Consiguen "resucitar" algunas funciones en el cerebro de un cerdo 4 horas después de la muerte

-Imagen de Дмитрий Дмитрий  Pixabay.com-

Investigadores de la Universidad de Yale consiguieron restaurar la circulación y la actividad celular en el cerebro de un cerdo cuatro horas después de su muerte, un hallazgo que desafía las suposiciones sobre el momento y la naturaleza irreversible del cese de algunas funciones cerebrales después de la muerte. "Definido clínicamente, este no es un cerebro vivo, pero es un cerebro activo celularmente".

El cerebro de un cerdo postmortem se consiguió gracias a un donativo de una planta empacadora de carne, el órgano se aisló y circuló con una solución química especialmente diseñada. Gracias a esto según los científicos, se observaron muchas funciones celulares básicas, después de que habían cesaban segundos o minutos después de que cesaran los flujos de oxígeno y sangre.

"El cerebro intacto de un mamífero grande conserva una capacidad previamente subestimada para el restablecimiento de la circulación y ciertas actividades celulares y moleculares varias horas después del paro circulatorio", dijo el autor principal Nenad Sestan, profesor de neurociencia, medicina comparativa, genética y psiquiatría.

Sin embargo, los investigadores también destacaron que el cerebro tratado carecía de señales eléctricas globales reconocibles asociadas con la función cerebral normal. O dicho de forma más clara: "En ningún momento observamos el tipo de actividad eléctrica organizada asociada con la percepción, el pensamiento o la conciencia", dijo el coautor Zvonimir Vrselja, científico investigador asociado en neurociencia. "Definido clínicamente, este no es un cerebro vivo, pero es un cerebro activo celularmente".

La muerte celular dentro del cerebro generalmente se considera un proceso rápido e irreversible. Cortado de oxígeno y un suministro de sangre, la actividad eléctrica del cerebro y los signos de conciencia desaparecen en segundos, mientras que las reservas de energía se agotan en minutos. Los conocimientos actuales sostienen que una cascada de lesiones y moléculas relacionadas con la muerte se activan y conducen a una degeneración generalizada e irreversible.

Sin embargo, los investigadores en el laboratorio de Sestan, cuya investigación se centra en el desarrollo y evolución del cerebro, observaron que las pequeñas muestras de tejido con las que trabajaban mostraban signos de viabilidad celular de manera rutinaria, incluso cuando el tejido se extraía varias horas después de la muerte. Intrigados, obtuvieron los cerebros de los cerdos de un matadero para estudiar qué tan extendida podría estar esta viabilidad postmortem en el cerebro entero, no sólo en una pequeña muestra. Cuatro horas después de la muerte del cerdo, conectaron los vasos sanguíneos del cerebro para hacer circular una solución formulada de forma única que desarrollaron para preservar el tejido cerebral, utilizando un sistema que llaman "Brain Ex". Los científicos encontraron que se preservaba la integridad de las células neuronales y se restauraba cierta funcionalidad de las células neuronales, gliales y vasculares.

El nuevo sistema puede ayudar a resolver un problema desconcertante, la incapacidad de aplicar ciertas técnicas para estudiar la estructura y la función del gran cerebro intacto del mamífero, lo que dificulta la investigación rigurosa de temas como las raíces de los trastornos cerebrales, así como la conectividad neuronal en ambos y en condiciones anormales.

"Anteriormente, solo hemos podido estudiar células en el cerebro de los mamíferos grandes en condiciones estáticas o en gran parte bidimensionales utilizando muestras de tejido pequeñas fuera de su entorno nativo", dijo el coautor Stefano G. Daniele, un coautor, un MD / Ph. RE. candidato. "Por primera vez, somos capaces de investigar el cerebro grande en tres dimensiones, lo que aumenta nuestra capacidad para estudiar interacciones celulares complejas y conectividad".

Si bien el avance no tiene una aplicación clínica inmediata, la nueva plataforma de investigación podría algún día ayudar a los médicos a encontrar formas de ayudar a salvar la función cerebral en pacientes con accidente cerebrovascular, o probar la eficacia de terapias novedosas dirigidas a la recuperación celular después de una lesión, señalan los autores.

"Esta línea de investigación tiene la esperanza de mejorar la comprensión y el tratamiento de los trastornos cerebrales y podría conducir a una nueva forma de estudiar el cerebro humano postmortem", dijo Andrea Beckel-Mitchener, jefa de neurogenómica funcional del Instituto Nacional de Salud Mental de los NIH. que cofinanciaron la investigación.

Los investigadores dijeron que no está claro si este enfoque se puede aplicar a un cerebro humano recientemente fallecido. La solución química utilizada carece de muchos de los componentes que se encuentran de forma natural en la sangre humana, como el sistema inmunológico y otras células sanguíneas, lo que hace que el sistema experimental sea significativamente diferente de las condiciones de vida normales. Sin embargo, el investigador destacó que cualquier estudio futuro que incluya tejido humano o la posible reactivación de la actividad eléctrica global en tejido animal postmortem debe realizarse bajo una estricta supervisión ética.

Todos los científicos estuvieron de acuerdo de antemano en que los experimentos que involucraban una actividad global revivida no podían avanzar sin estándares éticos claros.

"La restauración de la conciencia nunca fue un objetivo de esta investigación", dijo el coautor Stephen Latham, director del Centro Interdisciplinario de Bioética de Yale. “Los investigadores estaban preparados para intervenir con el uso de anestésicos y la reducción de la temperatura para detener la actividad eléctrica global organizada en caso de que surgiera. Todos estuvieron de acuerdo de antemano en que los experimentos que involucran una actividad global revivida no podrían avanzar sin estándares éticos claros y mecanismos de supervisión institucional".

Hay un imperativo ético de usar herramientas desarrolladas por Brain Initiative para desentrañar los misterios de las lesiones y enfermedades cerebrales, dijo Christine Grady, jefa del Departamento de Bioética del Centro Clínico de los NIH . "También es nuestro deber trabajar con los investigadores para navegar de manera inteligente y proactiva sobre cualquier problema ético potencial que puedan encontrar a medida que abren nuevas fronteras en la ciencia del cerebro", dijo.

Tinciones inmunofluorescentes para neuronas (verde), astrocitos (rojo) y núcleos celulares (azul) en una región del hipocampo del cerebro de un cerdo que no se tratan 10 horas después de la muerte (izquierda) o sometidas a perfusión con la tecnología BrainEx. Diez horas después de la muerte, las neuronas y los astrocitos se desintegran a menos que el sistema BrainEx los recupere. (Crédito de la imagen: Stefano G. Daniele y Zvonimir Vrselja; Laboratorio Sestan; Escuela de Medicina de Yale)

La investigación fue financiada principalmente por la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH). La investigación de los científicos de Yale se publicó el 17 de abril en la revista Nature
- Fuente: Nota de prensa de la Universidad de Yale.

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