Свиньи уже как час были мертвы, но клетки их сердец, мозгов и печени всё ещё продолжали работать.

Благодаря новой системе под названием OrganEx учёные теперь могут поддерживать жизнь умирающих органов недавно умерших свиней, подключая животных к системе насосов, фильтров и проточных жидкостей. Эта процедура не восстанавливает функцию мозга животных и не возвращает свиней из загробного мира; скорее, она обеспечивает продолжение работы определённых клеточных функций в жизненно важных органах животных.

В будущем система потенциально может быть использована для сохранения и восстановления донорских органов человека, предназначенных для использования в процедурах трансплантации, сообщили учёные в новом исследовании, опубликованном в среду (3 августа) в журнале Nature. Этот процесс может увеличить количество органов, доступных для трансплантации, обратив вспять последствия ишемии — при которой орган повреждается из-за недостаточного кровотока и снабжения кислородом — в донорских органах.

Учёные оживили клетки свиней через час после смерти - потенциальный прорыв в трансплантации органов.Изображение: Unsplash/Bruno van der Kraan

Теоретически такое устройство можно было бы также использовать и с живыми людьми — для лечения ишемии, возникающей во время инсульта или сердечного приступа, считает доктор Роберт Порте (Robert Porte), профессор кафедры хирургии Гронингенского университета в Нидерландах, не принимавший участия в исследовании.

Однако в ближайшее время эта технология пока не будет применена к живым людям или донорским органам.

«Это всё ещё очень далеко от использования на людях», — заявил Стивен Лэтэм (Stephen Latham), директор Междисциплинарного центра биоэтики Йельского университета и соавтор исследования.

Проверочный эксперимент на свиньях показал, что система OrganEx может восстанавливать некоторые клеточные функции в некоторых органах после того, как к этим органам перестаёт поступать кровь, но степень восстановления от органа к органу различалась.

«Нам нужно гораздо более подробно изучить степень, в которой ишемические повреждения восстанавливаются в различных органах, прежде чем мы приступим к проведению подобного эксперимента на человеке, пострадавшем от кислородного голодания», — сказал Лэтэм, имея в виду повреждение органов из-за недостатка кислорода.

Команда специалистов планирует изучить OrganEx во многих других исследованиях на животных, «прежде чем начать думать о переносе» технологии на людей, сказал на брифинге доктор Дэвид Андриевич (David Andrijevic), младший научный сотрудник в области нейробиологии в Йельской школе медицины и соавтор исследования.

Как работает OrganEx

Новое исследование основано на предыдущем исследовании, опубликованном в 2019 году в журнале Nature, в котором учёные использовали уменьшенную версию той же системы для восстановления некоторой клеточной и метаболической активности в мозге свиньи, которая была обезглавлена во время производства продуктов питания.

Эта меньшая система, названная BrainEx, перекачивала жидкость, битком набитую Hemopure — синтетической формой белка гемоглобина, который переносит кислород в эритроцитах, — через кровеносные сосуды мозга. Жидкость также содержала химические соединения, предназначенные для предотвращения образования тромбов и самоуничтожения клеток посредством процесса, называемого «апоптоз». Прокачка этой жидкости через мозг предотвратила отёк органа, как это обычно бывает после смерти, и позволила некоторым клеточным функциям продолжать работать до четырёх часов после обезглавливания. (Важно отметить, что обработанный мозг не производил никаких электрических сигналов, связанных с нормальной функцией мозга или «остаточным сознанием», подтвердили авторы.)

«На самом деле клетки умирают не так быстро, как мы предполагаем, что в принципе открывает возможность для вмешательства», — сказал на брифинге во вторник доктор Звонимир Врселя (Zvonimir Vrselja), младший научный сотрудник в области неврологии Йельской школы медицины и соавтор исследования.

Другими словами, если учёные смогут вмешаться достаточно быстро, они смогут спасти некоторые клетки от неминуемой гибели.

В своей крайней работе команда существенно расширила свою систему BrainEx, чтобы обеспечить перфузию всего тела свиньи за один раз.

В увеличенной системе используется устройство, похожее на аппарат искусственного кровообращения, который берёт на себя роль сердца и лёгких во время операций, перекачивая кровь и кислород по организму. Команда использовала это устройство для прокачки как свиной крови, так и модифицированной версии их синтетической жидкости, сохраняющей клетки, через тела умерших свиней. Их синтетический раствор содержал 13 соединений, предназначенных для подавления воспаления, остановки образования тромбов, предотвращения гибели клеток и коррекции электролитного дисбаланса, возникающего при наступлении ишемии.

Чтобы протестировать OrganEx, команда вызвала остановку сердца у анестезированных свиней, а затем через час подключила животных к устройству. Они сравнили свиней, получавших OrganEx, со свиньями, получавшими экстракорпоральную мембранную оксигенацию (ЭКМО), которая перекачивала через тела животных только насыщенную кислородом кровь.

Через 6 часов команда обнаружила, что ЭКМО недостаточно насыщала кровью все органы животных, и многие кровеносные сосуды просто разрушились, как это обычно бывает после смерти; у животных же, получавших ЭКМО, также наблюдались обширные признаки кровоизлияния и отёка тканей. Однако, для сравнения, OrganEx уменьшил степень гибели клеток и улучшил сохранность тканей по всему телу.

Более того, у свиней, получавших OrganEx, наблюдались признаки клеточного восстановления мозга, сердца, лёгких, печени, почек и поджелудочной железы, и эти жизненно важные органы сохраняли определённые клеточные и метаболические функции в течение шестичасового эксперимента. Сердце, в частности, демонстрировало признаки электрической активности и могло сокращаться. Дальнейшее исследование сердца, почек и печени свиней также показало, что в органах были активированы специфические гены, участвующие в восстановлении клеток, в то время как у свиней, получавших ЭКМО, этого не произошло.

«Это говорит нам о том, что гибель клеток можно остановить и восстановить их функциональность во многих жизненно важных органах даже через час после смерти», — сказал на брифинге доктор Ненад Сестан (Nenad Sestan), профессор неврологии Йельской школы медицины и старший автор исследования.

Результаты намекают на то, что когда-нибудь OrganEx или компоненты системы можно будет применять для лечения ишемии и сохранения трансплантированных органов, особенно в случае «донорства после смерти от кровообращения», когда донорские органы были лишены кровообращения в течение некоторого времени до трансплантации, пишет Порте. Но опять же, требуется гораздо больше исследований, прежде чем систему можно будет применять в любой из этих ситуаций.

В ходе последующей работы исследовательская группа хочет лучше понять, как, где и в какой степени OrganEx восстанавливает клеточную функцию в различных органах животных. Кроме того, им необходимо будет оценить, нужно ли и как их синтетический раствор адаптировать для использования в тканях человека. И этические и практические проблемы должны быть решены, прежде чем приступать к рассмотрению использования системы на живых людях, сказал Лэтэм на брифинге.

«Вы должны подумать: «К какому состоянию может вернуться человек, если он серьёзно пострадал от ишемии, и вы сделали ему перфузацию, которая частично, но не полностью, устранила это повреждение?», — Отметил он. — Спасение органов и их сохранение для трансплантации — это, на мой взгляд, гораздо более близкая и реалистичная клиническая цель, которая может быть основана на этом исследовании.»

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

EnglishРусскийУкраїнська
Включить уведомления Да Спасибо, не надо