A technológia helyreállítja a sejt- és szervfunkciókat sertésekben a halál után

Az utolsó szívdobbanást követő perceken belül a véráramlás, az oxigén és a tápanyagok hiánya által kiváltott biokémiai események kaszkádja elkezdi elpusztítani a szervezet sejtjeit és szerveit.

Egy tudóscsoport megállapította, hogy ennek a masszív és végleges sejtkárosodásnak nem kell ilyen gyorsan bekövetkeznie. Egy általuk kifejlesztett új technológia segítségével - amely egy speciálisan kifejlesztett sejtvédő folyadékot juttat a szervekbe és szövetekbe - a kutatók egy teljes órával a sertések halála után helyreállították a vérkeringést és más sejtfunkciókat - olvasható a Nature folyóirat augusztus 3-i számában.

Az eredmények segíthetnek meghosszabbítani az emberi szervek egészségi állapotát a műtétek során, és bővíthetik a donorszervek elérhetőségét - közölték a szerzők.

"Nem minden sejt hal el azonnal, az eseményeknek van egy elhúzódó sorozata" - mondta David Andrijevic, a Yale School of Medicine idegtudományi kutatója és a tanulmány társszerzője. "Ez egy olyan folyamat, amelybe be lehet avatkozni, meg lehet állítani, és vissza lehet állítani bizonyos sejtfunkciókat".

A kutatás egy korábbi, a Yale által vezetett projektre épül, amely a BrainEx nevű technológiával állította helyre a keringést és bizonyos sejtfunkciókat egy halott sertés agyában. A 2019-ben publikált tanulmányt és az újat is a Yale Harvey és Kate Cushing idegtudományi professzorának, az összehasonlító orvostudomány, genetika és pszichiátria professzorának, Nenad Sestannak a laboratóriuma vezette.

"Ha képesek voltunk helyreállítani bizonyos sejtfunkciókat a halott agyban, egy olyan szervben, amelyről köztudott, hogy a legérzékenyebb az iszkémia iránt, akkor feltételeztük, hogy valami hasonlót más létfontosságú, átültethető szervekben is el lehet érni" - mondta Sestan.

Az új tanulmányban -- amelynek vezető szerzője Sestan és kollégái, Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy és Shupei Zhang, mindannyian a Yale-ről - a kutatók a BrainEx módosított változatát, az OrganEx-et alkalmazták az egész sertésre. A technológia egy, a szív-tüdő gépekhez hasonló perfúziós készülékből -- amelyek a műtét során a szív és a tüdő munkáját végzik -- és egy kísérleti folyadékból áll, amely olyan vegyületeket tartalmaz, amelyek képesek elősegíteni a sejtek egészségét és elnyomni a gyulladást a sertés egész testében. Az altatott sertésekben szívmegállást idéztek elő, amelyeket egy órával a halál beállta után OrganEx-szel kezeltek.

Hat órával az OrganEx-kezelés után a tudósok megállapították, hogy bizonyos kulcsfontosságú sejtfunkciók a sertések testének számos területén - többek között a szívben, a májban és a vesékben - aktívak voltak, és egyes szervfunkciók helyreálltak. Például elektromos aktivitásra utaló jeleket találtak a szívben, amely megőrizte az összehúzódás képességét.

"Képesek voltunk a keringést is helyreállítani az egész testben, ami meglepett minket" - mondta Sestan.

Normális esetben, amikor a szív leáll, a szervek elkezdenek megduzzadni, az erek összeesnek és elzárják a keringést - mondta. A keringés azonban helyreállt, és az OrganEx-kezelésben részesült elhunyt sertések szervei a sejtek és a szövetek szintjén működőképesnek tűntek.

"Mikroszkóp alatt nehéz volt különbséget tenni egy egészséges és egy olyan szerv között, amelyet a halál után OrganEx technológiával kezeltek" - mondta Vrselja.

A 2019-es kísérlethez hasonlóan a kutatók azt is megállapították, hogy az agy egyes területein helyreállt a sejtaktivitás, bár a kísérlet egyik része során sem észleltek szervezett elektromos aktivitást, amely tudatosságra utalna.

A csoportot különösen meglepte, hogy önkéntelen és spontán izommozgásokat figyeltek meg a fej és a nyak területén, amikor kiértékelték a kezelt állatokat, amelyek a teljes hatórás kísérlet alatt végig altatásban maradtak. Ezek a mozgások bizonyos motoros funkciók megőrzésére utalnak, mondta Sestan.

A kutatók hangsúlyozták, hogy további vizsgálatokra van szükség az állatok látszólag helyreállt motoros funkcióinak megértéséhez, és hogy más tudósok és bioetikusok szigorú etikai felülvizsgálatára van szükség.

A legújabb tanulmány kísérleti protokolljait a Yale intézményi állatgondozási és -használati bizottsága hagyta jóvá, és egy külső tanácsadó és etikai bizottság irányította.

A szerzők szerint az OrganEx technológiának végül számos lehetséges alkalmazása lehet. Például meghosszabbíthatná a szervek élettartamát az emberi betegeknél, és bővíthetné a transzplantációra szánt donorszervek elérhetőségét. Segíthet továbbá a szívinfarktus vagy stroke során iszkémiában károsodott szervek vagy szövetek kezelésében is.

"Ennek az izgalmas új technológiának számos alkalmazási lehetősége van" - mondta Stephen Latham, a Yale Interdiszciplináris Bioetikai Központjának igazgatója. "Ugyanakkor gondosan felügyelnünk kell minden jövőbeli vizsgálatot, különösen azokat, amelyek az agy perfúzióját is magukban foglalják."

A kutatást az Egyesült Államok Egészségügyi és Emberi Szolgálatok Minisztériuma, a National Institutes of Health és a National Institute of Mental Health finanszírozta.