死んだ動物の豚の臓器が部分的に復活 — 研究者は唖然とする

死んだ動物の豚の臓器が部分的に復活 — 研究者は唖然とする


OrganEx と呼ばれるシステムから血液溶液を受け取った豚は、死後、心臓、肝臓、腎臓の活動を示しました。クレジット: Mario Silva/Getty

研究者は復元しました1 動物が死亡してから 1 時間後の、心臓や脳などの豚の重要な臓器の循環と細胞活動。 この研究は、血液循環と酸素化が停止したときに起こる心臓死は不可逆的であるという考えに異議を唱え、死の定義について倫理的な問題を提起しています。 作品は2019年の実験に続く2 動物が死んでから 4 時間後に豚の脳を復活させたのと同じ科学者によって、脳死が最終的なものであるという考えに疑問が投げかけられました。

ノースカロライナ州ダーラムにあるデューク大学の神経倫理学者ニタ・ファラハニーは、最新の実験は「驚くべきものだ」と言う。 この研究は予備的なものですが、彼女は、人体のいくつかの認識された制限が時間の経過とともに克服される可能性があることを示唆していると彼女は言います.

8月3日に出版された作品では、 自然1研究者は、1時間死んでいた豚を、動物の体全体に代用血液を送り込むOrganExと呼ばれるシステムに接続しました。 動物の血液と抗凝固剤などの 13 の化合物を含むこの溶液は、体の分解を遅らせ、心臓の収縮や肝臓や腎臓の活動などの臓器機能を迅速に回復させました。 OrganExは一部の脳組織の完全性を維持するのに役立ちましたが、研究者は、動物が意識や感覚を取り戻したことを示す協調的な脳活動を観察しませんでした.

2019年の論文と同様に、この研究は、死の定義と死後の臓器提供の倫理に関する議論を再活性化する可能性が高い. 著者らは、これらの結果は、特に脳に電気的活動がない場合に、豚が死後に何らかの形で蘇生したことを示していないと警告している. コネチカット州ニューヘイブンにあるイェール大学の神経科学者で、研究チームのメンバーである Zvonimir Vrselja は、動物が死んだとき、「私たちは、細胞ができないことを細胞にさせました」と述べています。 「臨床的に関連があると言っているわけではありませんが、正しい方向に進んでいます。」

循環再開

イェール大学の神経科学者でチームのメンバーである Nenad Sestan は、2019 年の豚の脳の研究に照らして、これらの実験が機能する可能性があると予測しました。なぜなら、脳は酸素欠乏の影響を最も受けやすい器官だからです。 「死んだ豚の脳で何らかの機能を取り戻すことができれば、他の臓器でもそれを行うことができます」と彼は言います.

それを明らかにするために、彼と共著者は BrainEx ソリューションとその研究に使用された技術を修正しました。 「BrainEx は特定の臓器に合わせて調整されていましたが、OrganEx ですべての臓器に機能する共通点を見つける必要がありました」と Vrselja 氏は言います。 OrganEx ソリューションには、血液凝固と免疫系を抑制する化合物が含まれており、免疫系は脳よりも体の他の場所でより活発であると彼は言います。

肝臓のアルブミン (上) と腎臓のアクチンの免疫染色。 左: コントロール灌流。 右: OrganEx 灌流。

左側の画像は、対照ブタの肝臓 (上部パネル) および腎臓 (下部パネル) 細胞の画像を示しています。 右側の画像は、組織の完全性と特定の細胞機能を回復させた OrganEx で処理したブタの画像を示しています。クレジット: David Andrijevic、Zvonimir Vrselja、Taras Lysyy、Shupei Zhang。 セスタン研究所; エール大学医学部

Sestan のチームは、地元の農場のブリーダーから豚を入手し、鎮静剤を投与する前に 3 日間監視し、人工呼吸器を装着し、心臓にショックを与えて心停止を誘発しました。 脈拍がないことを確認した後、人工呼吸器から動物を取り出しました。 豚が死亡してから 1 時間後、人工呼吸器と麻酔を再開しました。 その後、一部の豚は OrganEx システムに接続されました。 他の人は治療を受けなかったか、体外膜型人工肺(ECMO)マシンに接続されていました。これは、一部の病院が体に酸素を供給し、二酸化炭素を体から除去するための最後の努力で使用しています.

6 時間後、研究者は、ECMO を投与された豚や無処置の豚よりも、OrganEx 溶液を投与された豚の方が循環がはるかに効果的に再開したことに気付きました。 OrganEx 動物の全身の組織に酸素が流れ始めており、心臓スキャンで何らかの電気的活動と収縮が検出されました。 しかし、心臓は完全には再起動しておらず、それらの動物で心臓が正確に何をしていたのかは不明であると、イェール大学の神経科学者でチーム メンバーの David Andrijevic は言う。

研究者は、OrganEx ブタの肝臓が、他のグループのブタの肝臓よりもはるかに多くのアルブミンと呼ばれるタンパク質を生成していることにも気付きました。 また、OrganEx ブタの各重要臓器の細胞は、他のグループの動物よりもはるかに多くのグルコースに反応し、治療が代謝を開始したことを示唆しています。

死体の分解が始まってからの速さを考えると、この発見は驚くべきものだと Vrselja は言う。 心臓が停止してから数分以内に、体は酸素を奪われ、酵素が細胞膜を消化し始め、臓器の構造的完全性が急速に失われます.

研究者はまた、細胞機能と修復に関与するより多くの遺伝子が、ECMO または無治療グループと比較して、OrganEx グループのすべての主要臓器で活性であることも発見しました。

不随意運動

興味深いことに、OrganEx 豚だけが、科学者が治療後に動物の脳を視覚化するのに役立つ造影剤の注射を受けた後、無意識に頭、首、胴体をけいれんさせ始めました。 研究者は、電気的活動がないことを考えると、インパルスが脳内で発生した可能性は低いと指摘して、動きについて十分な説明を持っていませんでした. この動きは、脳とは独立していくつかの運動機能を制御できる脊髄で生じた可能性があると彼らは言う.

細胞回復の発見が動物で、そして最終的には人間で再現できれば、人間の寿命への影響は、心肺蘇生法や人工呼吸器の出現と同じくらい「深刻」になる可能性があると、ファラニーは言います。 それは、この技術がいつか移植用の臓器を保存するために使用される可能性があるからです.

ECMOは現在、一部の死者の臓器を寄付のために保存したり、心臓発作後の蘇生を試みたりするために使用されています. これらの目的のために、医師は通常、心臓発作または死亡の直後に ECMO を開始する必要があります。また、怪我の重症度によっては、成功率が低くなる可能性があると、カナダのモントリオールにあるマギル大学ヘルス センターの救命救急医である Sam Shemie 氏は述べています。

豚の臓器が ECMO と比較して OrganEx でどのように機能したかの違いを考えると、これは「移植のために回収できる臓器の数を大幅に増加させる」可能性がある「画期的な」研究になる可能性があると、同病院の移植外科医 Gabriel Oniscu は述べています。イギリス、エジンバラの王立診療所。

それが起こる前に、回収された臓器の生存率を評価するためのさらなる研究が重要になるだろう、と Shemie は言う.

倫理的課題

これらの潜在的な影響には倫理的な課題が伴う、とファラハニーは言います。特に、この技術がいつの日か死後の脳活動を回復できる場合はなおさらです。

研究者らは、ブタの脳内の電気的活動が欠如していた可能性があることに注目しています。これは、ブタが汲み上げた溶液が通常の体温よりも低温 (28 ºC) であったため、またはそのような信号を抑制する可能性のある麻酔化合物および神経遮断薬が含まれていたためでした。 ファラニー氏は、特に研究者が実験中に観察した首のけいれんを考慮して、将来の研究者が脳活動の回復をテストすることが重要になるだろうと述べています.

この研究はまた、死は瞬間ではなくプロセスであることをさらに強調しており、人の死を宣言する統一された方法を考え出すことを困難にしている、とニューヨーク大学の生命倫理学者アーサー・キャプランは言う. これは、医学が進歩し続けるにつれて、死の法的定義が適応し続けることを意味すると彼は付け加えた. 「人々は脳死に注目する傾向がありますが、心臓死がいつ起こるかについてはあまりコンセンサスがありません」と彼は言います。 「この論文は、それを重要な方法で家に持ち帰ります。」

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