Neurociencia

Un nuevo sistema mantiene activas las células del cerebro de cerdos muertos

Un equipo de científicos consigue mantener vivo el tejido neuronal del cerebro de 32 cerdos varias horas después de su muerte. El trabajo puede mejorar las investigaciones, pero suscita muchas dudas éticas

Jugando a Frankestein con cerebros de cerdos
Jugando a Frankestein con cerebros de cerdos Pixabay

Resucitar un cerebro muerto o mantener su tejido vivo durante el máximo tiempo posible es un tema recurrente en la ciencia ficción. Y parece estar un poco más cerca después de que un equipo de investigadores de la Universidad de Yale, liderado por Nenad Sestan, haya conseguido mantener activas algunas funciones celulares en el interior del cerebro de 32 cerdos varias horas después de su muerte. El trabajo, cuyo resultado preliminar ya había sido adelantado hace un año por MIT Technology Review, se publica ahora en la revista Nature, donde los autores ofrecen todos los detalles del experimento.

Mediante un sistema bautizado como BrainEx, los investigadores introdujeron un fluido que riega el cerebro a través de los vasos sanguíneos a temperatura corporal (37º C) cuatro horas después de la muerte de los animales. Durante las siguientes seis horas, los autores mantuvieron los cerebros perfundidos y registraron una reducción en la muerte celular y la restauración de algunas funciones celulares, como la actividad sináptica. Sin embargo, en ningún momento hubo pruebas de ningún tipo de actividad eléctrica global durante los experimentos ni nada remotamente parecido a una actividad cerebral consciente.

El resultado, según los autores, indica que el cerebro mantiene una capacidad mayor para la restauración de la actividad celular de lo que se creía hasta ahora y que el deterioro después del cese del riego sanguíneo podría ser un proceso más extendido en el tiempo. Hasta ahora se pensaba que el cerebro de los mamíferos experimentaba daños irreversibles tras un descenso rápido de los niveles de oxígeno y energía, pero con este sistema se podría alargar esa “ventana”. Sobre la posibilidad de restaurar el sistema completo y recuperar el funcionamiento normal del cerebro, los investigadores aseguran que sigue sin estar claro y se necesitan más experimentos.

“En términos clínicos, esto no es un cerebro vivo, sino un cerebro con células activas”

“El cerebro intacto de un mamífero de gran tamaño mantiene una capacidad anteriormente minusvalorada para restaurar la circulación y ciertas actividades celulares muchas horas después de la interrupción de la circulación”, explica Sestan. En cualquier caso, “en ningún momento hemos observado el tipo de actividad eléctrica organizada que se asocia con la percepción, la alerta y la conciencia”, recalca Zvonimir Vrselja, coautor del estudio. “En términos clínicos, esto no es un cerebro vivo, sino un cerebro con células activas”.

¿Experimento o monstruosidad?

Pero, si no consiguen más que mantener las células vivas sin actividad cerebral, ¿cuál es el objetivo de este extraño juego a lo doctor Frankenstein? El trabajo de Sestan, como el de otros muchos neurobiólogos, se centra en el estudio de muestras de tejido neuronal que se cortan en microláminas y se mantienen activas post-mortem durante varias horas. Esto les permite realizar determinados experimentos de fisiología que son rutinarios en muchos laboratorios. Intrigado por esta capacidad de perdurar, Sestan se preguntó si sería capaz de mantener esta durabilidad en un cerebro completo e intacto, para lo que utilizó los encéfalos de animales procedentes de mataderos. Y su experimento mostrado que en estas circunstancias la integridad de muchas células se puede mantener durante varias horas mediante una solución que les aporte energía y oxígeno.

A juicio de Sestan y su equipo, este avance les permitirá realizar experimentos más complejos ex vivo y no tener que limitarse a láminas del cerebro de apenas unas micras. “Anteriormente solo podríamos estudiar células de los cerebros de grandes mamíferos en condiciones estáticas y en dos dimensiones, utilizando pequeñas muestras fuera de un ambiente natural”, explica Stefano G. Daniele, coautor del trabajo. “Por primera vez somos capaces de investigar un cerebro grande en tres dimensiones, lo que aumenta nuestras posibilidades de estudiar interacciones celulares complejas y la conectividad”.

“Los investigadores estaban preparados para detener la actividad eléctrica organizada en el caso de que apareciera"

Sin embargo, no existe ninguna certeza de que esta aproximación sirva para estudiar células de tejidos humanos recién fallecidos, lo que en último término podría ser útil para estudiar enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer o el párkinson, por ejemplo. La posibilidad de restablecer algún tipo de actividad eléctrica neuronal en el tejido suscita, además, dudas éticas sobre lo que se puede hacer con animales y la posibilidad de que estas pruebas de laboratorio dieran lugar a algún tipo de experiencia consciente.

La restauración de la consciencia no ha sido nunca un objetivo de esta investigación”, aclara el coautor Stephen Latham. “Los investigadores estaban preparados para utilizar anestésicos y una reducción de la temperatura para detener la actividad eléctrica organizada en el caso de que apareciera. Todos coincidimos por adelantado en que los experimentos para reactivar la actividad eléctrica global no podrían continuar si nos estándares éticos claros y mecanismos de vigilancia institucional”.

A la izquierda neuronas (verde) y astrocitos (rojo) del hipocampo sin tratar. A la derecha, con BrainEx
A la izquierda neuronas (verde) y astrocitos (rojo) del hipocampo sin tratar. A la derecha, con BrainEx Sestan Laboratory; Yale School of Medicine

En un comentario anexo en la propia revista, los expertos Stuart Youngner y Insoo Hyun se plantean igualmente cómo afectarán estos resultados al debate sobre el trasplante de órganos humanos. “A medida que la ciencia de la resucitación de cerebros progresa”, escriben, “hacer algunos esfuerzos para salvar o restaurar los cerebros de las personas podría parecer cada vez más razonable”.”Si tecnologías como BrainEx se mejoran”, prosiguen, “la gente que es declarada en muerte cerebral (…) podrían convertirse en candidatos para la resucitación en lugar de la donación de órganos”. Y esto, argumentan, “haría más difícil convencer a los médicos y familiares de que cualquier intervención médica posterior es inútil”.

“Si solo son células activas pero no existe actividad cerebral, ¿qué crean? ¿Un cerebro comatoso?”

Para el neurofisiólogo español Juan de los Reyes Aguilar, que investiga en el Hospital de Parapléjicos de Toledo, el estudio es interesante, pero presenta poca utilidad experimental y clínica. “Desde 1960 todos los laboratorios del mundo hacemos eso con rodajas de 300 micras, que se bañan en un líquido cefalorraquídeo artificial y los cerebros duran entre ocho y diez horas”, apunta. “Lo que consiguen aquí es tener un órgano perfundido que dure más, pero a nivel clínico, a día de hoy, tiene cero aplicaciones, y para el nivel experimental, para eso pones al animal vivo anestesiado y estudias lo que sucede”. Por otro lado, las cuestiones que pone encima del experimento son ambiguas. “Si se trata de meras células activas pero no existe actividad cerebral, ¿qué crean?”, se pregunta. “¿Un cerebro comatoso?”. Quizá en el futuro esta técnica permita realiza operaciones de cerebro en las que haya que conservar suspendido el tejido para causar el menor daño posible durante la cirugía y que el tejido resista pero de momento, a juicio del investigador, “eso solo es ciencia ficción”.

Referencia: Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem (Nature) DOI 10.1038/s41586-019-1099-1

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