Creierele de porc mort scăldate în lichid artificial au arătat semne de viață celulară

Oamenii de știință au restabilit activitatea celulară a creierului de porc la câteva ore după moartea animalelor – o performanță fără precedent. Această renaștere, realizată cu un sistem sofisticat de fluid artificial, a avut loc la patru ore după moartea porcilor la un abator.

„Acesta este o descoperire uriașă”, spune eticianul și jurist Nita Farahany de la Universitatea Duke, care nu a fost implicat în cercetare. „Contestă fundamental credințele existente în neuroștiință. Ideea ireversibilității pierderii funcției creierului în mod clar nu este adevărată.”

Rezultatele, raportate pe 17 aprilie în Natură, poate duce la tratamente mai bune pentru leziunile cerebrale cauzate de accident vascular cerebral sau alte leziuni care înfometează țesutul cerebral de oxigen. Realizarea ridică, de asemenea, puzzle-uri etice semnificative cu privire la cercetarea asupra creierelor care nu sunt vii, dar nici complet mort.

În cadrul studiului, creierele nu au prezentat semne ale activității neuronale pe scară largă care se crede că este necesară pentru conștiință. Dar celulele nervoase individuale încă ardeau. „Există această zonă cenușie între animalele moarte și animalele vii”, spune Farahany, care a fost coautor al unei piese de perspectivă în Natură.

Experimentele au fost efectuate pe porci care fuseseră uciși într-o fabrică de procesare a alimentelor. Aceste animale au fost destinate să devină carne de porc. „Niciun animal nu a murit pentru acest studiu”, scriu autorii noii lucrări în lucrarea lor.

După decapitare, aproximativ 300 de capete de porc au fost puse pe gheață și transportate la un laborator al Universității Yale, unde cercetătorii au îndepărtat chirurgical creierul. La patru ore post mortem, cercetătorii au pus 32 dintre aceste creiere într-un sistem artificial cunoscut sub numele de creierEx — o cameră cu lichid de înlocuire a sângelui special conceput, care pompează prin vasele de sânge, furnizând oxigen, zahăr și alte ingrediente de susținere la temperatura corpului pentru a menține creierul în funcțiune.

Timp de șase ore în creierEx sistem, aceste creiere moarte au dat semne de activitate. Oxigenul și zahărul au intrat în țesutul creierului, iar dioxidul de carbon a ieșit, au arătat analizele fluidului. Asta sugera că creierele erau încă ocupate metabolic. Unele dintre celulele nervoase din hipocamp și cortexul prefrontal, zone cheie ale creierului pentru gândirea complexă, au părut sănătoase la microscop. Și celulele nervoase ar putea încă declanșa semnale, au arătat studiile asupra celulelor individuale din felii de creier. În schimb, creiere care nu erau în creierEx sistem deteriorat.

POMPAȚI-O Un fluid artificial curge prin acest creier de porc după moarte, menținând celulele oxigenate și hrănite.

Z. Vrselja et al/Natură 2019

Rezultatele sugerează că creierele, poate chiar și cele umane, sunt mult mai rezistente decât se credea cândva. „Aceasta este concluzia”, spune coautorul studiului Nenad Sestan, neuroștiință la Yale. Tehnica oferă o nouă modalitate de a studia creierul animalelor în laboratoare, experimente care ar putea oferi informații despre combaterea leziunilor creierului uman cauzate de accidente vasculare cerebrale sau alte răni, spune el.

Studiul este, de asemenea, notabil pentru ceea ce nu a observat – activitatea cerebrală pe scară largă coordonată care ar putea fi detectată de electrozii de pe suprafețele creierului. Acest tip de activitate poate indica un anumit nivel de conștientizare. Dacă oamenii de știință ar fi observat astfel de semnale, experimentul ar fi fost oprit imediat, spune coautorul studiului Stephen Latham, bioetician la Yale. „Dacă se va întâmpla, va trebui să ne regrupăm, deoarece ar pune această problemă unică de a crea un fel de experiență sau conștientizare într-un organ care este complet izolat de orice ființă vie”, spune el.

În creierEx sistem, fluidul a fost conceput pentru a conține un compus care blochează activitatea neuronală; cercetătorii au bănuit că prea multă acțiune a celulelor nervoase ar fi dăunătoare pentru creier. Oamenii de știință nu știu dacă eliminarea acelui compus de blocare ar fi permis modele mai complexe de activitate a creierului sau dacă astfel de semnale ar fi apărut în cele din urmă după mai mult timp în fluid.

Cercetarea nu este aproape de a fi gata să fie folosită pe creierul uman, spun oamenii de știință. Totuși, metoda ridică posibilitatea ca abordări similare să poată restabili într-o zi o anumită funcție a țesutului creierului uman.

Regulile pentru experimentele care implică oameni vii sunt stricte, a declarat bioeticianul Christine Grady de la National Institutes of Health din Bethesda, Maryland, într-un briefing de presă din 16 aprilie.

„Odată ce un om moare și țesutul său este într-un laborator, există mult mai puține restricții cu privire la ceea ce se poate face”, a spus Grady. Noile abilități de a păstra țesuturile moarte îi vor încuraja pe oameni să se gândească la „dacă trebuie sau nu să existe noi reguli cu privire la modul în care ne ocupăm de aceste țesuturi”, indiferent dacă provin de la un porc sau de la o persoană.