कैसे वैज्ञानिकों ने मरने के एक घंटे बाद सूअरों में अंगों को पुनर्जीवित किया

ऑक्सीजन जीवन का अमृत है। स्ट्रोक, दिल का दौरा, या मृत्यु के दौरान इसके प्रवाह को रोकें- और शरीर के ऊतक एक जैविक तूफान में प्रतिक्रिया करते हैं जो अंततः उनकी मृत्यु की ओर ले जाता है।

यह अंग प्रत्यारोपण के लिए बहुत अच्छा नहीं है। अधिकांश दान किए गए अंग मृत्यु से परे जीवित रहने के लिए संघर्ष करते हैं। ऑक्सीजन से वंचित, वे तेजी से अपना कार्य खो देते हैं। कोशिकाएं अम्लीय, फूली हुई बूँदों में बदल जाती हैं जो लीक हो जाती हैं, जिससे उनके पड़ोसी घायल हो जाते हैं। प्रतिरक्षा प्रणाली तेजी से बढ़ती है, हार्मोन और प्रतिरक्षा रसायनों के घातक मिश्रण को बाहर निकालती है जो मस्तिष्क और प्रतिरक्षा प्रणाली को हाइपरड्राइव में भेजते हैं, इस प्रक्रिया में अधिकांश अंगों को नुकसान पहुंचाते हैं। दूसरे शब्दों में, एक बार मृत्यु आ जाने के बाद, कोई पीछे मुड़कर नहीं आता।

या वहाँ है?

एक नए अध्ययन से in प्रकृति सुझाव है कि हो सकता है। एक बाहरी परिसंचरण तंत्र का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों की एक टीम ने सूअरों की मृत्यु के कुछ घंटों बाद उनके अंगों को आंशिक रूप से पुनर्जीवित किया। सिस्टम, जिसे OrganEx कहा जाता है, एक वैकल्पिक संचार प्रणाली की तरह काम करता है। रक्त के बजाय, यह शरीर को यह सोचने के लिए प्रेरित करने के लिए सिंथेटिक विकल्प पंप करता है कि यह अभी भी कुछ हद तक जीवित है।

स्पष्ट होने के लिए, वैज्ञानिकों ने पोर्सिन लाश नहीं बनाई। यद्यपि रक्त प्रतिस्थापन नुस्खा ने मस्तिष्क के कुछ ऊतकों को संरक्षित करने में मदद की, लेकिन इसने न्यूरॉन्स में किसी भी समन्वित विद्युत गतिविधि को पुन: सक्रिय नहीं किया। दूसरे शब्दों में, यह बहुत कम संभावना है कि प्रक्रिया के दौरान सूअरों को कोई होश आया हो। लेकिन अन्य शारीरिक अंगों को दूसरे जीवन के लिए संभावित बढ़ावा मिला। कई आणविक विश्लेषणों के आधार पर हृदय, यकृत और गुर्दे की कोशिकाओं ने स्वयं की मरम्मत की।

लक्ष्य एक नए जमाने के फ्रेंकस्टीन का निर्माण नहीं है। बल्कि, यह वर्तमान के साथ मदद करने के लिए है अंग प्रत्यारोपण सीमित रक्त प्रवाह के कारण कमी और स्वास्थ्य आपात स्थिति। "उपलब्धि प्रत्यारोपण और स्ट्रोक और दिल के दौरे के उपचार में सुधार के तरीकों की ओर इशारा करती है," लिखा था नीदरलैंड में ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय में डॉ रॉबर्ट पोर्टे, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।

यह मृत अंगों को पुनर्जीवित करने में टीम का पहला प्रयास नहीं है। वापस 2019 में, उन्होंने मरने के चार घंटे बाद सूअरों में मस्तिष्क की गतिविधि शुरू कर दी, मौत को कैसे परिभाषित किया जाए, इस पर एक आग्नेयास्त्र छिड़ गया। "अधिकांश मानव इतिहास के लिए, मृत्यु बहुत सरल थी ... अब, हमें यह सवाल करना होगा कि अपरिवर्तनीय क्या है," कहा उस समय एलन इंस्टीट्यूट ऑफ ब्रेन साइंस के अध्यक्ष और मुख्य वैज्ञानिक डॉ क्रिस्टोफ कोच।

"यह वास्तव में उल्लेखनीय और अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण अध्ययन है। यह दर्शाता है कि मृत्यु के बाद स्तनधारी अंगों (मनुष्यों सहित) जैसे मस्तिष्क में कोशिकाएं कई घंटों तक नहीं मरती हैं।" कहा न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय में डॉ. सैम पारनिया, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।

मस्तिष्क को रिबूट करना

मौत के पहले टुकड़े सुंदर नहीं हैं। जब कोशिकाओं को ऑक्सीजन से वंचित किया जाता है, तो उनकी आंतरिक आणविक प्रक्रियाएं उलटी हो जाती हैं। इस प्रक्रिया को इस्किमिया कहा जाता है, जिसका अर्थ है रक्त की कमी जो सामान्य रूप से ऑक्सीजन वहन करती है। पानी के बिना फसलों की घाटी की तरह, यह एक बुरा संकेत है: दिल को इस्किमिया दिल का दौरा पड़ सकता है; मस्तिष्क के लिए, एक स्ट्रोक।

समाधान आसान होना चाहिए। कोशिकाओं में अधिक ऑक्सीजन जोड़ें, जैसे फसलों को पानी, और उन्हें ठीक से ऊपर उठना चाहिए।

काफी नहीं। परीक्षण और त्रुटि के साथ, वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि ऑक्सीजन से वंचित ऊतक-जैसे, मस्तिष्क या हृदय- को ऑक्सीजन युक्त रक्त पंप करने का कारण बनता है अधिक चोट। यह एक सूखे हुए कैक्टस पर अचानक पानी डालने और उसकी जड़ों को सड़ने जैसा है।

हम अभी भी निश्चित नहीं हैं कि ऐसा क्यों होता है, लेकिन वैज्ञानिक विचारों को तैयार कर रहे हैं। इसी टीम को पहली सफलता 2019 में मिली, जब उन्होंने ब्रेन नामक तकनीक विकसित कीEx कम ऑक्सीजन के 32 घंटे के बाद 6 सुअर के सिर में कुछ तंत्रिका कार्य को बहाल करने में मदद करने के लिए। मस्तिष्क की धमनियों में एक वार्म-अप परिरक्षक तरल पंप करके, मस्तिष्क की कोशिकाओं ने सामान्य चयापचय गतिविधियों को दिखाया और उनकी संरचना को बनाए रखा - जो सामान्य रूप से मृत्यु में ढह जाती थी। अलग-अलग न्यूरॉन्स भी बिजली के फटने के साथ चमकते थे, लेकिन दिमाग ने परिष्कृत तंत्रिका गतिविधि या जागरूकता के कोई संकेत नहीं दिखाए।

फिर भी परिणामों ने येल विश्वविद्यालय में अध्ययन लेखक डॉ। नेनाड सेस्टन के लिए एक विचार को जन्म दिया। मस्तिष्क एक असाधारण नाजुक अंग है जो ऑक्सीजन की कमी के लिए अतिसंवेदनशील है। अगर हम इसे कुछ हद तक रीबूट कर सकते हैं, तो पूरे शरीर के अंगों के लिए ऐसा क्यों नहीं करते?

"यदि आप एक मृत सुअर के मस्तिष्क में कुछ कार्य पुनः प्राप्त कर सकते हैं, तो आप इसे अन्य अंगों में भी कर सकते हैं," वह कहा.

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चलो पीछे चलते हैं।

मृत्यु के बाद, हृदय पंप करना बंद कर देता है। इसका मतलब है कि सभी ऊतक ऑक्सीजन और पोषक तत्वों से वंचित हैं, और रक्त के साथ पुनर्संयोजन के बाद भी, वे मुरझा जाते हैं। उनकी सुरक्षात्मक झिल्ली टूट जाती है। अंग अपनी संरचनात्मक अखंडता खो देते हैं।

ऊतक को स्वस्थ रखने की युक्ति एक विशेष द्रव है जिसे क्रायोप्रोटेक्टिव परफ्यूसेट कहा जाता है। इसे एक अविश्वसनीय रूप से पौष्टिक स्मूदी के रूप में सोचें जो सीधे आपके रक्त परिसंचरण में जाती है। या जैविक तरल सोना। लेखकों के पास एक नुस्खा है: हेमोप्योर, एक रसायन जो ऑक्सीजन ले जाने में मदद करने के लिए लाल रक्त कोशिकाओं में प्रोटीन की नकल करता है; रक्त के थक्कों से बचाने के लिए रसायन; और कोशिकाओं को नुकसान से बचाने के लिए पोषक तत्वों का खजाना।

लेकिन पूरे शरीर की रक्षा करना केवल कुछ तंत्रिका कार्यों को संरक्षित करने से कहीं अधिक बड़ा काम है। नए अध्ययन में, लेखकों ने अपने नुस्खा में कुछ बदलाव किए। एक मुख्य घटक उन घटकों को जोड़ना था जो प्रतिरक्षा प्रणाली को नियंत्रण में रखने में मदद करते हैं। एक और था, मरने वाले ऊतकों की मदद करने और एंटीबायोटिक दवाओं के प्रकार को बदलने में मदद करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स का छिड़काव। उन्होंने अपनी नई तकनीक को OrganEx करार दिया।

"कृत्रिम रक्त" को आधान करने के लिए, टीम ने एक स्वचालित प्रणाली में धांधली की, जो सूअरों के रक्तप्रवाह में परफ्यूसेट को पंप करती है। वे सभी एक घंटे पहले कार्डियक अरेस्ट से मर गए थे और उन्हें नाड़ी नहीं थी। टीम ने अपने OrganEx सिस्टम को देखभाल के सोने के मानक- ECMO, या एक एक्स्ट्राकोर्पोरियल मेम्ब्रेन ऑक्सीजनेशन मशीन के खिलाफ खड़ा किया- जिसका उपयोग अस्पताल ऑक्सीजन से जूझ रहे लोगों के लिए ओला-मैरी प्रयास के रूप में करते हैं, उदाहरण के लिए, कोविड -19।

छह घंटे बाद, उन्होंने परिणामों की जाँच की। ईसीएमओ सभी अंगों को ठीक से ऑक्सीजन प्रदान करने में सक्षम नहीं था। कुछ छोटी रक्त वाहिकाएं ढह गई थीं। इसके विपरीत, OrganEx प्रणाली के साथ इलाज किए गए जानवरों को इलेक्ट्रोलाइट्स या अम्लता के साथ कुछ समस्याएं थीं, जो कि क्षयकारी कोशिकाओं के साथ आम समस्याएं हैं। गहरी खुदाई करने पर, तीन प्रकार की मस्तिष्क कोशिकाएं प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (आपके सिर के सामने एक मस्तिष्क क्षेत्र जो तर्क और अन्य कार्यकारी कार्यों के लिए महत्वपूर्ण है) में बेहतर संरक्षित लगती हैं।

मस्तिष्क से परे जाकर, टीम ने अगली बार OrganEx का हृदय, फेफड़े, यकृत, जैसे संपूर्ण शारीरिक अंगों पर परीक्षण किया। गुर्दे, और अग्न्याशय। ऐसा प्रतीत होता है कि यह प्रणाली परिसंचरण को वापस गियर में लाती है, शरीर में ऊतकों में ऑक्सीजन प्रवाहित होती है। अंगों के कुछ हिस्सों ने ग्लूकोज लिया, एक प्रकार की चीनी कोशिका जिसे अक्सर चयापचय के लिए उपयोग किया जाता है। ईसीएमओ के विपरीत, ऑर्गनएक्स-उपचारित सूअरों के जिगर भी एक सामान्य प्रोटीन को बाहर निकालते हैं। कोशिकाओं की आनुवंशिक प्रोग्रामिंग भी जीवन में वापस आ गई, सेलुलर मरम्मत और बहाली में शामिल जीनों को तेज कर दिया।

"सूक्ष्मदर्शी के तहत, स्वस्थ अंग और मृत्यु के बाद OrganEx तकनीक से इलाज किए गए अंग के बीच अंतर बताना मुश्किल था," कहा अध्ययन लेखक डॉ ज़्वोनिमिर वर्सेलजा।

यदि आप नहीं बता सकते हैं, तो क्या इससे कोई फर्क पड़ता है?

हाँ ऐसा होता है। हालांकि OrganEx सूअरों के अंगों को पुनर्जीवित करने में मदद करता है, यह एक मृत जानवर को वापस जीवन में लाने से बहुत दूर है। बल्कि, उनके अंगों को कम ऑक्सीजन के स्तर से बेहतर ढंग से संरक्षित किया गया था, जो दिल के दौरे या स्ट्रोक के दौरान होता है।

"कोई कल्पना कर सकता है कि किसी आपात स्थिति में ऐसे लोगों के इलाज के लिए OrganEx प्रणाली (या उसके घटकों) का उपयोग किया जा सकता है," पोर्टे ने कहा।

प्रौद्योगिकी दाता अंगों को संरक्षित करने में भी मदद कर सकती है, लेकिन अभी एक लंबा रास्ता तय करना है। एनवाईयू ग्रॉसमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन में ट्रांसप्लांट एथिक्स और पॉलिसी रिसर्च के निदेशक डॉ ब्रेंडन पैरेंट के लिए, OrganEx क्षेत्र के लिए पुनर्विचार करने के लिए मजबूर कर सकता है। उदाहरण के लिए, क्या यह संभव है कि किसी व्यक्ति के परिधीय अंग काम कर रहे हों लेकिन होश में नहीं आ पाए हों? जैसे-जैसे चिकित्सा तकनीक विकसित होती है, मृत्यु एक प्रक्रिया बन जाती है, एक क्षण नहीं।

"इस स्थिति को चिकित्सा समुदायों में 'ब्रिज टू नोअर' के रूप में जाना जाता है, और ईसीपीआर [एक्स्ट्राकोर्पोरियल कार्डियोपल्मोनरी रिससिटेशन] में ईसीएमओ के बढ़ते उपयोग के साथ पहले से ही अधिक सामान्य हो गया है," लिखा था जनक।

अभी के लिए, अध्ययन से पता चलता है कि रक्त से वंचित होने के बाद ऊतकों और अंगों में पुन: उत्पन्न करने की आश्चर्यजनक क्षमता होती है। "कुल मिलाकर, इस्केमिक ऊतकों और पुनर्प्राप्ति पर इसके व्यापक प्रभावों को पूरी तरह से समझने के लिए हमारी तकनीक के आगे अनुकूलन और विस्तार की आवश्यकता होगी," लेखकों ने कहा।

छवि क्रेडिट: डेविड एंड्रीजेविक, ज़्वोनिमिर वर्सेलजा, तारास लिसी, शुपेई झांग; सेस्टन प्रयोगशाला; येल स्कूल ऑफ मेडिसिन। मृत्यु के एक घंटे बाद OrganEx ऊतक कार्यों को पुनर्स्थापित करता है; गुर्दे अपनी संरचना पुनः प्राप्त करते हैं।