Mark Roth: Wstrzymywanie istnienia już w naszym zasięgu

Mark Roth prowadzi badania nad sztuczną hibernacją: sztuką zatrzymywania procesów życiowych, a następnie ich przywracania. Może się to wydawać dziwne, lecz na pewno nie jest to science-fiction. Takie "zatrzymanie", wywołane w kontrolowanych warunkach przez gaz, normalnie uchodzący za trujący, mogłoby pomóc ofiarom urazów czy ataków serca przetrwać czas oczekiwania na nadejście pomocy.

Mam dziś zamiar mówić o moich pracach nad sztuczną hibernacją.

Zwykle gdy o tym wspomnę,

ludzie pokazują mi gesty ze StarTreka i śmieją się.

Ale: nie mówię tu o zwykłym usypianiu ludzi,

by potem lecieli na Marsa czy choćby Pandorę,

jakkolwiek pociągająco mogłoby to zabrzmieć.

Mówię o

wykorzystaniu hibernacji,

by pomóc ludziom przeżyć uraz.

Co zatem mam na myśli

mówiąc "hibernacja"?

Jest to proces, przez który

zwierzęta zatrzymują swe procesy życiowe,

sprawiają wrażenie martwych,

a potem budzą się znów nie doświadczając żadnych skutków ubocznych.

Naśladowanie tego procesu może dać nam naprawdę niesłychaną korzyść:

Otóż obserwując naturę,

łatwo dojść do wniosku,

że tam, gdzie można zauważyć wstrzymywanie procesów życiowych,

tam również dostrzec można przejawy nieśmiertelności.

To zatem, o czym chcę tu mówić,

to sposób na to, by osobom, które doznały poważnego urazu,

zapewnić metodę, która uczyniłaby ich nieco "mniej żywymi",

by w ten sposób osoby te mogły stać się nieco bardziej nieśmiertelne,

jak choćby w wypadku ataku serca.

Przykładami organizmów,

które są dosyć nieśmiertelne

są nasiona roślin

lub przetrwalniki bakterii.

Twory te są

jednymi z najbardziej nieśmiertelnych form życia na naszej planecie,

gdyż spędzają większość swojego życia

"w zawieszeniu".

Naukowcy uważają, że pojedyncze komórki

pewnych bakterii,

żywe, lecz w stanie wstrzymywanego metabolizmu,

przetrwały 250 milionów lat.

Byśmy nie myśleli, że dotyczy to tylko mikroskopijnych żyjątek,

proponuję przejść na bliższy nam grunt.

Wśród długowiecznych organizmów są też takie,

które trwają w nas:

są to komórki jajowe.

Czekają one w jajnikach, w stanie wstrzymanego metabolizmu

nawet do pięćdziesięciu lat.

Pora na mój ulubiony przykład

takiego zachowania:

Krewetki (rodzaj Artemia).

Ci z was, którzy mają dzieci,

znają je.

Idziecie do sklepu zoologicznego

i tam możecie je kupić.

Otwieracie torebkę i - wysypujecie je

do plastykowego akwarium,

a po mniej więcej tygodniu widzicie mnóstwo malutkich krewetek pływających wkoło.

Prawdę mówiąc, nie byłem zbytnio zainteresowany ich pływaniem.

Bardziej byłem zainteresowany tym, co działo się w torebce.

Torebce wziętej ze sklepowej półki,

w której te krewetki, nie wiadomo jak długo,

przebywały w stanie hibernacji.

Ale pomysł ten

nie dotyczy tylko pojedynczych komórek i drobnych organizmów.

Czasami także i nam, ludziom,

zdarza się przeżyć stan pewnego nieożywienia,

a spośród wszystkich takich historii

te, które interesują mnie najbardziej

mają związek z zimnem.

Dziesięć lat temu pewna Norweżka podczas jazdy na nartach

została uwięziona pod zamarzniętym wodospadem.

Nim ją wyłowiono, minęły dwie godziny.

Była ekstremalnie wyziębiona,

a jej serce nie pracowało.

Według wszelkich kryteriów była po prostu martwa, zamrożona.

Po kolejnych siedmiu godzinach

spędzonych w stanie śmierci klinicznej,

przywrócono ją do życia i bez przeszkód mogła

nadal pełnić funkcję radiologa

w szpitalu, w którym ją uratowano.

Kilka lat później

-- mówiąc o tym, sam zaczynam się ekscytować --

Kilka lat później podobna rzecz

zdarzyła się w Kanadzie. Trzynastomiesięczna dziewczynka,

której ojciec pracował na nocną zmianę,

wyszła za nim zimą, mając na sobie jedynie pieluchę.

Znaleziono ją kilka godzin potem

kompletnie zamrożoną.

I ją udało się przywrócić do życia.

65-letnia kobieta

z Duluth w Minnesocie, została w ubiegłym roku

znaleziona zamarznięta, bez pulsu,

przed swoim domem pewnego zimowego poranka.

Przywrócono do życia także i ją.

Dzień po tym funkcjonowała już tak dobrze, że próbowano zrobić jej testy.

Wkurzyła się i po prostu poszła do domu.

(Śmiech)

To są cuda, to prawda.

To są istotnie cudowne wydarzenia.

Lekarze zwykli mówić,

że tak naprawdę nie jesteś martwy, póki nie jesteś ciepły i martwy.

I to prawda. Prawda.

W "New England Journal of Medicine"

opublikowano wyniki badań ukazujące,

że, dzięki odpowiedniemu rozgrzewaniu,

ludzie, którzy przetrwali bez pulsu trzy godziny,

mogli być na powrót ożywieni bez żadnych konsekwencji neurologicznych.

To ponad pięćdziesiąt procent.

Zastanawiałem się zatem czy istnieje jakiś sposób,

który umożliwiłby nam badanie

tego stanu.

Zacząłem myśleć,

czy nie udałoby się jakoś powtórzyć tego,

co przytrafiło się narciarce.

Muszę teraz powiedzieć coś zastanawiającego, mianowicie:

przebywanie w środowisku ubogim w tlen

nie zawsze zabija.

W tym pomieszczeniu jest jakieś dwadzieścia procent tlenu.

Gdybyśmy zredukowali jego stężenie,

wszyscy bylibyśmy martwi.

I, prawdę mówiąc, zwierzęta w naszym laboratorium,

wszystkie dżdżownice czy nicienie,

także były martwe, gdy pozbawiliśmy je częściowo tlenu.

A teraz coś, co powinno Was zaszokować:

Gdy obniżyliśmy stężenie tlenu jeszcze bardziej

tak około stu razy, do dziesięciu cząsteczek na milion,

zwierzęta te nie były martwe.

Były w stanie hibernacji.

I mogliśmy je potem ożywić bez jakichkolwiek problemów.

To precyzyjne stężenie tlenu,

dziesięć cząsteczek na milion,

które wywołało ten stan,

jest zawsze stałe.

Możemy stosować je do wielu organizmów.

Jednym ze stworzeń, na przykład,

była ryba.

Mogliśmy włączać i wyłączać bicie jej serca

tak, jakby to był wyłącznik światła.

Było to dla mnie całkiem szokujące,

że można zrobić coś takiego.

Zastanawiając się nad tym jak

powtórzyć przypadek narciarki,

oczywiście wywnioskowaliśmy,

że nie zużywała ona tlenu.

Znajdowała się zatem zapewne w stanie podobnym do stanu naszych zwierząt.

Ale, jak wiemy, była także bardzo wychłodzona.

Pomyśleliśmy więc: co się stanie,

gdy wstrzymamy metabolizm, a następnie ochłodzimy zwierzę?

W ten sposób dowiedzieliśmy się,

że jeśli zwierzę w stanie "aktywnym"

poddamy działaniu niskiej temepratury,

to - wszystkie dżdżownice i nicienie

były martwe.

Jeśli jednak najpierw spowolnimy im procesy życiowe,

a dopiero później przeniesiemy je do niskiej temperatury - pozostaną żywe.

Mamy zatem bardzo ważną rzecz:

Jeśli chcesz przetrwać mróz,

powinieneś być "nieżywy", zgadza się?

To naprawdę dobra wiadomość.

Myśleliśmy o...

o związku między tymi rzeczami,

o tym, czy to nie właśnie to przytrafiło się Norweżce.

Zastanawialiśmy się: może jest w nas jakiś czynnik,

związek chemiczny - coś, co mogłoby sprawić,

że będziemy w stanie sterować metabolizmem

w taki sposób, by przetrwać

ekstremalnie niskie temperatury, które normalnie by nas zabiły.

Pomyślałem, że takie poszukiwania mogą być niesłychanie interesujące.

Wiecie...

Powinienem tu krótko wspomnieć,

że w każdym podręczniku fizjologii można przeczytać,

że taka sugestia jest czymś w rodzaju herezji.

Od czasu pierwszego klapsa przy porodzie,

po ostatnie tchnienie;

od czasu narodzin aż do śmierci,

nie możemy zredukować tempa naszego metabolizmu

poniżej czegoś, co nazywamy standardowym

lub bazowym tempem metabolizmu.

Ale wiedziałem przecież, że są przykłady

zwierząt, także ssaków,

które są w stanie redukować swój metabolizm

- choćby susły czy niedźwiedzie.

Redukują one tempo swojego metabolizmu

na czas zimowej hibernacji.

Zastanawiałem się, czy jesteśmy w stanie znaleźć substancję lub proces,

który wywołałby w nas taki sam stan?

Tak właśnie rozpoczęliśmy poszukiwania.

Zaczęło się od okresu spektakularnych porażek.

Jest tu Ken Robinson, mówił o sukcesach i porażkach.

Cóż, przeżyliśmy ich naprawdę wiele...

Wypróbowaliśmy arsenał związków chemicznych, odczynników

i przegrywaliśmy raz po raz.

Ale pewnego dnia, gdy będąc w domu

oglądałem telewizję,

a moja żona kładła nasze dzieci do łóżka,

i oglądałem program telewizyjny.

To był program telewizji NOVA,

nadawany na kanale PBS,

opowiadający o jaskiniach w Nowym Meksyku.

Mówiono o jaskini Lechuguilla.

Jaskinia ta jest bardzo trująca dla ludzi.

Badacze, by się tam dostać, musieli nosić kombinezony.

Jest wypełniona toksycznym gazem,

siarkowodorem.

Co ciekawe, siarkowodór jest obecny w naszym ciele.

Sami go produkujemy.

Największe jego stężenie występuje w naszych mózgach.

Bywał on używany

jako broń chemiczna podczas Pierwszej Wojny Światowej.

Jest wyjątkowo trujący.

Jeśli w wypadku chemicznym

wydziela się siarkowodór,

człowiek, który wchłonie go zbyt dużo upada,

zdaje się być martwy.

Ale gdyby wynieść go ze skażonego obszaru, można go łatwo uratować,

jeśli zrobi się to prędko.

No - pomyślałem sobie. - Muszę go zdobyć!

(Śmiech)

Mamy Amerykę po ataku na World Trade Center,

wchodzisz do instytutu badawczego

i mówisz: "Cześć,

chciałbym sobie kupić kilka cylindrów

skondensowanego, skompresowanego,

trującego gazu.

Bo, wie pan, chodzi mi po głowie pomysł,

by wstrzymywać u ludzi funkcje życiowe.

Ale to naprawdę nic groźnego."

No, może być z tym ciężko,

ale naprawdę są podstawy

by sądzić, że to się może udać.

Jak już powiedziałem ten związek jest w nas

i, to bardzo ciekawa rzecz,

łączy się z tymi samymi miejscami w naszych komórkach,

z którymi łączy się także tlen gdy go spalamy;

a spalamy go po to, aby żyć.

Pomyśleliśmy, że być może, jak w grze w "Gorące krzesła",

moglibyśmy podać osobie

nieco siarkowodoru

i może byłby on w stanie zająć to miejsce

(dokładnie jak w grze), w którym znajduje się tlen,

a jeśli miejsce tlenu będzie zajęte,

to może komórka nie będzie w stanie go przyjmować

i może to zredukuje nasze zapotrzebowanie na tlen?

Być może - kto wie?...

I... (śmiech)

poziom dopaminy uległ zmianie,

co zresztą wywołało lekkie urojenia;

ale wyglądało na to, że znaleźliśmy.

Następnie chcieliśmy zobaczyć

czy bylibyśmy w stanie użyć

siarkowodoru w niskiej temperaturze

i przekonać się, czy możemy

ssaka wprowadzić w stan, w którym znalazła się narciarka.

Ssaki to organizmy ciepłokrwiste:

gdy robi się zimno, trzęsiemy się, drżymy, prawda?

Próbujemy utrzymać temperaturę ciała na poziomie 37 stopni,

spalając więcej tlenu.

Było dla nas bardzo interesujące,

gdy podaliśmy siarkowodór myszy,

obniżając jednocześnie temperaturę,

ponieważ temperatura jej ciała

także się zmniejszyła.

Przestała się poruszać...

Zdawała się być martwa.

Jej zużycie tlenu

spadło dziesięciokrotnie.

I - co najważniejsze -

Powiedziałem Wam, że siarkowodór jest w naszych organizmach.

Jest łatwo metabolizowany, więc jedyne

co trzeba zrobić po sześciu godzinach

przebywania w takim stanie,

to przenieść obiekt do temperatury pokojowej.

Organizm ogrzał się i zaczął funkcjonować jak gdyby nigdy nic.

No - to naprawdę było niesamowite.

Naprawdę. Ponieważ znaleźliśmy taki sposób

spowolnienia metabolizmu ssaka,

który mu nie zaszkodził.

Odkryliśmy w jaki sposób zmniejszyć

jego zapotrzebowanie na tlen

do bardzo niskiego poziomu, a organizm przetrwał bez problemu.

Oczywiście: w stanie tym

nie mógł zbytnio szaleć,

ale też i nie był martwy.

I nie ucierpiał.

Zaczęliśmy myśleć: Czy jest możliwe,

by siarkowodór był w ciele narciarki

i czy mogła ona mieć go więcej, niż zwykle mamy;

oraz czy był on w stanie zredukować

jej zapotrzebowanie na tlen,

zanim wychłodziła się tak mocno,

że w normalnym wypadku zamarzłaby,

co zresztą pokazały nasze eksperymenty na nicieniach.

Myśleliśmy nad tym,

jak użytecznie wykorzystać

tę zdolność do

kontrolowania metabolizmu.

Interesujące jest i to, że

-- jestem pewien, że niektórzy tutaj są ekonomistami --

jak wiecie, wszystko polega na popycie i podaży.

Jeśli podaż równa się popytowi,

to wszystko jest w porządku.

Lecz jeśli podaż się zmniejszy

-- w tym wypadku mówimy o tlenie --

a popyt się nie zmieni -- giniemy.

Zatem, skoro powiedziałem,

że możemy zredukować popyt,

powinniśmy być w stanie zmniejszyć podaż

do bezprecedensowo niskiego poziomu nie zabijając zwierzęcia.

Korzystając z pieniędzy, które otrzymaliśmy od DARPA

byliśmy w stanie pokazać właśnie to:

Jeśli poddamy myszy działaniu siarkowodoru,

możemy też zmniejszyć ich zapotrzebowanie na tlen

i umieścić je w atmosferze o stężeniu tlenu tak niskim,

jakie panuje na wysokości półtora kilometra ponad Mount Everestem.

I mogą tam siedzieć godzinami -- nie ma problemu.

I to jest naprawdę ekstra.

Okazało się też, że zwierzęta, które straciły dużo krwi,

można było uratować od śmierci

poddając je działaniu siarkowodoru.

Ponieważ wyniki eksperymentów okazały się obiecujące,

pomyślałem, że warto byłoby znaleźć jakąś firmę

i wypłynąć z tym na szerokie wody.

Z pomocą innych udało mi się

znaleźć firmę "Ikaria".

Pierwszą rzeczą jaką zrobili,

było opracowanie płynnej postaci siarkowodoru,

którą można podać w postaci zastrzyku.

Rozesłaliśmy ją do lekarzy na całym świecie,

którzy pracują nad metodami postępowania w nagłych wypadkach.

Rezultaty są wyjątkowo pozytywne.

W wypadku zawału serca,

zwierzęta, którym podano siarkowodór,

doświadczyły o 70% mniejszych uszkodzeń serca

w porównaniu z tymi, które leczono standardowo;

tak, jak leczono by nas, gdybyśmy dziś doznali ataku serca.

To samo dotyczy dysfunkcji innych narządów:

nerki czy wątroby, które nie otrzymują dostatecznie dużo krwi,

zespołu ostrej niewydolności oddechowej

czy uszkodzeń spowodowanych operacją wszczepienia bypassów.

Wiodący lekarze zajmujący się nagłymi przypadkami

na całym świecie podzielają opinię,

że poddanie kogoś działaniu siarkowodoru

zmniejsza skalę uszkodzeń

spowodowanych przebywaniem w środowisku ubogim w tlen.

Powinienem jeszcze powiedzieć, że stężenie siarkowodoru

wymagane by osiągnąć taki stan

jest niskie, niewiarygodnie niskie.

W zasadzie tak niskie, że lekarze nie będą musieli spowalniać

metabolizmu prawie wcale,

by osiągnąć, korzyści o których wspomniałem;

co jest wspaniałą rzeczą, jeśli myślimy o zastosowaniu praktycznym.

Nie chcielibyśmy kompletnie zamroczyć ludzi,

by potem ich ocalić, to trochę pokręcone...

(Śmiech)

Chciałbym oznajmić, że przeprowadzamy już testy na ludziach

I, tak więc...

(Oklaski)

Dziękuję. Pierwsza faza testów bezpieczeństwa zakończyła się

i przeszliśmy ją dobrze; teraz ruszamy dalej.

Musimy przejść przez fazę drugą i trzecią. Zajmie to pewnie kilka lat.

Wszystko wydarzyło się bardzo szybko

eksperymenty z hibernującymi

myszami miały miejsce w 2005 roku.

Pierwsze badania na ludziach - w 2008.

Zatem za kilka lat powinniśmy wiedzieć,

czy ta metoda działa, czy nie.

Wszystko mogło się wydarzyć tak szybko,

bo pomogło nam wielu ludzi.

Chciałbym, przede wszystkim, wspomnieć tu

o mojej żonie, bez której to wystąpienie i moja praca nie byłyby możliwe.

Tak więc bardzo dziękuję. A także

świetnym naukowcom, którzy pracują w moim laboratorium

oraz personelowi z

Fred Hutchinson Cancer Research Center w Seattle, Washington

doskonałe miejsce do pracy.

Także wspaniałym naukowcom

i menadżerom w firmie "Ikaria".

Rzeczą, którą się zajęli,

było zainwestowanie kapitału tej młodej firmy

w opracowanie siarkowodorowej technologii,

a potem połączenie się z inną firmą,

która także sprzedaje toksyczny gaz,

bardziej toksyczny niż siarkowodór,

i podaje go noworodkom, które inaczej by zmarły

z powodu niedotlenienia tkanek.

Gaz ten jest dostarczany do ponad

tysiąca oddziałów intensywnej opieki na całym świecie,

zatwierdzony do użytku w tym właśnie celu

i rocznie ratuje tysiące dzieci

przed śmiercią.

(Oklaski)

Jest to naprawdę niesamowite,

że mogę być częścią tego wszystkiego.

Chcę powiedzieć, że uważam, iż jesteśmy na drodze

do zrozumienia elastyczności metabolizmu

w sposób fundamentalny,

i zapewne w niedalekiej przyszłości

sanitariusz będzie mógł zrobić zastrzyk siarkowodoru,

lub pewnego związku pochodnego,

osobie, która uległa poważnemu urazowi,

a osoba ta, stając się odrobinę mniej żywa,

stanie się także nieco bardziej nieśmiertelna.

Metabolizm przygaśnie,

jak byśmy na chwilę przyciemnili światło domowej lampy.

I wtedy będzie wystarczająco dużo czasu,

by ludzi takich przewieźć do szpitala,

gdzie będzie się można nimi zająć.

Następnie zaś,

podobnie jak mysz, narciarka,

czy 65-letnia kobieta...

...zbudzą się.

Cud? Mamy nadzieję, że nie,

a przynajmniej mamy nadzieję sprawić,

by cuda takie zdarzały się nieco częściej.

Bardzo dziękuję.

(Oklaski)