Podle autorů tyto poznatky mohou pomoci prodloužit životnost lidských orgánů během chirurgických zákroků a rozšířit dostupnost dárcovských orgánů. Mohly by také pomoci léčit orgány nebo tkáně poškozené ischemií (nedostatečným prokrvením) při infarktu nebo mrtvici.
„Všechny buňky neodumírají okamžitě, dochází k delšímu sledu událostí,“ vysvětlil odborný pracovník v oblasti neurověd na Yaleu a spoluautor studie David Andrijevic. „Je to proces, do kterého můžete zasáhnout, zastavit ho a obnovit některé buněčné funkce,“ dodal.
Výzkum navazuje na dřívější projekt z roku 2019 vedený Yaleovou univerzitou, kdy vědci obnovili krevní oběh a některé buněčné funkce v mozku mrtvého prasete pomocí technologie nazvané BrainEx. Tuto i nynější studii vedla laboratoř Nenada Sestana, profesora neurovědy Harveyho a Kate Cushingových a profesora srovnávací medicíny, genetiky a psychiatrie na Yaleově univerzitě.
„Pokud se nám podařilo obnovit určité buněčné funkce v mrtvém mozku, orgánu, o němž je známo, že je nejvíce náchylný k ischemii, předpokládali jsme, že něčeho podobného by bylo možné dosáhnout i u jiných životně důležitých orgánů, které lze transplantovat,“ řekl Sestan.
V nové studii tak vědci použili upravenou verzi BrainEx – nazvanou OrganEx – na celé prase. Tato technologie se skládá z perfuzního zařízení podobného přístrojům na srdce a plíce, které během operace vykonává práci orgánů, a experimentální tekutiny obsahující sloučeniny, které mohou podpořit buněčné zdraví a potlačit zánět v celém těle prasete. Srdeční zástava byla vyvolána u prasat v anestezii, která byla hodinu po smrti ošetřena OrganExem.
Obnovené funkce orgánů
Šest hodin po nasazení OrganExu vědci zjistili, že některé klíčové buněčné funkce jsou v mnoha oblastech těla prasat aktivní – včetně srdce, jater a ledvin. Přišli také na to, že i některé funkce orgánů byly obnoveny. Například v srdci, které si zachovalo schopnost stahovat se, našli důkazy elektrické aktivity. „Podařilo se nám také obnovit krevní oběh v celém těle, což nás ohromilo,“ uvedl Sestan.
Za normálních okolností, když srdce přestane bít, začnou orgány otékat, kolabují cévy a blokují krevní oběh, popsal Sestan. Přesto byl krevní oběh obnoven a orgány u uhynulých prasat, která dostala OrganEx, se zdály být funkční na úrovni buněk a tkání. „Pod mikroskopem bylo obtížné rozlišit zdravý orgán od orgánu, který byl po smrti ošetřen technologií OrganEx," dodal spoluautor studie Zvonimir Vrselja.
Stejně jako v experimentu v roce 2019 vědci také zjistili, že v některých oblastech mozku byla obnovena buněčná aktivita, ačkoli v průběhu experimentu žádná organizovaná elektrická aktivita, která by naznačovala vědomí, nebyla zjištěna.
Zachování motorických funkcí
Tým byl obzvláště překvapen, když u zvířat, která po celou dobu šestihodinového experimentu zůstala v anestezii, pozoroval mimovolné a spontánní pohyby svalů v oblasti hlavy a krku. Tyto pohyby naznačují zachování některých motorických funkcí, uvedl Sestan. Vědci zdůraznili, že k pochopení zjevně obnovených motorických funkcí u zvířat jsou nutné další studie a že je nutné důsledné etické posouzení ze strany dalších vědců a bioetiků.
Experimentální protokoly nejnovější studie schválil Yaleův Institucionální výbor pro péči o zvířata a jejich použití a řídil je i externí poradní a etický výbor.
