Enganando a morte: cientistas de Yale restauram células e funções de órgãos em porcos após a morte

A tecnologia desenvolvida em Yale restaura a função de células e órgãos em porcos após a morte, um potencial avanço no transplante de órgãos.

Poucos minutos após o batimento cardíaco final, uma cascata de eventos bioquímicos desencadeados pela falta de fluxo sanguíneo, nutrientes e oxigênio começa a destruir as células e órgãos do corpo. No entanto, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Yale descobriu que falhas celulares massivas e permanentes não precisam acontecer tão rapidamente.

Usando uma nova tecnologia desenvolvida pelos cientistas que fornece um fluido protetor celular especialmente projetado para órgãos e tecidos, a equipe restaurou a circulação sanguínea e outras funções celulares em porcos uma hora após suas mortes. Eles relatam suas descobertas na edição de 3 de agosto da revista Natureza.

Seus resultados podem ajudar a prolongar a saúde dos órgãos humanos durante a cirurgia e expandir a disponibilidade de doadores de órgãos, disseram os autores.

“Todas as células não morrem imediatamente, há uma série de eventos mais prolongada”, disse David Andrijevic, pesquisador associado em neurociência da Escola de Medicina de Yale e co-autor principal do estudo. “É um processo no qual você pode intervir, interromper e restaurar algumas funções celulares.”

A pesquisa baseia-se em um projeto anterior liderado por Yale que restaurou a circulação e certas funções celulares no cérebro de um porco morto com tecnologia chamada BrainEx. Publicado em 2019, esse estudo e o novo foram liderados pelo laboratório de Nenad Sestan de Yale, professor de neurociência Harvey e Kate Cushing e professor de medicina comparada, genética e psiquiatria. O novo estudo envolveu o autor sênior Sestan e os colegas Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy e Shupei Zhang, todos de Yale.

“Se conseguíssemos restaurar certas funções celulares no cérebro morto, um órgão conhecido por ser mais suscetível à isquemia (fornecimento sanguíneo inadequado), levantamos a hipótese de que algo semelhante também poderia ser alcançado em outros órgãos vitais transplantáveis”, disse Sestan.

No novo estudo, os cientistas aplicaram uma versão modificada do BrainEx chamada OrganEx em todo o porco. A tecnologia consiste em um dispositivo de perfusão semelhante às máquinas coração-pulmão – que fazem o trabalho do coração e dos pulmões durante a cirurgia – e um fluido experimental contendo compostos que podem promover a saúde celular e suprimir a inflamação em todo o corpo do porco. A parada cardíaca foi induzida em porcos anestesiados, que foram tratados com OrganEx uma hora após a morte.

Seis horas após o tratamento com OrganEx, os pesquisadores descobriram que certas funções celulares importantes estavam ativas em muitas áreas do corpo dos porcos – incluindo coração, fígado e rins. Além disso, algumas funções dos órgãos foram restauradas. Por exemplo, encontraram evidências de atividade elétrica no coração, que manteve a capacidade de contração.

“Também conseguimos restaurar a circulação por todo o corpo, o que nos surpreendeu”, disse Sestan.

Normalmente, quando o coração para de bater, os órgãos começam a inchar, colapsando os vasos sanguíneos e bloqueando a circulação, disse ele. No entanto, a circulação foi restaurada e os órgãos dos porcos falecidos que receberam o tratamento OrganEx pareciam funcionais ao nível das células e dos tecidos.

“Sob o microscópio, era difícil dizer a diferença entre um órgão saudável e outro que foi tratado com a tecnologia OrganEx após a morte”, disse Vrselja.

Tal como na experiência de 2019, os cientistas também descobriram que a atividade celular em algumas áreas do cérebro tinha sido restaurada. No entanto, nenhuma atividade elétrica organizada que indicasse consciência foi detectada durante qualquer parte do experimento.

A equipe ficou especialmente surpresa ao observar movimentos musculares involuntários e espontâneos na região da cabeça e pescoço ao avaliar os animais tratados, que permaneceram anestesiados durante todo o experimento de seis horas. Esses movimentos indicam a preservação de algumas funções motoras, disse Sestan.

Estudos adicionais são necessários para compreender as funções motoras aparentemente restauradas nos animais, enfatizaram os pesquisadores. Eles também pediram uma revisão ética rigorosa por parte de outros cientistas e bioeticistas.

Os protocolos experimentais do último estudo foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidado e Uso de Animais de Yale e orientados por um comitê consultivo e de ética externo.

A tecnologia OrganEx poderá eventualmente ter várias aplicações potenciais, disseram os pesquisadores. Por exemplo, poderia prolongar a vida dos órgãos em pacientes humanos e expandir a disponibilidade de órgãos de doadores para transplante. Também pode ajudar a tratar órgãos ou tecidos danificados por isquemia durante ataques cardíacos ou derrames.

“Existem inúmeras aplicações potenciais desta nova e excitante tecnologia”, disse Stephen Latham, diretor do Centro Interdisciplinar de Bioética de Yale. “No entanto, precisamos manter uma supervisão cuidadosa de todos os estudos futuros, especialmente aqueles que incluem a perfusão do cérebro”.

Referência: “Recuperação celular após isquemia quente prolongada de todo o corpo” por David Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy, Shupei Zhang, Mario Skarica, Ana Spajic, David Dellal, Stephanie L. Thorn, Robert B. Duckrow, Shaojie Ma, Phan Q. Duy, Atagun U. Isiktas, Dan Liang, Mingfeng Li, Suel-Kee Kim, Stefano G. Daniele, Khadija Banu, Sudhir Perincheri, Madhav C. Menon, Anita Huttner, Kevin N. Sheth, Kevin T. Gobeske, Gregory T. Tietjen, Hitten P. Zaveri, Stephen R. Latham, Albert J. Sinusas e Nenad Sestan, 3 de agosto de 2022, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-022-05016-1

A pesquisa foi financiada pelo Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA, Instituto Nacional de Saúdee Instituto Nacional de Saúde Mental.

Este trabalho foi apoiado pelas bolsas NIH BRAIN Initiative MH117064, MH117064-01S1, R21DK128662,T32GM136651, F30HD106694 e Schmidt Futures.