Mark Roth, un científico del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson, apareció en un video de diciembre de Hutch sobre «ciencia intrépida». (Foto de Fred Hutch)
Para ayudar a la gente a vivir, Mark Roth examina a aquellos que han estado terriblemente cerca de morir.
Personas que se han perdido en el desierto helado en un desvanecimiento del Monte Rainier o que se han escondido en el hueco de las ruedas de un avión transpacífico. Personas que han sufrido ataques cardíacos masivos o accidentes automovilísticos aplastantes.
Roth ve un hilo que conecta estas catástrofes con algo aparentemente bastante diferente: la inmortalidad. Ambas condiciones «presionan pausa» en la vida, dijo. Es hacerse el muerto sin estar muerto.
“Existe una conexión que se puede establecer fácilmente entre las experiencias cercanas a la muerte y la inmortalidad. Ambos no están haciendo nada, están en ‘animación suspendida’ ”, dijo Roth. «Entonces, hay algo acerca de una experiencia cercana a la muerte, que no es tanto una experiencia cercana a la muerte, sino lo que yo llamo una experiencia cercana a la muerte».
Es cierto que es alucinante equiparar estar casi muerto con vivir para siempre. Pero Roth, bioquímico y biólogo celular del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson de Seattle, así como empresario y ganador anterior de una beca MacArthur «Genius Grant», ha construido su carrera haciendo conexiones científicas poco convencionales y poco probables.
Su investigación podría desbloquear avances médicos significativos, con ensayos clínicos que comenzarán este año. El trabajo cuenta con el apoyo de las principales organizaciones nacionales de subvenciones y del Ejército de los EE. UU., Con miras a ayudar a los soldados en combate. Sus colegas elogian su enfoque único, uno de los cuales llama a su trabajo «seminal».
Como Roth explica su impulso por la investigación médica: «Quiero que los milagros sucedan con más frecuencia».
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Hace muchos años, Roth se sintió intrigado con los informes de personas que experimentaron una animación suspendida provocada por condiciones extremas y revivieron a pesar de que parecían estar muertas. Sin embargo, la ocurrencia de desventuras congeladas y polizones es muy poco común para respaldar una investigación de investigación. Así que tomó un rumbo diferente. Comenzó a estudiar a personas que sufrían estrés severo: infartos; trauma; sepsis, que es una enfermedad mortal causada por infecciones masivas; y ahora casos de COVID-19.
“Estudiamos a las personas que están teniendo, por así decirlo, experiencias que las acercan a la muerte, y luego tratamos de entender lo que están haciendo y cómo se relaciona eso con si sobreviven o no”, dijo Roth.
Estaba buscando el elixir biológico que mantenía a las personas atadas a la vida en las situaciones más espantosas.
Roth se unió a Fred Hutch en 1989 y ha recibido honores que incluyen una “Beca Genius” de MacArthur y apareció en una charla TED de 2010, que es más o menos en la época de esta foto. (Foto de Fred Hutch) Un ingrediente clave para la reanimación
Roth comenzó con estudios en animales en los que trató de imitar estos estados de animación. Descubrió que podía desanimar y reanimar criaturas desde gusanos y peces cebra hasta ratones al reducir su demanda de oxígeno. Lo hizo aumentando sus niveles de sulfuro y seleniuro, que son sustancias naturales que comemos o respiramos y que son esenciales para la vida en niveles bajos.
Cuando se induce la animación suspendida en una persona o animal lesionado, «se gana tiempo para la reparación», dijo Peter Radermacher, profesor de Anestesiología y Medicina de Cuidados Intensivos en la Facultad de Medicina de la Universidad de Ulm, Alemania.
Radermacher recordó haber visto en 2005 la investigación de Roth sobre ratones y sulfuro, que usó en forma de sulfuro de hidrógeno. “Fue un artículo fundamental”, dijo. «Lanzó varios miles de artículos utilizando sulfuro de hidrógeno».
Ese mismo año, Roth lanzó una empresa llamada Ikaria para desarrollar tratamientos a base de sulfuro de hidrógeno para personas. El negocio fue adquirido por $ 2.3 mil millones por la compañía farmacéutica británica Mallinckrodt Pharmaceuticals, pero unos años más tarde la compañía de biotecnología dejó de investigar las terapias desanimadoras basadas en azufre de Roth.
El sulfuro es mortal en niveles más altos, y algunos investigadores cuestionaron si el tratamiento con sulfuro de hidrógeno funcionaría en mamíferos más grandes.
Así que Roth recurrió al bromuro y el yoduro, primos cercanos del sulfuro y el seleniuro en la tabla periódica de elementos. El bromuro ya se había utilizado en medicina, comenzando en el siglo XIX como sedante, induciendo desanimación. Se preguntó si en situaciones traumáticas, nuestros cuerpos podrían aprovechar estos elementos de una manera diferente a la que lo hacen en condiciones normales para ayudarnos a sobrevivir.
“Cuando tienes un evento severo, o los redistribuyes adecuadamente, en cuyo caso puedes meterte en tu saco de dormir y sobrevivir ese momento cercano a la muerte, en otras palabras, desanimar adecuadamente y luego puedes ser reanimado, o no ‘ «, dijo Roth.
“Entonces, ¿qué son esos eventos de redistribución? ¿Puedes definirlos? » preguntó. “¿Y puedes aumentarlos para que las personas que habrían estado muertas ahora no estén muertas? Ese es el objetivo «.
Al analizar la sangre recolectada de pacientes que experimentaron traumatismos o sepsis, encontró un gran aumento en los niveles de yoduro. Pero la presencia de yoduro en la sangre no reveló lo que estaba haciendo: ¿estaba ayudando o doliendo?
Entonces, Roth y sus colegas recurrieron a modelos animales y descubrieron que aumentar los niveles de yoduro en ratones, cerdos y ratas conducía a mejores resultados cuando experimentaban eventos traumáticos, en comparación con aquellos que no recibieron el tratamiento.
Los beneficios se reducen a algo de química básica. En el caso de ataques cardíacos, por ejemplo, el flujo sanguíneo se bloquea y el músculo cardíaco se queda sin oxígeno. Se apaga o desanima. Pero cuando el oxígeno regresa, hay demasiado y se produce peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno a su vez causa estragos en el tejido sano, matándolo. El yoduro puede actuar como un escudo, convirtiendo químicamente el peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua y reduciendo la inflamación. Daño evitado. Un éxito de reanimación.
El Dr. Sam Tisherman, profesor de cirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland, investiga el enfriamiento de un paciente o la “hipotermia terapéutica” como una forma de tratar a los pacientes con trauma y cardíacos. La temperatura fría ralentiza el metabolismo y da tiempo a los cirujanos para operar.
«En algún momento tienes que devolver el oxígeno, pero ¿cómo puedes prevenir ese daño del estallido oxidativo?» Dijo Tisherman. El enfoque de Roth podría ayudar. «Eso sería complementario», dijo, «si pudiera funcionar».
La conexión de yoduro
Para Roth, todo cuadraba. El yoduro no solo era un superhéroe celular en los seres humanos, sino que también desempeñaba un papel de respuesta al estrés en todo tipo de organismos.
“El fenómeno de la redistribución de estos elementos en momentos de estrés no es exclusivo de las personas”, dijo. «Está ampliamente presente en biología».
Tomemos como ejemplo las ardillas de tierra del Ártico en Alaska. Los investigadores que trabajaron con Roth pudieron simular en un laboratorio el entorno de hibernación invernal normal de las ardillas. Tomaron muestras de sangre de roedores que dormían o que retozaban. Los niveles de yoduro en la sangre de las ardillas en hibernación fueron dos o tres veces más altos que en las ardillas normalmente activas. Roth sospecha que el yoduro elevado ayuda a los roedores a recuperarse de forma segura de su estado de animación suspendida.
Ardilla de tierra ártica hibernando. (Foto de Lesa Hollen / Universidad de Alaska Fairbanks)
Otro ejemplo proviene de un alga marrón, reconocida en el noroeste del Pacífico como el enorme kelp toro con sus cintas de goma que se encuentran cerca de las playas. La planta cercana a la costa contiene algunas de las concentraciones de yoduro más altas de cualquier organismo. A medida que las mareas refluyen y fluyen, las algas se exponen a la luz solar y al aire que producen peróxido de hidrógeno dañino. Aquí nuevamente, el yoduro puede limitar el daño del peróxido.
«¿Qué pasa si la clave de las historias de supervivencia drásticas», dijo Roth, «se reduce a lo que la gente estaba comiendo en los días y semanas antes del trauma o accidente?»
El objetivo general de Roth ha sido aplicar sus estudios a la atención médica. Así que en 2014 lanzó Faraday Pharmaceuticals, un derivado biotecnológico de Hutch. Actualmente es miembro de la junta y consultor de la empresa con sede en Seattle.
En octubre, Roth y un equipo de científicos publicaron una investigación que mostraba el yoduro naturalmente elevado en ardillas en hibernación, así como en sangre extraída de pacientes con traumatismos y sepsis. Los científicos también administraron inyecciones de yoduro o solución salina a ratones que experimentaron daño muscular en las patas traseras, lo que mostró menos daño al tejido muscular en los ratones que recibieron dosis extra de yoduro.
Los autores del artículo incluyen científicos de Hutch, Faraday, el Departamento de Medicina de Emergencia de la Universidad de Washington, el Departamento de Cirugía del Centro Médico Harborview de Seattle y la Universidad de Alaska. El artículo fue publicado en la revista Critical Care Explorations.
(Uno de los autores, el Dr. Ron Maier, también fue el cirujano en jefe del equipo que trató con éxito a un excursionista semicongelado que se recuperó en noviembre después de perderse en Rainier).
Si podemos aprovechar esta capacidad, podría transformar la medicina de emergencia.
Más importante aún, la investigación también se muestra prometedora en el uso de yoduro en el tratamiento de pacientes humanos. En 2019, los científicos de Faraday presentaron los resultados de un estudio de 120 pacientes que experimentaron ataques cardíacos graves. Los pacientes que recibieron un fármaco a base de yoduro creado por Faraday sufrieron menos daño en el corazón, según los resultados del estudio de fase 2 presentados en una reunión de la American Heart Association.
Este año, Roth y otros investigadores comenzarán otro estudio de Fase 2 para observar los efectos de proporcionar yoduro intravenoso a pacientes traumatizados.
También se embarcarán en un estudio de fase 3 más riguroso de pacientes con ataque cardíaco y tratamiento con yoduro, que tardará unos dos años en completarse. Si los resultados son positivos, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Evaluaría el tratamiento durante seis meses adicionales y podría convertirse en parte de la atención de rutina.
Roth tiene la esperanza de que sus conocimientos sobre la animación suspendida den vida a los peligrosamente enfermos.
El estudio publicado sobre ardillas, ratones y humanos «sugiere que los rápidos aumentos de yoduro en la sangre podrían representar una respuesta antigua al estrés que se comparte entre los animales», dijo Roth. «Si podemos aprovechar esta capacidad, podría transformar la medicina de emergencia».
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