'Oživite' organe prašiča eno uro po njegovi smrti

Prašičje organe so ‘obudili’ eno uro po smrti

Le nekaj minut po zadnjem srčnem utripu začne strašljiva kaskada biokemičnih dogodkov, ki jih povzroča pomanjkanje kisika, hranil in krvnega pretoka, uničevati celice. Posledica tega je, da organi otečejo in ni več poti v smrt. Vsaj tako pravi teorija, saj raziskovalci na univerzi Yale že leta izvajajo poskuse, da bi vsaj delno obrnili ta proces. Leta 2019 so nekatere prašičje možganske celice, ki so odmrle pred štirimi urami, že ‘vstale’. Zdaj, kot je opisano v novi študiji v ‘Nature’, so isti sistem uporabili za ‘oživiti‘ preostali organi iz prašičjih trupel, ki so poginili eno uro prej, celo popravili nekatere poškodovane celice.

Ideja se je pojavila, ko so nevroznanstveniki ekipe rutinsko iskali znake sposobnosti preživetja celic – to je, da so nekatere celice še vedno funkcionalne – v vzorcih mrtvega človeškega možganskega tkiva, tudi nekaj ur po smrti. Torej, ali je bilo mogoče to ‘neuspeh’ uporabiti za ‘oživitev’ nekaterih njihovih delov? Iz tega izhodišča so razvili BrainEx, mehanizem, sestavljen iz niza črpalk, ki napihujejosangre umetnoSestoji iz gensko spremenjenega brezceličnega hemoglobina z antikoagulantnimi lastnostmi, ki so jih razvili raziskovalci sami. Šest ur so pritrdili glave prašičev na stroj, ki jih je vzdrževal pri temperaturi, ki bi jo imel živ prašič, medtem ko so cepili to raztopino.

Tako so po živalih odkrili znake molekularne aktivnosti in signale osnovnih funkcij nevronskih, glialnih in vaskularnih celic. Natančneje, kot je navedeno v njihovi študiji, objavljeni tudi v ‘Nature’, so opazili zmanjšanje celične smrti; ohranjanje anatomske in celične arhitekture; obnavljanje strukture krvnih žil in obnavljanje cirkulacije; glialni vnetni odzivi; znaki aktivnega metabolizma glukoze in kisika v možganih; in in vitro spontano nevronsko aktivnost v sinapsah v celicah, odstranjenih iz možganov, zdravljenih z BrainEx.

“Zato smo mislili, da če bi lahko obnovili določene celične funkcije v mrtvih možganih, organu, za katerega je znano, da je bolj dovzeten za ishemijo – zmanjšanje oskrbe s krvjo -, bi bilo mogoče nekaj podobnega doseči v drugih organih za presajanje,” pojasnjujejo. . Nenad Šestan, profesor nevroznanosti, primerjalne medicine, genetike in psihiatrije na univerzi Yale ter avtor dveh študij. Tako so na podlagi BrainExa ustvarili OrganEx: ista zamisel, vendar uporabljena za druge vitalne organe, kot so pljuča, jetra, ledvice, trebušna slinavka ali srce, odpiranje vrat, da ostanejo pri življenju po smrti, in revolucionaren korak za prihodnje presaditve ljudi.

“frankenštajnov stroj”

Eno uro po inducirani smrti so prašiči povezani s perfuzijsko napravo, podobno kardiopulmonalnim obvodnim napravam (imenovanim ECMO), ki delujejo na srce in pljuča med na primer operacijami ali za pomoč kritično bolnim bolnikom. Uvedena je bila tudi eksperimentalna tekočina, kot je BrainEx, vendar prilagojena celicam drugih organov zunaj možganov in zavira vnetje, ki se pojavi po smrti.

Po šestih urah zdravljenja z OrganExom so raziskovalci ugotovili, da so se ključne celične funkcije – zlasti strukturna celovitost in celični stroji – ponovno aktivirale v srcu, pljučih, trebušni slinavki, jetrih, ledvicah in celo možganih, kjer so tudi ti signali. (čeprav ne tako obsežna analiza kot v prejšnji študiji). Poleg tega se je obnovilo delovanje nekaterih organov: na primer, našli so dokaz električne aktivnosti v srcu, ki je ohranilo sposobnost krčenja; Poleg tega jim je uspelo obnoviti prekrvavitev po telesu, kar je raziskovalce “res presenetilo”, pravi Šestan. Še več: pod mikroskopom je bilo organe, zdravljene s tem sistemom, s prostim očesom težko ločiti od zdravega organa.

David Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy, Shupei Zhang; Laboratorij Šestan; Yale School of Medicine

Rezultate so primerjali tudi s sistemom ECMO: medtem ko to zdravljenje ni doseglo ustrezne prekrvavitve vseh organov in je prišlo do kolapsa številnih krvnih žil, je OrganEx dosegel popolno prekrvavitev in stabilno porabo kisika. Poglobljene analize tkiv so pokazale manj uničenja celic in več dokazov, da je pionirsko zdravljenje spodbudilo popravilo celic.

Na levi ledvični obtok po eni uri zdravljenja z ECMO; na desni enaka situacija z OrganEx; črno in osenčeno, območja s prometom (boljši rezultati na desni, kot je razvidno)

Poskus je šel tako dobro, da so celo opazovali mišični krči glave in vratu med zdravljenjem živali, ki so bile ves čas anestezirane. »Ti gibi kažejo na ohranjenost nekaterih motoričnih funkcij,« pojasnjuje Šestan. Vendar pa raziskovalci jasno povedo ne gre za “vstajenje” komplet pujsov, ki nikakor niso ponovno zaživeli v polni funkciji ali zaživeli kot nekakšni ‘zombi’ pujsi. Pravzaprav so, tako kot pri prejšnjem delu, spremljali možganske signale, da bi preverili, ali se globalna električna aktivnost ni ponovno vzpostavila, in če bi se, bi lahko znižali telesno temperaturo, dali več anestezije in prekinili poskus.

“Naš cilj je bil obnoviti funkcionalnost nekaterih organov, zato so potrebne nadaljnje raziskave, da bi razumeli očitno obnovljene motorične funkcije pri živalih,” pravi soavtor študije. Stephen Latham, direktor interdisciplinarnega centra za bioetiko Yale. “Moramo pozorno spremljati prihodnje raziskave, zlasti tiste, ki vključujejo perfuzijo možganov,” pravi o etičnih posledicah takšnih kontroverznih vrst poskusov.

Pa ne samo bodočih. Oba testa sta prestala strog nadzor strokovnjakov bioetike in medicine ter sta bila načrtovana skoraj do milimetra natančno. »Iz tega razloga je bila od smrti subjekta do dajanja zdravljenja porabljena samo ena ura, kot je bilo ugotovljeno. Nič več,« pravi. David Andrijevićnevroznanstvenik na Yalu in še en avtor študije.

Človeške aplikacije

Logično vprašanje po tem poskusu je, ali je ta sistem mogoče uporabiti pri ljudeh. “To je možnost, vendar je še daleč od praktične uporabe,” pojasnjuje Latham. “Manjka veliko raziskav, da bi vedeli, kako ga lahko uporabljamo pri ljudeh in preučujemo njegove učinke.” Raziskovalci poudarjajo, da bi ta sistem lahko odprl vrata za podaljšanje življenjske dobe človeških organov in razširitev njihove dostopnosti darovalcem za presaditev. Lahko pa se uporablja tudi za zdravljenje organov ali tkiv, poškodovanih zaradi ishemije med srčnim napadom ali možgansko kapjo.

“Ampak ni tako, da bi lahko izboljšali srce po srčnem infarktu, ni tako preprosto,” pravi Latham, ki poudarja, da OrganEx ne obrne procesa smrti, niti ne “pomladi” organov po uporabi. »Za to razburljivo novo tehnologijo obstajajo številne možnosti uporabe. Vendar vztrajam, da je pred nami še veliko raziskav in smo daleč od tega, da bi jih lahko uporabili pri ljudeh.«

Andrijević pa je v okviru previdnosti nekoliko bolj optimističen: »Če bomo v prihodnjih študijah pokazali, da je OrganEx sposoben doseči popolno in ustrezno obnovo organov, bi ta pristop lahko povečal število darovalcev organov ne le z reševanjem organov, bi bil prej zavrnjen, temveč tudi z reševanjem več organov hkrati.

Leave a Comment

Your email address will not be published.