Bilim İnsanları Domuzların Organlarını Öldükten Bir Saat Sonra Nasıl Canlandırdı?

Oksijen yaşam iksiridir. Bir inme, kalp krizi veya ölüm sırasında akışını durdurun ve vücudun dokuları sonunda ölümlerine yol açan biyolojik bir fırtınada tepki verir.

Organ nakli için pek uygun değil. Bağışlanan organların çoğu ölümün ötesinde hayatta kalmak için mücadele ediyor. Oksijenden yoksun kaldıklarında işlevlerini hızla kaybederler. Hücreler, sızan ve komşularını yaralayan asidik, şişkin lekelere dönüşür. Bağışıklık sistemi, beyni ve bağışıklık sistemini hipersürücüye gönderen ve bu süreçte çoğu organa zarar veren ölümcül hormon ve bağışıklık kimyasalları karışımını pompalayarak hızlanır. Başka bir deyişle, ölüm bir kez başladığında geri dönüş yoktur.

Yoksa orada mı?

Yeni bir çalışma in Tabiat olabileceğini öne sürüyor. Bilim adamlarından oluşan bir ekip, harici bir dolaşım sistemi kullanarak, domuzların organlarını ölümlerinden saatler sonra kısmen canlandırdı. OrganEx olarak adlandırılan sistem, alternatif bir dolaşım sistemi gibi çalışıyor. Kan yerine, vücudun hala canlı olduğunu düşünmesini sağlamak için sentetik bir ikame pompalar.

Açık olmak gerekirse, bilim adamları domuz zombileri yapmadılar. Kan değiştirme reçetesi beyin dokusunun bir kısmının korunmasına yardımcı olsa da, nöronlarda herhangi bir koordineli elektriksel aktiviteyi yeniden etkinleştirmedi. Başka bir deyişle, işlem sırasında domuzların herhangi bir bilinç kazanması pek olası değildir. Ancak diğer vücut organları ikinci bir yaşam için potansiyel bir destek aldı. Kalp, karaciğer ve böbreklerdeki hücreler, çoklu moleküler analizlere dayanarak kendilerini onardı.

Amaç yeni çağ Frankenstein inşa etmek değil. Aksine, mevcut duruma yardımcı olmak için organ nakli kısıtlı kan akışının neden olduğu kıtlık ve sağlık acil durumları. "Başarı, nakilleri iyileştirmenin yollarına ve felç ve kalp krizlerinin tedavisine işaret ediyor" yazdı Araştırmaya dahil olmayan Hollanda'daki Groningen Üniversitesi'nden Dr. Robert Porte.

Takımın ölü organları canlandırmaya yönelik ilk girişimi değil. Geri 2019 içinde, öldükten dört saat sonra domuzlarda beyin aktivitesini tetikleyerek ölümün nasıl tanımlanacağına dair bir ateş fırtınası başlattılar. "İnsanlık tarihinin çoğu için ölüm çok basitti...şimdi neyin geri döndürülemez olduğunu sorgulamalıyız." şuraya O sırada Allen Beyin Bilimleri Enstitüsü başkanı ve baş bilim adamı olan Dr. Christof Koch.

"Bu gerçekten dikkate değer ve inanılmaz derecede önemli bir çalışma. Ölümden sonra, beyin gibi memeli organlarındaki (insanlar dahil) hücrelerin saatlerce ölmediğini gösteriyor.” şuraya Çalışmaya dahil olmayan New York Üniversitesi'nden Dr. Sam Parnia.

Beyni Yeniden Başlatmak

Ölümün ilk parçaları hoş değil. Hücreler oksijenden yoksun kaldığında, iç moleküler süreçleri tepetaklak olur. İşlem, normalde oksijen taşıyan kan eksikliği anlamına gelen iskemi olarak adlandırılır. Susuz bir ekin vadisi gibi, bu kötüye işarettir: kalbe iskemi kalp krizini tetikleyebilir; beyne, felç.

Çözüm kolay olmalı. Ekinlere su gibi hücrelere daha fazla oksijen ekleyin ve hemen yükselmeleri gerekir.

Pek değil. Bilim adamları, deneme yanılma yoluyla, oksijenden yoksun dokuyu (örneğin bir beyin veya kalbi) oksijen açısından zengin kanla pompalamanın nedenlerinin farkına vardılar. Daha incinme. Sanki kurumuş bir kaktüsü birdenbire fazla sulayıp köklerini çürütmek gibi.

Bunun neden olduğundan hala tam olarak emin değiliz, ancak bilim adamları yeni fikirler üretiyorlar. Aynı ekipten ilk atılım 2019'da Beyin adlı bir teknik geliştirdikleri zaman geldi.Ex 32 saat oksijen tükendikten sonra 6 domuz kafasında bazı nöral fonksiyonların geri kazanılmasına yardımcı olmak için. Beynin atardamarlarına ısıtılmış bir koruyucu sıvı pompalayan beyin hücreleri, normal metabolik faaliyetler gösterdiler ve yapılarını korudular - normalde ölümle çökecekti. Bireysel nöronlar da elektriksel patlamalarla kıvılcımlandı, ancak beyinler karmaşık sinirsel aktivite veya farkındalık belirtileri göstermedi.

Yine de sonuçlar, Yale Üniversitesi'ndeki çalışma yazarı Dr. Nenad Sestan için bir fikri ateşledi. Beyin, oksijen eksikliğine duyarlı son derece hassas bir organdır. Onu bir şekilde yeniden başlatabilirsek, neden aynı şeyi vücuttaki organlar için yapmıyoruz?

“Ölü bir domuz beyninde bir işlevi yerine getirebilirseniz, bunu diğer organlarda da yapabilirsiniz” dedi. şuraya.

Her Şey, Her Yerde, Bir Anda

Geri dönelim.

Ölüm üzerine, kalp pompalamayı durdurur. Bu, tüm dokuların oksijen ve besinlerden yoksun olduğu ve kanla reperfüzyondan sonra bile solup gittikleri anlamına gelir. Koruyucu zarları parçalanır. Organlar yapısal bütünlüklerini kaybederler.

Dokuyu sağlıklı tutmanın püf noktası, kriyoprotektif perfüzat adı verilen özel bir sıvıdır. Bunu, doğrudan kan dolaşımınıza giren inanılmaz derecede besleyici bir smoothie olarak düşünün. Veya biyolojik sıvı altın. Yazarların bir tarifi var: Hemopür, oksijenin taşınmasına yardımcı olmak için kırmızı kan hücrelerindeki proteinleri taklit eden bir kimyasal; kan pıhtılarına karşı koruma sağlayan kimyasallar; ve hücreleri hasara karşı korumak için zengin besinler.

Ancak tüm vücudu korumak, sadece bazı sinirsel işlevleri korumaktan çok daha büyük bir iştir. Yeni çalışmada, yazarlar tariflerinde birkaç değişiklik yaptı. Bunlardan en önemlisi, bağışıklık sistemini kontrol altında tutmaya yardımcı olan bileşenler eklemekti. Bir diğeri, ölmekte olan dokulara yardımcı olmak için elektrolit serpmek ve antibiyotik türünü değiştirmekti. Yeni teknolojilerine OrganEx adını verdiler.

Ekip, "yapay kanı" transfüze etmek için perfüzatı domuzların kan dolaşımına pompalayan otomatik bir sistem kurdu. Hepsi bir saat önce kalp durmasından ölmüştü ve nabzı yoktu. Ekip, OrganEx sistemlerini hastanelerin oksijenle mücadele eden insanlar için bir dolu-Mary girişimi olarak kullandığı ECMO veya ekstrakorporeal membran oksijenasyon makinesi gibi altın standart bakımla karşı karşıya getirdi, örneğin Covid-19.

Altı saat sonra sonuçları kontrol ettiler. ECMO, tüm organlara uygun şekilde oksijen sağlayamadı. Daha küçük kan damarlarından bazıları çökmüştü. Buna karşılık, OrganEx sistemiyle tedavi edilen hayvanlarda, çürüyen hücrelerde yaygın olan elektrolitler veya asitlikle ilgili çok az sorun vardı. Daha derine inersek, prefrontal kortekste üç tip beyin hücresinin daha iyi korunduğu görülüyor (kafanızın ön kısmında, akıl yürütme ve diğer yürütme işlevleri için önemli olan bir beyin bölgesi).

Ekip, beynin ötesine geçerek OrganEx'i kalp, akciğerler, karaciğer gibi bir dizi vücut organı üzerinde test etti. böbrekler, ve pankreas. Sistem, oksijenin vücuttaki dokulara akmasıyla dolaşımı tekrar harekete geçiriyor gibiydi. Organların bazı kısımları, genellikle metabolizma için kullanılan bir şeker hücresi türü olan glikozu aldı. OrganEx ile tedavi edilen domuzların karaciğerleri, ECMO altındakilerin aksine normal bir proteini dışarı pompaladı. Hücrelerin genetik programlaması da hayata geri döndü ve hücresel onarım ve restorasyonla ilgili genleri hızlandırdı.

"Mikroskop altında, sağlıklı bir organ ile ölümden sonra OrganEx teknolojisiyle tedavi edilmiş bir organ arasındaki farkı söylemek zordu." şuraya çalışma yazarı Dr. Zvonimir Vrselja.

Söyleyemiyorsanız, Önemli mi?

Evet öyle. OrganEx, domuzların organlarını canlandırmaya yardımcı olsa da, ölen bir hayvanın hayata döndürülmesi gibi değildir. Bunun yerine organları, kalp krizi veya felç sırasında meydana gelen düşük oksijen seviyelerinden daha iyi korunuyordu.

Porte, “OrganEx sisteminin (veya bileşenlerinin) acil bir durumda bu tür insanları tedavi etmek için kullanılabileceğini hayal edebiliriz” dedi.

Teknoloji, donör organlarının korunmasına da yardımcı olabilir, ancak daha gidilecek çok yol var. NYU Grossman Tıp Fakültesi'nde organ nakli etiği ve politika araştırması direktörü Dr. Brendan Parent'e göre OrganEx, alan için yeniden düşünmeye zorlayabilir. Örneğin, birinin çalışan çevresel organlara sahip olması ancak asla bilincini geri kazanmaması mümkün müdür? Tıp teknolojisi geliştikçe ölüm bir an değil bir süreç haline gelir.

"Bu durum tıp camiasında 'hiçbir yere köprü' olarak bilinir ve ECMO'nun ECPR'de [ekstrakorporeal kardiyopulmoner resüsitasyon] artan kullanımı ile daha yaygın hale gelmiştir." yazdı Ebeveyn.

Şimdilik, çalışma doku ve organların kandan yoksun kaldıktan sonra şaşırtıcı bir şekilde yenilenme yeteneğine sahip olduğunu gösteriyor. Yazarlar, "Genel olarak, iskemik dokular ve iyileşme üzerindeki daha geniş etkilerini tam olarak anlamak için teknolojimizin daha fazla optimizasyonu ve genişletilmesi gerekecek" dedi.

Image Credit: David Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy, Shupei Zhang; Sestan Laboratuvarı; Yale Tıp Fakültesi. OrganEx, ölümden bir saat sonra doku fonksiyonlarını eski haline getirir; böbrekler yapılarını geri kazanır.