Mark Roth: La sospensione delle attività vitali a portata di mano

Oggi vi parlerò del mio lavoro sulla sospensione delle attività vitali. Di solito quando menziono queste parole la gente mi prende per Vulcaniano e ride. Ma non voglio parlarvi di cose strane come andare su Marte o su Pandora, anche se sarebbe divertente. Vi sto parlando del concetto di usare la sospensione delle attività vitali per aiutare le persone a sopravvivere a un trauma.

E allora cosa intendo con l'espressione 'sospensione delle attività vitali'? Intendo il processo con cui gli animali si deanimano, appaiono come morti, e poi si risvegliano senza aver subito danni. Va bene, questa è la grande idea. Se osservate la natura vedrete che osservare uno stato di ibernazione è come osservare l'immortalità. E allora ciò che vi voglio raccontare è un modo per dire a chi lavora con i traumatizzati - trovate il modo di deanimarli per un po' di tempo così da renderli un po' più immortali quando subiscono un attacco cardiaco.

Esempi di organismi che sono quasi immortali sono i semi vegetali o le spore batteriche. Queste creature sono tra le forme di vita più longeve del nostro pianeta, e tendono a passare la maggior parte del tempo in uno stato di animazione sospesa. Gli scienziati oggi pensano che le spore batteriche esistano come cellule individuali vive, ma in condizione di animazione sospesa che può durare perfino 250 milioni di anni. E quello che succede per queste creature piccolissime vorrei avvicinarlo a noi, nella linea immortale del germe dell'essere umano, che risiede negli ovuli all'interno delle ovaie, i quali se ne stanno lì in uno stato di animazione sospesa per tutta la durata del periodo fertile della donna.

E adesso il mio esempio favorito di animazione sospesa. Le scimmie di mare. Chi di voi ha dei bambini sa di cosa parlo. Andate al negozio di animali o di giocattoli e potete comprare questi cosi. Poi aprite il sacchetto, e li versate nel vostro acquario, e dopo circa una settimana lo vedrete pieno di gamberetti che nuotano. A me, comunque, non interessava il loro nuoto ma quello che succedeva all'interno del sacchetto, mentre si trovava ancora sullo scaffale del negozio, dove i gamberetti si trovavano in uno stato di animazione sospesa a tempo indefinito. Questa idea dell'animazione sospesa non riguarda solo cellule e animaletti strani.

A volte anche gli esseri umani si trovano brevemente in questo stato, e tra queste storie quelle che mi interessano di più sono quelle che hanno a che fare col freddo. 10 anni fa c'era una sciatrice in Norvegia che era rimasta intrappolata sotto una cascata gelata. E fu tratta in salvo solo dopo due ore. Il suo corpo era gelido e non aveva battito. Era morta, congelata, in tutto e per tutto. Sette ore dopo, ancora priva di battito, riuscirono a rianimarla, e in seguito lei stessa riuscì a diventare capo radiologo nello stesso ospedale in cui era stata ricoverata.

Un paio di anni più tardi - queste cose mi esaltano davvero - dicevo che un paio d'anni dopo c'era questa bambina canadese di 13 mesi. Suo padre era uscito di casa; era inverno e lavorava nel turno di notte; la bambina lo seguì fuori casa con indosso solo un pannolino. E fu ritrovata ore dopo congelata e senza vita. E sono riusciti a rianimarla.

C'era poi una donna di 65 anni a Duluth, Minnesota, lo scorso anno, che fu ritrovata congelata e senza battito nel suo giardino una mattina d'inverno, e anche lei fu rianimata. Il giorno dopo stava così bene che la vollero sottoporre a dei test. Ma lei si infastidì e se ne andò a casa. (risa)

Magari pensate che si tratti di miracoli, vero? E sono veramente dei fatti miracolosi. C'è un detto nell'ambiente medico che recita che non si è morti finché non si è caldi e morti. Ed è proprio vero. Nel New England Journal of Medicine avevano pubblicato uno studio secondo cui con un riscaldamento appropriato, persone rimaste senza battito per tre ore potevano essere rianimate senza conseguenze neurologiche. Nel 50 percento e più dei casi. Perciò ho cominciato a pensare in che modo potevamo studiare l'animazione sospesa, in che modo avremmo potuto riprodurre, forse, cosa era successo alla sciatrice.

Ebbene, vi devo raccontare qualcosa di molto strano, ed è che la quasi assenza di ossigeno non sempre è letale. In questa stanza ci sarà circa il 20 percento di ossigeno. Se riducessimo la sua concentrazione drasticamente moriremmo. E infatti gli animali che usavamo per gli esperimenti, questi piccoli vermi da giardino chiamati nematodi, anche loro morivano se venivano privati di ossigeno. E ora vi dirò qualcosa che vi colpirà. Cioè che quando riduciamo ulteriormente la concentrazione di ossigeno di 100 volte, pari a 10 parti per milione, i vermi non morivano ma si trovavano in uno stato di animazione sospesa, e potevamo riportarli in vita senza arrecar loro danno. Ed è proprio la capacità di sopravvivere con questa concentrazione di ossigeno pari a 10 parti per milione, che ha provocato la morte apparente, che è stata conservata. Lo possiamo constatare in tanti organismi diversi. Una delle creature che possiede questa peculiarità è un pesce. Possiamo accenderne e spegnerne il battito a volontà come faremmo con un interruttore della luce.

E il riuscire a fare questa cosa mi aveva proprio scosso. E allora stavo pensando, quando stavamo riproducendo ciò che era successo alla sciatrice, che, naturalmente, in quello stato lei non stava consumando ossigeno, e quindi, forse, anche lei si trovava in uno stato di animazione sospesa. Ma, chiaramente, il suo corpo era anche estremamente freddo. E allora ci siamo chiesti cosa sarebbe successo se avessimo preso i nostri animaletti deanimati e li avessimo esposti al freddo. E abbiamo visto che se prendete degli animali vivi come me e voi, e li raffreddate - e parlo dei vermi da giardino - questi muoiono. Ma se li prendete durante lo stato di morte apparente e li esponete al freddo, questi rimangono in vita. Ed ecco la cosa importantissima: se volete sopravvivere al freddo dovete trovarvi in uno stato di animazione sospesa. Corretto? E' davvero una gran cosa.

E allora abbiamo cominciato a riflettere sulla relazione tra queste cose, e se proprio questo fosse ciò che era successo alla sciatrice. E ci siamo domandati: ci deve essere qualcosa dentro di noi, che il nostro organismo produce, che ci consente di regolare il nostro metabolismo in modo da farci sopravvivere a condizioni di raffreddamento estremo in cui altrimenti moriremmo. Ho pensato che sarebbe stato interessante andare a scovare quest'entità. Sapete?

Dovrei accennare al fatto che i testi di fisiologia che avrete avuto occasione di leggere vi diranno che vi sto suggerendo un'eresia. Dal momento della nostra uscita dall'utero fino a quando esaliamo il nostro ultimo respiro - ossia dalla nascita alla morte - non riusciamo a ridurre il nostro tasso metabolico al di sotto di quello che consideriamo uno standard, cioè il tasso metabolico basale. Ma sapevo che c'erano esempi di creature, mammiferi pure loro, che sono in grado di ridurlo, come ad esempio scoiattoli ed orsi. Essi riducono il loro tasso metabolico durante l'inverno, quando cadono in letargo. E allora mi sono detto: potremmo provare a scoprire quel meccanismo che possa indurre anche in noi una simile condizione?

E allora ci siamo messi alla ricerca di questi meccanismi. Durante questo periodo abbiamo fallito diverse volte. Qui tra noi c'è Ken Robinson, che ci ha parlato della gloria del fallimento. Beh, noi ne abbiamo avuti tanti. Abbiamo provato diversi composti ed agenti chimici, e abbiamo sbagliato ancora ed ancora. Ma un giorno stavo a casa guardando la tv, mentre mia moglie metteva a letto i bambini, e stavo seguendo uno show. Era uno show televisivo - uno show della NOVA sulla PBS - che parlava di caverne nel New Mexico. Questa grotta in particolare si chiamava Lechuguilla, ed è incredibilmente tossica per gli esseri umani. I ricercatori dovevano proteggersi in modo adeguato per entrarvi. E' piena di un gas tossico, il solfuro di idrogeno. Ora, curiosamente questo gas si trova già all'interno del nostro corpo. Lo produciamo noi stessi. La concentrazione maggiore si trova nel cervello. Veniva perfino usato per la guerra chimica durante il primo conflitto mondiale. E' estremamente tossico. Infatti quando succedono incidenti chimici si sa che se si respira troppo solfuro di idrogeno, si collassa a terra, sembri morto, ma se vieni portato fuori a respirare aria, puoi venire rianimato senza danni, purché si faccia in fretta.

E allora ho pensato che dovevo assolutamente procurarmene un po'. (risa) Naturalmente stiamo nell'America post 9 settembre, e quando vai in un istituto di ricerca e dici " Salve. Vorrei comprare alcuni cilindri di gas compresso, di un gas letale, perché, vedete, ho delle idee su come provocare la morte apparente nelle persone. E vi assicuro che andrà tutto liscio, davvero." Beh, sarebbe una giornataccia, ma come ho detto esiste veramente una base logica per pensare di poterci riuscire. Vi dicevo che questa sostanza è presente nel nostro corpo, e la cosa curiosa è che si lega nello stesso punto, all'interno delle cellule, dove si lega l'ossigeno, e dove lo si brucia, e lo si deve bruciare per riuscire a vivere. E allora abbiamo pensato che, come nel gioco delle sedie musicali, se fossimo in grado di somministrare a una persona del solfuro di idrogeno, e se questo occupasse lo stesso posto in cui si lega l'ossigeno, un po' come nel gioco delle sedie, allora, dato che non si potrebbe legare l'ossigeno, forse non lo si consumerebbe, e forse questo potrebbe ridurre il fabbisogno d'ossigeno. Chissà?

E poi - (risa) poi c'è la storia sulla dopamina, ed essendo un po', come dire, in uno stato alterato, potreste pensare che si tratti di questo. Quindi volevamo scoprire se saremmo stati in grado di usare solfuro di idrogeno in presenza di freddo e volevamo vedere se saremmo stati in grado di riprodurre le condizioni della sciatrice in un mammifero. Ora, sappiamo che noi mammiferi siamo creature a sangue caldo e quando prendiamo freddo tremiamo e rabbrividiamo. Cerchiamo di mantenere la nostra temperatura corporea a 37 gradi bruciando più ossigeno. Perciò è stato interessante quando abbiamo somministrato il solfuro di idrogeno a un topo mentre era esposto al freddo, perché successe che la temperatura corporea del topo si abbassò. E il topo cessò di muoversi. Sembrava morto. Il tasso del suo consumo d'ossigeno diminuì di dieci volte. E questo è il punto fondamentale. Vi ho detto che il solfuro di idrogeno si trova già in noi. Viene metabolizzato rapidamente, e tutto quello che dovete fare dopo sei ore che vi trovate in questo stato di deanimazione è semplicemente esporre il corpo all'atmosfera della stanza, ed esso si riscalda, mentre le condizioni fisiologiche non peggiorano.

Ora questo era strabiliante. Davvero. Avevamo trovato il modo di deanimare un mammifero. E non gli aveva causato danni. Avevamo trovato il modo di ridurre il suo consumo di ossigeno a livelli bassissimi, e senza complicazioni. Certo, in questo stato di deanimazione non poteva certo andare a ballare, ma non era morto e non aveva subito danni. Quindi abbiamo pensato: è questo l'agente che forse era presente anche nella sciatrice, la quale magari ne aveva più di altri, e fu pertanto in grado di ridurre il suo fabbisogno di ossigeno prima che il suo corpo si raffreddasse tanto da causarne la morte, come invece successe coi nostri vermi?

E poi ci siamo chiesti: Come possiamo utilizzare questa capacità di controllo della flessibilità metabolica? E una delle cose che ci stavamo chiedendo - sono certo che qualcuno di voi è un economista, e sapete tutto sulla legge della domanda e dell'offerta. E quando l'offerta equivale alla domanda tutto va bene, ma quando l'offerta crolla - nel nostro caso l'ossigeno - e la domanda continua a restare alta, siete morti. Dunque, quello che vi ho appena detto è che ora siamo in grado di ridurre la domanda. Dobbiamo ridurre l'offerta a livelli così bassi come mai prima, e senza uccidere l'animale. E con il denaro ricevuto dal DARPA siamo appena stati in grado di dimostrarlo. Se somministrate a un topo del solfuro di idrogeno potete ridurne il fabbisogno di ossigeno, e lo potrete tenere in un luogo con concentrazione d'ossigeno pari a quella esistente a 5000 piedi al di sopra dell'Everest, e lasciarlo lì per ore senza problema. Beh, è proprio fantastico. Abbiamo anche visto che potevamo provocare a delle cavie delle perdite di sangue altrimenti letali, e che potevamo salvarle somministrando loro del solfuro di idrogeno.

Dopo aver fatto questi esperimenti per testare la teoria ho pensato che avrei dovuto fondare una società, e che avremmo dovuto estenderne gli obiettivi ad altre aree. Ho fondato una società chiamata Ikaria con l'aiuto di altri. E la prima cosa che questa società ha fatto è stata di sviluppare una formulazione liquida per il solfuro d'idrogeno, una forma iniettabile che potevamo spedire a medici in tutto il mondo che studiano modeli di medicina d'emergenza, e i risultati sono incredibilmente positivi.

In un test con animali con attacco cardiaco, quelli a cui era stato somministrato solfato di idrogeno mostravano una riduzione del 70 percento dei danni al miocardio rispetto a quelli curati con sistemi tradizionali, gli stessi che userebbero con noi se dovessimo averne bisogno oggi. Lo stesso vale per altri organi in caso di perdita di funzionalità per insufficienza renale, epatica, di sindrome respiratoria acuta e di danni causati da chirurgia di by pass cardiaco. Bene, tutti i grandi esperti mondiali di medicina traumatica concordano nel dire che questo è vero, cioè che l'esposizione al solfato di idrogeno diminuisca i danni da esposizione a livelli troppo bassi (e letali) di ossigeno.

E devo dire che la concentrazione di solfuro di idrogeno necessaria per questa procedura è incredibilmente bassa. Di fatto così bassa che i medici non avranno bisogno di ridurre di molto il metabolismo dei pazienti per avere i benefici di cui vi ho parlato, il che è un'ottima cosa laddove si pensi di adottare questa tecnica. Non vorrete certo eccedere nelle medicazioni al solo scopo di salvare i pazienti, sarebbe molto sconcertante. (risa)

Adesso siamo passati alla sperimentazione su esseri umani. Ed ora... (applausi) Grazie. Gli studi di sicurezza della fase uno sono terminati e stiamo procedendo bene. Dobbiamo arrivare alle fasi 2 e 3. Ci vorrà qualche anno. E' stato tutto molto rapido: gli esperimenti sui ratti ibernati risalgono al 2005, quelli sugli umani al 2008, ed entro un paio di anni dovremmo sapere se funziona oppure no. Ed è successo tutto molto in fretta perché ci hanno aiutato in tanti.

Vorrei per prima cosa menzionare mia moglie, senza il cui aiuto questa conferenza e il mio lavoro non sarebbero stati possibili, perciò molte grazie! E grazie anche ai brillanti scienziati del mio laboratorio e a tutto il personale, il centro di ricerca sul cancro Fred Hutchinson di Seattle, Washington, un posto meraviglioso in cui lavorare. E agli stupendi scienziati e manager di Ikaria. Ciò per cui tutta questa gente si è adoperata è stato di prendere la tecnologia del solfuro di idrogeno, che è sfociata in una start-up che consuma capitale di rischio molto velocemente, e fondere la start-up con un'altra società che vende un altro gas tossico, più tossico del solfuro di idrogeno, e somministrare il gas a neonati che altrimenti morirebbero a causa di patologie che impediscono loro di ossigenare i tessuti in modo appropriato. E questo gas, distribuito in più di mille dipartimenti di cura intensiva in tutto il mondo, è stato ora approvato ufficialmente e salva migliaia di bambini ogni anno da morte certa. (applausi)

Per me è davvero incredibile essere stato partecipe di tutto questo. E voglio dirvi che penso che abbiamo preso la strada giusta per capire la flessibilità metabolica in modo findamentale, e che in un futuro non troppo lontano un soccorritore medico sarà in grado di iniettare solfuro di idrogeno o qualche composto simile, ad una persona politraumatizzata, così da deanimarla temporaneamente e renderla un po' più immortale. Il metabolismo diminuirà come succede per gli interruttori di luce ad intensità variabile. E così si avrà il tempo, si guadagnerà il tempo loro necessario a poter essere trasportate in ospedale per le cure necessarie. E dopo la cura, allo stesso modo del topo o della sciatrice, o della donna di 65 anni, si risveglieranno. Un miracolo? Speriamo di no, o magari speriamo di rendere i miracoli un po' più frequenti.

Molte grazie. (applausi)