстановление действительно является предметом нашего долгосрочного видения, это не основной фокус и не главная конечная точка первого исследования», — говорит Пастор. Первым планом в расписании будет возобновление независимого дыхания. Едва ли мы увидим пробуждение мертвого мозга в ближайшее время.

Но если лечение сработает, мы можем столкнуться с тернистым философским вопросом о личной идентичности. Как говорит биоэтик доктор Андерс Сандберг, «нетрудно представить, что такое лечение не сможет полностью восстановить мозг: воспоминания, личность и функции могут быть утеряны, закрыты или заменены вместе с выращенной заново тканью».

В этом случае человеку явно не пойдет на пользу лечение — его заменят кем-то подобным, но другим. И все же это сценарий для далекого будущего, которое может и вовсе не произойти. В конце концов, предлагаемые методы лечения являются экспериментальными, и регенеративные способности головного мозга могут быть непомерно ограниченными.

Но Пастор видит ценность в своих начинаниях, даже если они потерпят неудачу.

«Самой собой разумеется, что это нетронутая область открытий и развития. Даже если заглянуть в более широкий класс «расстройств сознания», то эта область, в которой практически не происходит никаких интервенционных исследований», говорит Пастор. Особенно это становится очевидно при рассмотрении более «традиционных» нейродегенеративных расстройств, вроде болезни Альцгеймера или Паркинсона.

«Мы считаем, что любые наши исследования в этом ключе будут иметь неоценимое значение для всех этих заболеваний», говорит ученый. Лазарь или Франкенштейн?