Медицина
Медицина

Клітини сітківки оживили через п'ять годин після смерті

Американським науковцям вдалося повернути здатність сітківки реагувати на світло поза тілом, навіть через п'ять годин після його смерті. Забезпечивши тканини мишей та людей достатнім киснем та нормалізувавши pH, у них знову зареєстрували електричну активність, яка нагадувала таку при житті. Утім, результат сильно залежав від того, як швидко тканини добудуть, і для людської сітківки оптимальний термін визначили як не більше 20 хвилин після смерті. Результати опубліковані в журналі Nature.

Harpreet Singh / Unsplash

Harpreet Singh / Unsplash

Навіщо оживляти мертве?

Смерть характеризується спиненням циркуляції крові та дихання, внаслідок чого органи поступово втрачають здатність функціонувати. Деякі з них витримують довший час без кисню, а іншим можна штучно подовшити витривалість, наприклад, холодом, щоб забезпечити пересадження живій людині, яка того потребує. Однак з центральною нервовою системою ситуація інакша, оскільки вона найбільш чутлива до нестачі кисню та поживних речовин. Уже через кілька хвилин після спинення кровообігу відбувається критичне пошкодження мозку. Вважається, що смерть мозку (та інших структур нервової системи) є невідворотним явищем, однак дослідження останніх років змушують переглядати твердження. Так, науковцям уже вдалося частково відновити мертвий мозок свині через кілька годин після смерті, повернувши йому синаптичну та метаболічну активність, хоча й без загальної його електричної активності. А в новій роботі дослідники Університету Юти, Інституту біологічних досліджень Солка та Дослідницького інституту Скріпс зосередилися саме на відновленні електричної активності нейронів, правда, поки що не мозку.

Які нейрони повертали до життя і як?

Моделлю центральної нервової системи (ЦНС) наразі обрали сітківку. За свідчення того, що ЦНС можна повернути до життя після смерті взялися вважати повернення синхронної електричної активності нервових клітин. Спочатку вчені дослідили, що відбувається із цими клітинами після смерті, використавши метод електроретинографії (визначення електричної активності нейронів сітківки під впливом світла) на очах мишей. Вони з'ясували, що електрична активність нейронів у відповідь на світло майже повністю згасає вже через п'ять хвилин після смерті тварини. Тоді вчені перевірили, чи змінить ситуацію поміщення сітківки через різний час після смерті у середовище з насиченим киснем фізіологічним розчином.

Оброблення суттєво покращило відновлювальну здатність тканин. Фоторецептори сітківок від мишей, що померли від 15 хвилин до 3 годин тому, відновили електричну активність у діапазоні а-хвиль та раніше не реєстрованих у післясмертних зразках b-хвиль, які вказують на комунікацію клітин різних шарів сітківки, як у живому організмі. Хоча й у цьому разі з часом активність згасала, науковці підтвердили, що реакцію фоторецепторів на світло можна повернути й через години після смерті за умови забезпечення клітин киснем.

Далі науковці спробували повторити свої результати із сітківкою людини, зважаючи на відмінності зору у мишей та людей. Вони використали зразки сітківки від донорів, що померли 2-5 годин тому. Фоторецептори людських сітківок вдалося відновити до того стану, коли вони реагували на світло й проявляли а-хвилі активності. Однак вчені не відмітили b-хвиль, ознак комунікації між клітинами, що є ключовою особливістю функціональної сітківки, окрім як в периферійній частині одного зі зразків. Намагаючись обійти це обмеження, науковці використали надалі «свіжіші» зразки — очі людей, які померли від 45 хвилин до 2 годин тому. Добитися b-хвиль знову не вдалося через їхню надзвичайну чутливість до дефіциту кисню. Подальші досліди показали, що для забезпечення цієї активності очі слід добути та помістити до середовища із нормалізованими показниками кисню та кислотності не більш як через 20 хвилин після смерті донора.

Таким чином, науковці показали, що можна повернути сітківці після смерті функціональність, схожу на таку в живому організмі, хоча й ефективність цього наразі сильно залежить від того, як швидко почати відновлення. Звісно, без комунікації з мозком очі не бачать у повному розумінні слова, але ці результати означають, що сітківку людей, які нещодавно померли, можна використати для дослідження очних захворювань, як-от генетичних, та випробування лікарських препаратів. Також не виключено, що робота із цими моделями центральної нервової системи призведе до розроблення методу трансплантації сітківки людям.

Зрештою, оскільки сітківку й саму відносять до центральної нервової системи, то знову постає питання про те, чи є можливість повернення функціональності мозку після його смерті. У попередньому дослідженні науковцям не вдалося відновити синхронізовану електричну активність нейронів у мозку свиней, але автори нової роботи припускають, що річ могла бути у використанні речовин, здатних пригнічувати цю активність, у розчині, що замінювала кров.