Come gli scienziati stanno facendo rivivere le cellule negli organi dei maiali morti

I maiali giacevano morti in laboratorio da un’ora: non circolava sangue nei loro corpi, i loro cuori erano immobili, le loro onde cerebrali piatte. Quindi un gruppo di scienziati di Yale ha pompato una soluzione su misura nei corpi dei maiali morti con un dispositivo simile a una macchina cuore-polmone.

Quello che è successo dopo aggiunge domande a ciò che la scienza considera il muro tra la vita e la morte. Sebbene i maiali non fossero considerati in alcun modo coscienti, le loro cellule apparentemente morte si sono rianimate. I loro cuori iniziarono a battere mentre la soluzione, che gli scienziati chiamavano OrganEx, circolava nelle vene e nelle arterie. Le cellule dei loro organi, inclusi cuore, fegato, reni e cervello, stavano di nuovo funzionando e gli animali non si irrigidivano mai come un tipico maiale morto.

Altri maiali, morti da un’ora, sono stati trattati con ECMO, una macchina che pompava il sangue attraverso i loro corpi. Sono diventati rigidi, i loro organi si sono gonfiati e sono stati danneggiati, i loro vasi sanguigni sono crollati e avevano delle macchie viola sulla schiena dove il sangue si è accumulato.

Il gruppo ha riportato i suoi risultati mercoledì su Nature.

I ricercatori affermano che i loro obiettivi sono un giorno aumentare la fornitura di organi umani per il trapianto consentendo ai medici di ottenere organi vitali molto tempo dopo la morte. E, dicono, sperano che la loro tecnologia possa essere utilizzata anche per prevenire gravi danni al cuore dopo un devastante infarto o al cervello dopo un grave ictus.

Ma i risultati sono solo un primo passo, ha affermato Stephen Latham, bioeticista della Yale University che ha lavorato a stretto contatto con il gruppo. La tecnologia, ha sottolineato, è “molto lontana dall’uso negli esseri umani”.

Il gruppo, guidato dal dottor Nenad Sestan, professore di neuroscienze, medicina comparata, genetica e psichiatria alla Yale School of Medicine, è rimasto sbalordito dalla sua capacità di rivitalizzare le cellule.

“Non sapevamo cosa aspettarci”, ha detto il dottor David Andrijevic, anche lui neuroscienziato a Yale e uno degli autori del documento. “Tutto ciò che abbiamo restaurato è stato incredibile per noi.”

Altri non associati al lavoro sono rimasti altrettanto stupiti.

“È incredibile, strabiliante”, ha affermato Nita Farahany, una professoressa di diritto della Duke che studia le implicazioni etiche, legali e sociali delle tecnologie emergenti.

e, ha aggiunto il dottor Farahany, il lavoro solleva interrogativi sulla definizione di morte.

“Presumiamo che la morte sia una cosa, è uno stato dell’essere”, ha detto. “Ci sono forme di morte reversibili? o no?”

Il lavoro è iniziato alcuni anni fa, quando il gruppo ha fatto un esperimento simile con i cervelli di maiali morti da un macello. Quattro ore dopo la morte dei maiali, il gruppo ha infuso una soluzione simile a OrganEx che hanno chiamato BrainEx e ha visto che le cellule cerebrali che dovrebbero essere morte potrebbero essere rianimate.

Ciò li ha portati a chiedere se potevano far rivivere un intero corpo, ha detto il dottor Zvonimir Vrselja, un altro membro del team di Yale.

La soluzione OrganEx conteneva sostanze nutritive, farmaci antinfiammatori, farmaci per prevenire la morte cellulare, bloccanti nervosi – sostanze che smorzano l’attività dei neuroni e impedivano ogni possibilità che i maiali riprendessero conoscenza – e un’emoglobina artificiale mescolata con il sangue di ogni animale.

Quando hanno curato i maiali morti, gli investigatori hanno preso precauzioni per assicurarsi che gli animali non soffrissero. I maiali sono stati anestetizzati prima di essere uccisi fermando i loro cuori e l’anestesia profonda è continuata per tutto l’esperimento. Inoltre, i bloccanti nervosi nella soluzione OrganEx impediscono ai nervi di attivarsi per garantire che il cervello non fosse attivo. I ricercatori hanno anche raffreddato gli animali per rallentare le reazioni chimiche. Le singole cellule cerebrali erano vive, ma non c’era alcuna indicazione di alcuna attività nervosa globale organizzata nel cervello.

C’è stata una scoperta sorprendente: i maiali trattati con OrganEx hanno scosso la testa quando i ricercatori hanno iniettato una soluzione di contrasto di iodio per l’imaging. il dottor Latham ha sottolineato che, sebbene il motivo del movimento non fosse noto, non vi era alcuna indicazione di alcun coinvolgimento del cervello.

Yale ha depositato un brevetto sulla tecnologia. Il prossimo passo, ha detto il dottor Sestan, sarà vedere se gli organi funzionano correttamente e possono essere trapiantati con successo. Qualche tempo dopo, i ricercatori sperano di testare se il metodo può riparare cuori o cervelli danneggiati.

La rivista Nature ha chiesto a due esperti indipendenti di scrivere commenti sullo studio. In uno, il Dr. Robert Porte, chirurgo dei trapianti dell’Università di Groningen nei Paesi Bassi, ha discusso il possibile utilizzo del sistema per espandere il pool di organi disponibili per il trapianto.

In un’intervista telefonica, ha spiegato che OrganEx potrebbe in futuro essere utilizzato in situazioni in cui i pazienti non sono cerebralmente morti ma hanno lesioni cerebrali nella misura in cui il supporto vitale è inutile.

Nella maggior parte dei paesi, ha affermato il dottor Porte, esiste una politica di “no touch” di cinque minuti dopo che il respiratore è stato spento e prima che i chirurghi trapiantati rimuovano gli organi. Ma, ha detto, “prima di correre in sala operatoria, passeranno altri minuti” e a quel punto gli organi possono essere così danneggiati da essere inutilizzabili.

E a volte i pazienti non muoiono immediatamente quando il supporto vitale viene interrotto, ma i loro cuori battono troppo debolmente perché i loro organi rimangano sani.

“Nella maggior parte dei paesi, le squadre di trapianto aspettano due ore” prima che i pazienti muoiano, ha detto il dottor Porte. Quindi, ha detto, se il paziente non è ancora morto, non tentano di recuperare gli organi.

Di conseguenza, dal 50 al 60% dei pazienti che sono morti dopo che il supporto vitale è stato interrotto e le cui famiglie hanno voluto donare i propri organi non possono essere donatori.

Se OrganEx potesse rianimare quegli organi, ha detto il dottor Porte, l’effetto “sarebbe enorme” – un enorme aumento del numero di organi disponibili per il trapianto.

L’altro commento è stato di Brendan Parent, un avvocato ed eticista che è direttore dell’etica dei trapianti e della ricerca politica presso la Grossman School of Medicine della New York University.

In un’intervista telefonica, ha discusso di quelle che ha detto essere “domande complicate sulla vita e la morte” sollevate da OrganEx.

“Secondo la definizione medica e legale accettata di morte, questi maiali erano morti”, ha detto il signor Parent. Ma, ha aggiunto, “una domanda fondamentale è: quale funzione e che tipo di funzione cambierebbe le cose?”

I maiali sarebbero ancora morti se il gruppo non usasse i bloccanti nervosi nella sua soluzione e il loro cervello funzionasse di nuovo? Ciò creerebbe problemi etici se l’obiettivo fosse quello di preservare gli organi per il trapianto e i maiali riprendessero un certo grado di coscienza durante il processo.

Ma il ripristino delle funzioni cerebrali potrebbe essere l’obiettivo se il paziente avesse avuto un grave ictus o fosse una vittima di annegamento.

“Se vogliamo portare questa tecnologia a un punto in cui può aiutare le persone, dovremo vedere cosa succede nel cervello senza bloccanti nervosi”, ha detto Parent.

Secondo lui, il metodo alla fine dovrebbe essere provato su persone che potrebbero trarne beneficio, come vittime di ictus o annegamento. Ma ciò richiederebbe molta riflessione da parte di esperti di etica, neurologi e neuroscienziati.

“Come ci arriveremo sarà una questione critica”, ha detto il signor Parent. “Quando i dati che abbiamo giustificano questo salto?”

Un altro problema sono le implicazioni che OrganEx potrebbe avere per la definizione di morte.

Se OrganEx continua a dimostrare che il periodo di tempo dopo la privazione di sangue e ossigeno prima del quale le cellule non riescono a riprendersi è molto più lungo di quanto si pensasse in precedenza, allora deve esserci un cambiamento nel momento in cui viene determinato che una persona è morta.

“È strano ma non diverso da quello che abbiamo dovuto affrontare con lo sviluppo del ventilatore”, ha detto il signor Parent.

“C’è un’intera popolazione di persone che in un’epoca diversa avrebbero potuto essere chiamate morte”, ha detto.

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