Cientistas restauram algumas funções no cérebro de um porco horas após a morte

A circulação e a atividade celular foram restauradas no cérebro de um porco quatro horas após sua morte, uma descoberta que desafia suposições de longa data sobre o momento e a natureza irreversível da cessação de algumas funções cerebrais após a morte, relatam cientistas de Yale na revista Nature .

O cérebro de um porco post mortem obtido de um frigorífico foi isolado e circulado com uma solução química especialmente projetada. Muitas funções celulares básicas, que antes se pensava cessar segundos ou minutos após o oxigênio e o fluxo sanguíneo cessarem, foram observadas, relatam os cientistas.

“ O cérebro intacto de um grande mamífero retém uma capacidade anteriormente subestimada de restauração da circulação e certas atividades moleculares e celulares várias horas após a parada circulatória”, disse o autor sênior Nenad Sestan , professor de neurociência, medicina comparativa, genética e psiquiatria.

No entanto, os pesquisadores também enfatizaram que o cérebro tratado não possuía quaisquer sinais elétricos globais reconhecíveis associados à função cerebral normal.

“ Em nenhum momento observamos o tipo de atividade elétrica organizada associada à percepção, consciência ou consciência”, disse o co-primeiro autor Zvonimir Vrselja , pesquisador associado em neurociência. “Definido clinicamente, este não é um cérebro vivo, mas é um cérebro celularmente ativo.”

A morte celular dentro do cérebro é geralmente considerada um processo rápido e irreversível. Cortado do oxigênio e do suprimento de sangue, a atividade elétrica do cérebro e os sinais de consciência desaparecem em segundos, enquanto os estoques de energia se esgotam em minutos. O entendimento atual sustenta que uma cascata de moléculas de lesão e morte são então ativadas, levando a uma degeneração generalizada e irreversível.

No entanto, pesquisadores do laboratório de Sestan, cuja pesquisa se concentra no desenvolvimento e evolução do cérebro, observaram que as pequenas amostras de tecido com as quais trabalhavam rotineiramente mostravam sinais de viabilidade celular, mesmo quando o tecido era colhido várias horas após a morte. Intrigados, eles obtiveram os cérebros de porcos processados ​​para produção de alimentos para estudar o quão difundida essa viabilidade pós-morte poderia estar no cérebro intacto. Quatro horas após a morte do porco, eles conectaram a vasculatura do cérebro para circular uma solução formulada exclusivamente que eles desenvolveram para preservar o tecido cerebral, utilizando um sistema que eles chamam de Brain Ex . Eles descobriram que a integridade das células neurais foi preservada e certas funcionalidades das células neuronais, gliais e vasculares foram restauradas.

O novo sistema pode ajudar a resolver um problema irritante – a incapacidade de aplicar certas técnicas para estudar a estrutura e a função do cérebro intacto de grandes mamíferos – o que dificulta investigações rigorosas sobre tópicos como as raízes de distúrbios cerebrais, bem como a conectividade neuronal em ambos saudáveis. e condições anormais.

” Antes, só podíamos estudar células no cérebro de grandes mamíferos sob condições estáticas ou em grande parte bidimensionais utilizando pequenas amostras de tecido fora de seu ambiente nativo”, disse o co-primeiro autor Stefano G. Daniele, MD/Ph. D. candidato. “Pela primeira vez, somos capazes de investigar o grande cérebro em três dimensões, o que aumenta nossa capacidade de estudar interações celulares complexas e conectividade”.

Embora o avanço não tenha aplicação clínica imediata, a nova plataforma de pesquisa pode um dia ajudar os médicos a encontrar maneiras de ajudar a salvar a função cerebral em pacientes com derrame ou testar a eficácia de novas terapias visando a recuperação celular após a lesão, dizem os autores.

A pesquisa foi financiada principalmente pela Iniciativa BRAIN do National Institutes of Health (NIH) .

“ Esta linha de pesquisa traz esperança para o avanço da compreensão e tratamento de distúrbios cerebrais e pode levar a uma maneira totalmente nova de estudar o cérebro humano pós-morte”, disse Andrea Beckel-Mitchener, chefe de neurogenômica funcional do Instituto Nacional de Saúde Mental do NIH, que co-financiou a pesquisa.

Os pesquisadores disseram que não está claro se essa abordagem pode ser aplicada a um cérebro humano recentemente falecido. A solução química utilizada carece de muitos dos componentes encontrados nativamente no sangue humano, como o sistema imunológico e outras células sanguíneas, o que torna o sistema experimental significativamente diferente das condições normais de vida. No entanto, o pesquisador enfatizou que qualquer estudo futuro envolvendo tecido humano ou possível ressurgimento da atividade elétrica global em tecido animal post mortem deve ser feito sob estrita supervisão ética.

A restauração da consciência nunca foi um objetivo desta pesquisa”, disse o coautor Stephen Latham , diretor do Centro Interdisciplinar de Bioética de Yale. “Os pesquisadores estavam preparados para intervir com o uso de anestésicos e redução de temperatura para interromper a atividade elétrica global organizada se ela surgisse. Todos concordaram de antemão que experimentos envolvendo atividades globais revividas não poderiam avançar sem padrões éticos claros e mecanismos de supervisão institucional”.

Há um imperativo ético de usar ferramentas desenvolvidas pela Brain Initiative para desvendar mistérios de lesões e doenças cerebrais, disse Christine Grady, chefe do Departamento de Bioética do NIH Clinical Center .

“Também é nosso dever trabalhar com pesquisadores para navegar de forma cuidadosa e proativa em quaisquer possíveis problemas éticos que possam encontrar à medida que abrem novas fronteiras na ciência do cérebro”, disse ela.

Fonte: Yale News