Nei maiali i ricercatori hanno ripristinato la circolazione sanguigna e altre funzioni cellulari un'ora dopo la morte

Lo ha affermato David Andrijevic, ricercatore associato in neuroscienze presso la Yale School of Medicine e co-autore principale dello studio. Entro pochi minuti dal battito cardiaco finale, una cascata di eventi biochimici innescati da una mancanza di flusso sanguigno, ossigeno e sostanze nutritive inizia a distruggere le cellule e gli organi del corpo. Ma un team di scienziati di Yale ha scoperto che l'insufficienza cellulare massiccia e permanente non deve avvenire così rapidamente.

3 ago 2022 - Utilizzando una nuova tecnologia sviluppata dal team che fornisce un fluido protettivo cellulare appositamente progettato per organi e tessuti, i ricercatori hanno ripristinato la circolazione sanguigna e altre funzioni cellulari nei maiali un'ora intera dopo la loro morte, riferiscono nell'edizione del 3 agosto della rivista Natura. I risultati possono aiutare a prolungare la salute degli organi umani durante l'intervento chirurgico ed espandere la disponibilità di organi donatori, hanno affermato gli autori.

"Tutte le cellule non muoiono immediatamente, c'è una serie più lunga di eventi", ha affermato David Andrijevic, ricercatore associato in neuroscienze presso la Yale School of Medicine e co-autore principale dello studio. "È un processo in cui puoi intervenire, interrompere e ripristinare alcune funzioni cellulari".

La ricerca si basa su un precedente progetto guidato da Yale che ha ripristinato la circolazione e alcune funzioni cellulari nel cervello di un maiale morto con la tecnologia denominata BrainEx. Pubblicato nel 2019, quello studio e quello nuovo sono stati guidati dal laboratorio di Nenad Sestan di Yale, professore di neuroscienze Harvey e Kate Cushing e professore di medicina comparata, genetica e psichiatria.

" Se fossimo in grado di ripristinare alcune funzioni cellulari nel cervello morto, un organo noto per essere più suscettibile all'ischemia [insufficiente afflusso di sangue], abbiamo ipotizzato che qualcosa di simile potrebbe essere ottenuto anche in altri organi vitali trapiantabili", ha detto Sestan.

Nel nuovo studio - che ha coinvolto l'autore senior Sestan e i colleghi Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy e Shupei Zhang, tutti di Yale - i ricercatori hanno applicato una versione modificata di BrainEx chiamata OrganEx all'intero maiale. La tecnologia consiste in un dispositivo di perfusione simile alle macchine cuore-polmone - che svolgono il lavoro del cuore e dei polmoni durante l'intervento chirurgico - e un fluido sperimentale contenente composti che possono promuovere la salute cellulare e sopprimere l'infiammazione in tutto il corpo del maiale. L'arresto cardiaco è stato indotto nei suini anestetizzati, che sono stati trattati con OrganEx un'ora dopo la morte.

Sei ore dopo il trattamento con OrganEx, gli scienziati hanno scoperto che alcune funzioni cellulari chiave erano attive in molte aree del corpo dei suini, inclusi cuore, fegato e reni, e che alcune funzioni degli organi erano state ripristinate. Ad esempio, hanno trovato prove di attività elettrica nel cuore, che ha mantenuto la capacità di contrarsi.
" Siamo stati anche in grado di ripristinare la circolazione in tutto il corpo, il che ci ha stupito", ha detto Sestan.

Normalmente, quando il cuore smette di battere, gli organi iniziano a gonfiarsi, collassando i vasi sanguigni e bloccando la circolazione, ha detto. Eppure la circolazione è stata ripristinata e gli organi dei suini deceduti che hanno ricevuto il trattamento con OrganEx sono apparsi funzionali a livello di cellule e tessuti.
" Al microscopio, era difficile distinguere tra un organo sano e uno che era stato trattato con la tecnologia OrganEx dopo la morte", ha detto Vrselja.

Come nell'esperimento del 2019, i ricercatori hanno anche scoperto che l'attività cellulare in alcune aree del cervello era stata ripristinata, sebbene durante qualsiasi parte dell'esperimento non fosse stata rilevata alcuna attività elettrica organizzata che indicherebbe la coscienza.

Il team è stato particolarmente sorpreso di osservare movimenti muscolari involontari e spontanei nelle aree della testa e del collo quando hanno valutato gli animali trattati, che sono rimasti anestetizzati per l'intero esperimento di sei ore. Questi movimenti indicano la conservazione di alcune funzioni motorie, ha detto Sestan.

I ricercatori hanno sottolineato che sono necessari ulteriori studi per comprendere le funzioni motorie apparentemente ripristinate negli animali e che è necessaria una rigorosa revisione etica da parte di altri scienziati e bioeticisti.

I protocolli sperimentali per l'ultimo studio sono stati approvati dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali di Yale e guidati da un comitato consultivo ed etico esterno.
La tecnologia OrganEx potrebbe eventualmente avere diverse potenziali applicazioni, hanno affermato gli autori. Ad esempio, potrebbe prolungare la vita degli organi nei pazienti umani ed espandere la disponibilità di organi donatori per il trapianto. Potrebbe anche essere in grado di aiutare a curare organi o tessuti danneggiati dall'ischemia durante infarti o ictus.

" Ci sono numerose potenziali applicazioni di questa nuova entusiasmante tecnologia", ha affermato Stephen Latham, direttore del Centro interdisciplinare di Yale per la bioetica. "Tuttavia, dobbiamo mantenere un'attenta supervisione di tutti gli studi futuri, in particolare quelli che includono la perfusione del cervello".
La ricerca è stata finanziata dal Dipartimento della salute e dei servizi umani degli Stati Uniti, dal National Institutes of Health e dal National Institute of Mental Health.

Questo lavoro è stato supportato dalle sovvenzioni NIH BRAIN Initiative MH117064, MH117064-01S1, R21DK128662, T32GM136651, F30HD106694 e Schmidt Futures.