酸素は生命のエリクサーです。 脳卒中、心臓発作、または死の際にその流れを止めると、体の組織は生物学的嵐に反応し、最終的には死に至ります.
臓器移植には不向きです。 提供された臓器のほとんどは、死後も生き残るために苦労しています。 酸素が奪われると、彼らは急速に機能を失います。 細胞は酸性の肥大化した塊になり、漏れ出し、隣人を傷つけます。 免疫システムが活性化し、ホルモンと免疫化学物質の致命的な混合物を送り出し、脳と免疫システムをハイパードライブに送り、その過程でほとんどの臓器に損傷を与えます. つまり、一度死が訪れると後戻りはできません。
それとも？
新しい研究 in 自然 ある可能性があることを示唆しています。 外部循環システムを使用して、科学者のチームは、死後数時間の豚の臓器を部分的に復活させました. OrganEx と呼ばれるこのシステムは、代替循環系のように機能します。 血液の代わりに、合成代替物をポンプで送り出し、体をだましてまだ生きていると思わせます。
はっきりさせておくと、科学者たちはブタのゾンビを作っていません。 血液置換レシピは脳組織の一部を保存するのに役立ちましたが、ニューロンの協調的な電気活動を再活性化することはありませんでした. つまり、手術中に豚が意識を取り戻した可能性は極めて低いということです。 しかし、他の身体器官は、第二の人生のための潜在的なブーストを得ました. 心臓、肝臓、腎臓の細胞は、複数の分子分析に基づいて自己修復しました。
目標は、新時代のフランケンシュタインを構築することではありません。 むしろ、現状を助けるためです。 臓器移植 血流の収縮によって引き起こされる不足と健康上の緊急事態。 「この成果は、移植と脳卒中や心臓発作の治療を改善する方法を示しています。」 書いた オランダのフローニンゲン大学の Robert Porte 博士は、この研究には関与していませんでした。
チームが死んだ臓器を復活させるのはこれが初めてではない。 戻る2019で、彼らは死からXNUMX時間後に豚の脳活動を引き起こし、死を定義する方法について激しい議論を巻き起こしました. 「人類の歴史のほとんどにおいて、死は非常に単純なものでした…今、何が不可逆なのかを問い直さなければなりません。」 と 当時、アレン脳科学研究所の社長兼主任科学者だったクリストフ・コッホ博士。
「これは本当に驚くべき、信じられないほど重要な研究です。 これは、死後、脳などの哺乳類の臓器 (人間を含む) の細胞が何時間も死なないことを示しています。」 と ニューヨーク大学の Sam Parnia 博士は、この研究には関与していませんでした。
脳の再起動
死の最初の部分はきれいではありません。 細胞が酸素を奪われると、細胞内の分子プロセスが混乱します。 このプロセスは虚血と呼ばれ、通常は酸素を運ぶ血液が不足することを意味します。 水のない作物の谷のように、これは悪い兆候です。心臓の虚血は心臓発作を引き起こす可能性があります。 脳に、脳卒中。
解決策は簡単なはずです。 作物に水を与えるように、細胞により多くの酸素を加えれば、細胞はすぐに元気になるはずです。
そうではありません。 試行錯誤の末、科学者たちは、酸素が不足している組織、たとえば脳や心臓を、酸素が豊富な血液でポンピングすると、 他には？ けが。 それは、乾いたサボテンに突然水をやりすぎて根を腐らせるようなものです。
なぜこれが起こるのかはまだよくわかっていませんが、科学者たちはアイデアを練り上げています. 同じチームによる最初のブレークスルーは、2019 年にブレインと呼ばれる技術を開発したときにもたらされました。Ex 32 時間の酸素欠乏後、6 頭のブタの神経機能の回復を助ける。 温めた保存液を脳の動脈に送り込むと、脳細胞は正常な代謝活動を示し、その構造を維持しました。 個々のニューロンも電気バーストで火花を散らしましたが、脳は高度な神経活動や意識の兆候を示しませんでした。
しかし、この結果は、研究著者であるイェール大学の Nenad Sestan 博士にアイデアをもたらしました。 脳は非常にデリケートな臓器で、酸素不足に陥りやすいです。 少しでも再起動できるのなら、全身の臓器に同じことをしてみませんか?
「死んだ豚の脳で何らかの機能を取り戻すことができれば、他の臓器でもそれを行うことができます. と.
すべて、どこでも、一度に
後戻りしましょう。
死ぬと、心臓は拍動を停止します。 これは、すべての組織が酸素と栄養素に飢えていることを意味し、血液を再灌流した後でも、それらは枯れてしまいます. それらの保護膜が壊れます。 臓器は構造的完全性を失います。
組織を健康に保つ秘訣は、凍結保護灌流液と呼ばれる特別な液体です。 あなたの血液循環に直接入る信じられないほど栄養価の高いスムージーと考えてください. または生物学的液体の金。 著者にはレシピがあります。ヘモピュアは、赤血球中のタンパク質を模倣して酸素の運搬を助ける化学物質です。 血栓から保護するための化学物質; 細胞を損傷から保護するための豊富な栄養素。
しかし、体全体を保護することは、神経機能を維持することよりもはるかに大きな仕事です. 新しい研究では、著者はレシピにいくつかの調整を加えました. 主なものは、免疫システムを抑えるのに役立つコンポーネントを追加することでした. もうXNUMXつは、組織の死を助けるために電解質をまき散らし、抗生物質の種類を変更することでした. 彼らは、新しいテクノロジーを OrganEx と名付けました。
「人工血液」を輸血するために、チームは灌流液を豚の血流に送り込む自動システムを装備しました。 彼らは全員、19時間前に心停止で死亡しており、脈拍もありませんでした。 チームは、OrganEx システムを、Covid-XNUMX などの酸素に苦しむ人々のためのヘイル メアリーの試みとして病院が使用するケアのゴールド スタンダードである ECMO、または体外膜酸素化装置と比較しました。
XNUMX時間後、彼らは結果を確認しました。 ECMO は、すべての臓器に適切に酸素を供給することができませんでした。 細い血管の一部がつぶれていました。 対照的に、OrganEx システムで処理された動物は、細胞の腐敗に共通の問題である電解質や酸性度の問題がほとんどありませんでした。 より深く掘り下げると、XNUMX 種類の脳細胞が前頭前皮質 (推論やその他の実行機能に重要な頭の前部にある脳領域) でよりよく保存されているように見えました。
次に、チームは脳を超えて、心臓、肺、肝臓、 腎臓、および膵臓。 このシステムは、体内の組織に酸素が流れるように、循環を再開するように見えました。 臓器の一部は、代謝によく使われる糖細胞の一種であるグルコースを取り込みました。 OrganEx で処理された豚の肝臓は、ECMO で処理されたものとは異なり、正常なタンパク質も排出しました。 細胞の遺伝的プログラミングも復活し、細胞の修復と回復に関与する遺伝子が増加しました。
「顕微鏡下では、健康な臓器と、死亡後に OrganEx 技術で処理された臓器との違いを見分けるのは困難でした。」 と 研究著者のズヴォニミール・ヴルセリャ博士。
言えないなら、それは問題ですか？
はい、そうです。 OrganEx は豚の臓器を活性化するのに役立ちますが、死んだ動物が生き返るわけではありません。 むしろ、彼らの臓器は、心臓発作や脳卒中に発生する低酸素レベルからよりよく保護されていました.
「OrganEx システム (またはそのコンポーネント) は、緊急時にそのような人々を治療するために使用される可能性があると想像できます」と Porte 氏は述べています。
この技術はドナー臓器の保存にも役立つ可能性がありますが、道のりは長いです。 NYU Grossman School of Medicine の移植倫理および政策研究のディレクターである Brendan Parent 博士にとって、OrganEx はこの分野の再考を迫るかもしれません。 例えば、末梢臓器は機能しているのに意識が戻らないという可能性はありますか? 医療技術が発展するにつれて、死は一瞬ではなくプロセスになります。
「この状況は、医学界では『どこにも通じない橋』として知られており、ECPR [体外心肺蘇生法] における ECMO の使用の増加により、すでにより一般的になっています。」 書いた 親。
今のところ、この研究は、組織や臓器が血液を奪われた後に再生する驚くべき能力を持っていることを示唆しています. 「全体として、虚血組織と回復に対するより広範な影響を完全に理解するには、当社の技術をさらに最適化し、拡張する必要があります」と著者らは述べています。
画像クレジット: David Andrijevic、Zvonimir Vrselja、Taras Lysyy、Shupei Zhang。 セスタン研究所; エール大学医学部。 OrganEx は死後 XNUMX 時間で組織機能を回復します。 腎臓は構造を取り戻します。
