イェール大学の科学者は、死後のブタの細胞、臓器機能を回復します

医師による主な違い

OrganEx テクノロジーを使用した臓器灌流と細胞回復の図。 細胞を救う血液類似体は、死後 1 時間で重要臓器に送達されます。 クレジット: Marin Balaic

イェール大学が開発した技術は、死後のブタの細胞と臓器の機能を回復させ、臓器移植のブレークスルーとなる可能性があります。

最後の心拍のわずか数分以内に、血流、栄養素、酸素の不足によって引き起こされる生化学的イベントのカスケードが体の細胞や器官を破壊し始めます. しかし、研究チームは

イェール大学
1701 年に設立されたイェール大学は、コネチカット州ニューヘブンにある私立のアイビー リーグ研究大学です。 これは、米国で 3 番目に古い高等教育機関であり、14 の構成学校 (元の学部大学、イェール大学芸術科学大学院、12 の専門学校) で構成されています。 イギリス東インド会社総督のエリフ・イェールにちなんで名づけられました。

” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>Yale University has discovered that massive and permanent cellular failure doesn’t have to happen so quickly.

Using a new technology the scientists developed that delivers a specially designed cell-protective fluid to organs and tissues, the team restored blood circulation and other cellular functions in pigs a full hour after their deaths. They report their findings in the August 3 edition of the journal Nature.

Their results may help extend the health of human organs during surgery and expand the availability of donor organs, the authors said.

All cells do not die immediately, there is a more protracted series of events,” said David Andrijevic, associate research scientist in neuroscience at Yale School of Medicine and co-lead author of the study. “It is a process in which you can intervene, stop, and restore some cellular function.”

The research builds upon an earlier Yale-led project that restored circulation and certain cellular functions in the brain of a dead pig with technology dubbed BrainEx. Published in 2019, that study and the new one were led by the lab of Yale’s Nenad Sestan, the Harvey and Kate Cushing Professor of Neuroscience and professor of comparative medicine, genetics, and psychiatry. The new study involved senior author Sestan and colleagues Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy, and Shupei Zhang, all from Yale.

If we were able to restore certain cellular functions in the dead brain, an organ known to be most susceptible to ischemia [inadequate blood supply]私たちは、他の重要な移植可能な臓器でも同様のことが達成できるという仮説を立てました」とセスタンは言いました.

新しい研究では、科学者は OrganEx と呼ばれる BrainEx の修正版をブタ全体に適用しました。 この技術は、手術中に心臓と肺の働きをする人工心肺に似た灌流装置と、細胞の健康を促進し、豚の体全体の炎症を抑える化合物を含む実験用流体で構成されています。 死後 1 時間に OrganEx で処理された麻酔ブタに心停止が誘発されました。

OrganEx で処理してから 6 時間後、研究者らは、心臓、肝臓、腎臓など、ブタの体の多くの領域で特定の重要な細胞機能が活性化していることを発見しました。 さらに、いくつかの臓器機能が回復しました。 たとえば、彼らは心臓の電気的活動の証拠を発見し、心臓は収縮する能力を保持していました。

また、体全体の循環を回復することができ、私たちを驚かせました」とセスタンは言いました.

通常、心臓の鼓動が止まると、臓器が膨張し始め、血管がつぶれて循環が妨げられる、と彼は述べた。 しかし、循環は回復し、OrganEx 治療を受けた死亡した豚の臓器は、細胞と組織のレベルで機能しているように見えました。

顕微鏡下では、健康な臓器と、死亡後に OrganEx 技術で処理された臓器との違いを見分けるのは困難でした」と Vrselja 氏は述べています。

2019年の実験と同様に、科学者たちは脳の一部の領域の細胞活動が回復したことも発見しました. しかし、意識を示す組織化された電気的活動は、実験のどの部分でも検出されませんでした。

チームは、6時間の実験全体を通して麻酔をかけたままの治療動物を評価したときに、頭と首の領域に不随意および自発的な筋肉の動きが観察されたことに特に驚いた. これらの動きは、いくつかの運動機能が維持されていることを示している、と Sestan は述べた。

動物の明らかに回復した運動機能を理解するには、追加の研究が必要である、と研究者は強調した。 彼らはまた、他の科学者や生命倫理学者による厳格な倫理的審査を求めました。

最新の研究の実験プロトコルは、イェール大学の施設内動物管理使用委員会によって承認され、外部の諮問委員会および倫理委員会によって導かれました。

OrganEx 技術は、最終的にいくつかの潜在的な用途を持つ可能性があると、研究者は述べています。 たとえば、人間の患者の臓器の寿命を延ばし、移植のためのドナー臓器の利用可能性を拡大することができます。 また、心臓発作や脳卒中の際の虚血によって損傷した臓器や組織の治療にも役立つ可能性があります.

このエキサイティングな新技術には、数多くの潜在的なアプリケーションがあります」と、エール大学生命倫理学際センターのスティーブン・レイサム所長は述べています。 「しかし、今後のすべての研究、特に脳の灌流を含むすべての研究を注意深く監視する必要があります。」

参照: 「全身の長期温虚血後の細胞回復」David Andrijevic、Zvonimir Vrselja、Taras Lysyy、Shupei Zhang、Mario Skarica、Ana Spajic、David Dellal、Stephanie L. Thorn、Robert B. Duckrow、Shaojie Ma、Phan 著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、Nenad Sestan、2022 年 8 月 3 日、 自然.
DOI: 10.1038/s41586-022-05016-1

この研究は、米国保健社会福祉省、国立衛生研究所、および国立精神衛生研究所によって資金提供されました。

この作品は、NIH BRAIN イニシアチブの助成金 MH117064、MH117064-01S1、R21DK128662、T32GM136651、F30HD106694、およびシュミット先物によってサポートされていました。

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