Yale Üniversitesi’nden sinirbilimci Nenad Sestan, bir domuzun beynini ölümünden saatler sonra canlandırmak için bir dizi besin, protein ve ilaç kullandığında, yaşamla ölüm arasındaki çizginin bir zamanlar düşündüğü kadar net olmadığını keşfetti. Amacı beyni yeniden canlandırmak değil, onun kablolarını incelemekti. 2019’da sansasyonel sonuçları yayınlar yayınlamaz , dünyanın dört bir yanından laboratuvarının faaliyetlerine ilgi akın etti.
Sestan, “Yale’de ve başka yerlerde birçok meslektaşım kapımızı çalarak ‘böbreklerde bunu denememiz gerekiyor, bunu denememiz gerekiyor’ dedi” diyor Sestan. Tüm bu ilgi, onu ve ekibini OrganEx adını verdikleri bir çözüm bulmaya yöneltti. Bu çözüm, dolaşım sistemine pompalandığında bir saatten uzun süredir ölü olan bir hayvanda birden fazla organın işlevini geri kazandırabilir. “Ben bir sinirbilimciyim” diye gülüyor Sestan. “En çılgın hayal gücümde, bir böbrek, kalp veya başka bir organ üzerinde çalışacağımı hiç düşünmemiştim. Ancak organ naklinin karşılanmamış ihtiyaçları bizi gerçekten motive etti.”
Yalnızca Amerika Birleşik Devletleri’nde organ nakli bekleyen 6.000’den fazla hasta ölüyor ve her yıl 700.000 kişi son dönem organ hastalığı nedeniyle ölüyor. Dünya Sağlık Örgütü, dünya çapında organ nakline ihtiyaç duyan insanların yalnızca yüzde 10’unun bir organ nakli alabildiğini tahmin ediyor ; ancak bağışlanan binlerce organ, hemen korunmadığı için her yıl çöpe gidiyor. Örneğin 2012 yılında ABD’de 2.421 kalp ve 1.634 akciğer nakledilirken , 5.723 donör kalp ve 6.510 donör akciğer heba oldu.
Kalp pompalamayı bıraktıktan sonra, organların nakil için uygun olması için derhal toplanması gerekir. Bu nedenle çoğu, zaten yaşam desteğinde olan beyin ölümü gerçekleşmiş organ bağışçılarından geliyor. Bu destek kaldırıldıktan sonra, organlar korunur – tipik olarak, metabolizmayı ve hücresel ölümü yavaşlatan buza yerleştirilerek. Ancak Sestan’ın çalışmaları bir gün bu kısıtlamanın sınırlarını zorlayabilir. Johns Hopkins Rekonstrüktif Transplantasyon Programı’nda organ nakli cerrahı olan ve bu zorluklara yakından aşina olan Gerald Brandacher, “Sestan’ın ekibinin yaptığı şey, organ iyileşmesinden önce zaman kazanmaktı – ki bu, donör havuzunu genişletmekten bahsederken önemlidir,” diyor. “Transplant tıbbındaki her şey zamana karşı bir yarıştır – bu bizim en değerli kaynağımızdır.”
Domuzlar üzerinde yapılan ve bu Ağustos’ta yayınlanan çalışmaları, ilk kez birden fazla organın (kalp, karaciğer, beyin ve böbrekler) kurtarılabileceğini ve hayvan soğutulmasa ve iyi durumda olsa bile çalışır hale getirilebileceğini gösteriyor. bir saat ölü
Yale’de bir doktor-sinirbilimci olan David Andrijeviç, tek bir müdahaleyle birden fazla organın kurtarılmasının, evde ölen ve cesetleri hemen geri alınamayan hastalar gibi normalde atılacak olanları dahil ederek organ arzını artıracağını söylüyor. Sestan’ın ekibinin bir üyesi.
Sestan, “Vücuttaki dolaşımı ve hücreleri eski haline getirebildiğimizi görmek benim için gerçekten şaşırtıcıydı, çünkü siz ölür ölmez hücreleri yok etmeye ve kan akışını engellemeye başlayan biyokimyasal kaskadlar oluyor” diyor. “Pıhtılaşma önleyicilerle tedavi edilen kanı alıp perfüze edemezsiniz, bu yüzden bu daha önce hiç yapılmadı – işe yaramıyor.”
Bu araştırma ve diğer benzer gelişmeler, hücrelerin ve dokuların nasıl ve ne zaman öldüğüne dair anlayışımızı dönüştürmenin yanı sıra onları canlı tutmanın alternatif yollarını ortaya çıkararak bu alanı alt üst etti.
NYU Langone’de yoğun bakım doktoru olan Sam Parnia, “Yale grubu, bir kadavradaki hücrelerin ölümden sonra [en az bir saat] geri döndürülemez şekilde hasar görmediğini kanıtladı” diyor. “Öyleyse, bu ölüm fikrini son olarak kabul etmek yerine, ölebileceğinizi kabul ediyoruz, ancak sizi geri getirecek tedaviler geliştirme potansiyeli var.”
hücreler neden ölür
Sayısız tıbbi dramadaki tasvirin aksine, beyin (ve diğer organlar), kalp vücuda oksijen ve besinlerle dolu kanı pompalamayı bıraktığında hemen ölmez. Andrijeviç, “Bunun yerine, müdahale edebileceğimiz, süreci durdurabileceğimiz ve hatta hücrelerin iyileşmesini başlatabileceğimiz bir pencere açan daha uzun süreli bir olaylar dizisi” diyor.
Organlarımız, her hücrenin içinde, mitokondri adı verilen ve gıdayı, toksik yan ürünleri temizlerken nefes alma, düşünme ve koşma dahil olmak üzere temel faaliyetleri besleyen enerjiye dönüştüren binlerce küçük güç istasyonu sayesinde gelişir. Ancak iskemi adı verilen kan akışı durduktan sonraki anlarda bu denge değişir . Mitokondri, azalan besin kaynaklarını yakar ve sonunda hücreyi zehirleyen ve öldüren atıkları biriktirir.
Mitokondri genellikle oksijenin yardımıyla enerji üretse de, daha az verimli, düşük oksijenli bir işleme geçebilir ve tükenene kadar vücudun yakıt rezervlerini kullanabilir – tipik olarak beş dakika kadar. Enerji seviyeleri her zaman düştüğünde, hücreden hücreye iletişimi ve enerji üretimini kontrol eden hücrenin iyon dengesi erken bir zayiattır.
Parnia, “Batmaktan kaçınmak için sürekli olarak su pompalaması gereken bir gemi gibi, hücrelerin de sürekli olarak kalsiyum ve sodyum atan pompaları vardır” diye açıklıyor. Bununla birlikte, onlara güç sağlayan enerji olmadan, hücrenin zarında bulunan pompalar başarısız olur ve kalsiyum, sodyum ve su içeri girer.
Yükselen kalsiyum, DNA’yı parçalayan ve hücreye yapısını veren hücre iskeletini çiğneyen enzimleri aktive eder. Yüksek kalsiyum konsantrasyonları ayrıca mitokondrinin kendi kendini yok etme düğmelerini veya apoptozu tetikler. Parnia, “Ancak apoptoz, ortalama 72 saate kadar süren bir süreçtir” diyor.
Aynı zamanda, serbest radikaller – hidrojen peroksit ve süperoksit gibi kararsız moleküller – hücrenin zarlarını parçalayarak ve enzimleri devre dışı bırakarak tahribata neden olur.
CPR veya başka bir hayat kurtarıcı önlem aniden kan akışını eski haline getirirse, paradoksal olarak ikinci, daha yıkıcı bir yıkım dalgasını başlatabilir: Kan damarları sızar, dokular şişer ve hücre ölümü hızlanır.
Parnia, bu fenomeni depremlerin ardından tsunamilerin yarattığı yıkıma benzetiyor. Deprem sahneyi hazırlar, ancak genellikle en çok zararı veren tsunamidir. Parnia, “Tsunami karşıtı önlemler veya ikincil yaralanma sürecine karşı tedaviler uygulayarak, beyin fonksiyonlarını koruyabiliriz ve bu, tıpta yepyeni bir alan açar” diyor. “Ve Yale grubunun çok güzel bir şekilde gösterdiği şey, tam olarak bu olgudur”—kan ve oksijenin dokulara nasıl geri kazandırılacağını kontrol etmenin faydaları.
Bununla birlikte, klinik uygulama genellikle bilimi takip eder. Parnia’ya göre, birçok doktor ve bilim adamı da dahil olmak üzere çoğu insan, modası geçmiş bir ölüm anlayışına sahip. “Hepimiz ölümün kalıcı bir son olduğu fikriyle yetiştirildik – sadece tedavimiz olmadığı için bunun kalıcı bir son olduğunu kabul etmiyoruz. Bu mutlaka hücresel kalıcı son değil” diyor.
Ekip, OrganEx ile tedavi edilen beyin, kalp, karaciğer ve böbrek dilimlerini mikroskop altında incelediklerinde, kontrol hayvanlarının parçalanan dokularından çok sağlıklı dokulara benzediklerini gördüler.
Hücre içinde meydana gelen moleküler süreçlerin gerçek zamanlı bir anlık görüntüsünü sağlayan tek hücreli RNA dizilimi, OrganEx ile tedavi edilen domuzlardan alınan organların, hücre ölümünü önlerken DNA onarımı ve hücre yapısını koruma gibi temel işlevleri sürdürdüğünü gösterdi. Ayrıca kalp hücreleri atmaya başladı ve karaciğer hücreleri kandan glikozu emme görevine devam etti.
Ancak Sestan, sonuçları yorumlarken dikkatli olunmasını istiyor. “Kalbin attığını söyleyebiliriz, ancak ne ölçüde sağlıklı bir kalp gibi atıyor – bu daha fazla araştırma gerektirecek.”
