Los científicos restauran algunas funciones en el cerebro de un cerdo horas después de su muerte.

La circulación y la actividad celular se restauraron en el cerebro de un cerdo cuatro horas después de su muerte, un hallazgo que cuestiona las suposiciones sostenidas durante mucho tiempo sobre el momento y la naturaleza irreversible del cese de algunas funciones cerebrales después de la muerte, informan los científicos de Yale el 18 de abril en la revista Nature.

El cerebro de un cerdo postmortem obtenido en una planta empacadora de carne se aisló y circuló con una solución química especialmente diseñada. Se observaron muchas funciones celulares básicas, una vez que se pensó que cesaban segundos o minutos después de que el oxígeno y el flujo sanguíneo cesaran, informan los científicos.

“El cerebro intacto de un mamífero grande retiene una capacidad previamente subestimada para restaurar la circulación y ciertas actividades moleculares y celulares varias horas después del paro circulatorio”, dijo el autor principal Nenad Sestan, profesor de neurociencia, medicina comparativa, genética y psiquiatría.

Sin embargo, los investigadores también enfatizaron que el cerebro tratado carecía de señales eléctricas globales reconocibles asociadas con la función cerebral normal.

“En ningún momento observamos el tipo de actividad eléctrica organizada asociada con la percepción, la conciencia o la conciencia”, dijo el co-primer autor Zvonimir Vrselja, científico investigador asociado en neurociencia. “Clínicamente definido, este no es un cerebro vivo, pero es un cerebro celularmente activo.”

La muerte celular en el cerebro suele considerarse un proceso rápido e irreversible. Al cortar el oxígeno y el suministro de sangre, la actividad eléctrica del cerebro y los signos de conciencia desaparecen en cuestión de segundos, mientras que los depósitos de energía se agotan en cuestión de minutos. El entendimiento actual sostiene que una cascada de moléculas de lesión y muerte se activan, lo que conduce a una degeneración generalizada e irreversible.

Sin embargo, los investigadores del laboratorio de Sestan, cuya investigación se centra en el desarrollo y la evolución del cerebro, observaron que las pequeñas muestras de tejido con las que trabajaban mostraban rutinariamente signos de viabilidad celular, incluso cuando el tejido se recolectaba varias horas después de la muerte. Intrigados, obtuvieron los cerebros de cerdos procesados para la producción de alimentos para estudiar cuán extendida podría estar esta viabilidad postmortem en el cerebro intacto. Cuatro horas después de la muerte del cerdo, conectaron la vasculatura del cerebro para hacer circular una solución de formulación única que desarrollaron para preservar el tejido cerebral, utilizando un sistema que llaman BrainEx. Encontraron que se preservaba la integridad de las células neurales y se restauraba cierta funcionalidad de las células neuronales, gliales y vasculares.

El nuevo sistema puede ayudar a resolver un problema molesto: la incapacidad de aplicar ciertas técnicas para estudiar la estructura y función del cerebro intacto de un gran mamífero, lo que dificulta investigaciones rigurosas sobre temas como las raíces de los trastornos cerebrales, así como la conectividad neuronal tanto en condiciones saludables como anormales.

“Anteriormente, sólo hemos podido estudiar células en el cerebro de grandes mamíferos bajo condiciones estáticas o en gran parte bidimensionales utilizando pequeñas muestras de tejido fuera de su ambiente nativo”, dijo el co-primer autor Stefano G. Daniele, candidato a M.D./Ph.D.. “Por primera vez, somos capaces de investigar el cerebro grande en tres dimensiones, lo que aumenta nuestra capacidad para estudiar interacciones celulares complejas y conectividad.”

Aunque el avance no tiene una aplicación clínica inmediata, la nueva plataforma de investigación podría algún día ayudar a los médicos a encontrar formas de ayudar a salvar la función cerebral en pacientes de accidente cerebrovascular, o probar la eficacia de terapias novedosas que apuntan a la recuperación celular después de la lesión, señalan los autores.

La investigación fue financiada principalmente por la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH).

“Esta línea de investigación tiene la esperanza de mejorar la comprensión y el tratamiento de los trastornos cerebrales y podría conducir a una nueva forma de estudiar el cerebro humano postmortem”, señaló Andrea Beckel-Mitchener, jefa de neurogenómica funcional del Instituto Nacional de Salud Mental de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), que cofinanció la investigación.

Los investigadores dijeron que no está claro si este enfoque se puede aplicar a un cerebro humano recientemente fallecido. La solución química utilizada carece de muchos de los componentes que se encuentran en la sangre humana, como el sistema inmunológico y otras células sanguíneas, lo que hace que el sistema experimental sea significativamente diferente de las condiciones de vida normales. Sin embargo, el investigador enfatizó que cualquier estudio futuro que involucre tejido humano o la posible reactivación de la actividad eléctrica global en tejido animal postmortem debe realizarse bajo estricta supervisión ética.

“La restauración de la conciencia nunca fue una meta de esta investigación”, dijo el coautor Stephen Latham, director del Centro Interdisciplinario de Bioética de Yale. “Los investigadores estaban preparados para intervenir con el uso de anestésicos y la reducción de la temperatura para detener la actividad eléctrica global organizada en caso de que surgiera. Todo el mundo estuvo de acuerdo de antemano en que los experimentos que involucran una actividad global reactivada no podrían seguir adelante sin estándares éticos claros y mecanismos de supervisión institucional”.

Existe un imperativo ético de usar herramientas desarrolladas por la Iniciativa Cerebral para desentrañar los misterios de las lesiones y enfermedades cerebrales, dijo Christine Grady, jefa del Departamento de Bioética del Centro Clínico de los NIH.

“También es nuestro deber trabajar con los investigadores para navegar de manera reflexiva y proactiva por cualquier problema ético potencial que puedan encontrar a medida que abren nuevas fronteras en la ciencia del cerebro”, dijo.

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