Región hipocampal del cerebro de cerdo, el cual se sometió a perfusión con BrainEx diez horas después de ser comprado. El tejido se tiñó con inmunofluorescencia para neuronas (verde), astrocitos (rojo) y núcleos celulares (azul). Imagen: Universidad de Yale
Desde principios del siglo XX, los científicos han realizado experimentos que mantienen vivos los cerebros de los animales desde el momento en que el corazón se detiene, enfriando los cerebros y bombeando sangre o un líquido sustituto. Pero no está claro qué tan bien funcionaron los órganos después. Otros estudios han demostrado que las células tomadas de cerebros mucho después de la muerte pueden realizar actividades normales, como la producción de proteínas. Esto hizo que investigadores se preguntara: ¿podría revivir todo un cerebro horas después de la muerte?
Nenad Sestan decidió averiguarlo, utilizando cabezas cortadas de 32 cerdos que habían sido sacrificados para comer carne en un matadero cerca de su laboratorio. Su equipo extrajo cada cerebro de su cráneo y lo colocó en una cámara especial antes de colocar el órgano con un catéter. La circulación y la actividad celular se restauraron en el cerebro de un cerdo cuatro horas después de su muerte, un hallazgo que desafía las suposiciones sobre el momento y la naturaleza irreversible del cese de algunas funciones cerebrales después de la muerte, informaron los científicos de la Universidad de Yale el 17 de abril en la revista Nature.
El cerebro de un cerdo postmortem obtenido se aisló y circuló con una solución química especialmente diseñada. Según los científicos, se observaron muchas funciones celulares básicas, minutos o segundos después de que se detenía el flujo de oxígeno y sangre, que no es información acorde a lo que se pensaba.
La muerte celular dentro del cerebro generalmente se considera un proceso rápido e irreversible. Cortados por el oxígeno y el suministro de sangre, la actividad eléctrica del cerebro y los signos de conciencia desaparecen en segundos, mientras que las reservas de energía se agotan en minutos. Los conocimientos actuales sostienen que una cascada de lesiones y moléculas de muerte se activan y conducen a una degeneración generalizada e irreversible.
“El cerebro intacto de un mamífero grande conserva una capacidad previamente subestimada para el restablecimiento de la circulación y ciertas actividades celulares y moleculares 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 destacaron que el cerebro tratado carecía de señales eléctricas globales reconocibles asociadas con la función cerebral normal.
“Definido clínicamente, este no es un cerebro vivo, pero es un cerebro activo celularmente”, dijo el coautor del estudio Zvonimir Vrselja, científico investigador asociado en Neurociencia.
Los investigadores del laboratorio de Sestan, se centran en el desarrollo y la evolución del cerebro, y observaron que las pequeñas muestras de tejido con las que trabajaban mostraban de forma rutinaria signos de viabilidad celular, incluso cuando el tejido se extraía varias horas después de la muerte. Cuatro horas después de la muerte del cerdo, conectaron la vasculatura del cerebro para hacer circular una solución única que desarrollaron para preservar el tejido cerebral, utilizando un sistema que llaman BrainEx. Cuando encontraron que se preservaba la integridad de las células neuronales y se restauraba cierta funcionalidad de las células neuronales, gliales y vasculares.
El nuevo sistema puede ayudar a resolver un problema desconcertante, la incapacidad de aplicar ciertas técnicas para estudiar la estructura y la función del cerebro intacto de mamífero, lo que dificulta la investigación rigurosa de temas como la raíz de los trastornos cerebrales, la conectividad neuronal en condiciones saludables y anormales.
“Anteriormente, solo se podía estudiar células en el cerebro de los mamíferos grandes en condiciones estáticas o utilizando pequeñas muestras de tejido fuera de su entorno nativo“, dijo el coautor Stefano G. Daniele, “por primera vez, somos capaces de investigar el cerebro en tres dimensiones, lo que aumenta nuestra capacidad para estudiar interacciones celulares complejas y su conectividad“.
Si bien 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 con accidente cerebrovascular, o probar la eficacia de terapias novedosas dirigidas a la recuperación celular después de una lesión, señalan los autores.
