«Resucitan» algunas funciones de cerebros de cerdos cuatro horas después de haber muerto
Los investigadores subrayan que sus conclusiones no sirven para «revivir» la consciencia de animales, mucho menos en humanos, aunque es el primer paso.
Cuando el flujo de sangre deja de llegar al cerebro de los mamíferos -incluidos los seres humanos-, el órgano se degrada rápidamente, produciéndose una cascada de daños celulares, la destrucción del tejido y un camino solo de ida directo hacia la temida muerte cerebral. Sin oxígeno y sin sangre, la actividad eléctrica y los signos de consciencia y percepción desaparecen en segundos, aunque las reservas de energía aún tardarán en agotarse unos minutos. De forma paralela, múltiples mecanismos conducen a la obstrucción generalizada del flujo sanguíneo de los pequeños vasos, lo que produce un estado, en teoría, irreversible.En teoría.
Ahora, un grupo de científicos de la Universidad de Yale (EE. UU.) ha conseguido restaurar la circulación y la actividad celular en el cerebro de varios cerdos cuatro horas después de haber muerto, desafiando todos los dogmas actuales sobre la rapidez de la degradación de este órgano vital. Sin embargo, los investigadores advierten sobre dos puntos: en primer lugar, no se «resucitaron» completamente los cerebros porcinos, ya que en ningún caso hubo evidencia de actividad cerebral normal -solo de algunas funciones-; y, segundo, si investigaciones sucesivas quieren indagar en la posibilidad de emular al Doctor Frankenstein, e incluso aplicar esta tecnología en cerebros humanos, habrá que realizar estudios éticos preliminares para ver hasta dónde se puede llegar con esta tecnología, que promete ser toda una revolución al menos en el campo del ensayo.
«Fue una tremenda sorpresa»
«Cuando empezamos esta investigación nunca pensamos llegar hasta este punto. Teníamos una hipótesis inicial, es cierto, pero aún así fue una tremenda sorpresa», explica por teléfono en una conferencia previa con varios periodistas Nenad Sestan, profesor de neurociencia, medicina comparativa, genética y psiquiatría en Yale, además de principal autor del estudio que recoge este experimento y que se publica esta semana en la revista « Nature».
La teoría inicial se basaba en que «el cerebro intacto de un mamífero grande conserva una capacidad que hasta ahora se ha subestimado para restablecer la circulación y ciertas actividades celulares y moleculares, incluso varias horas después del paro circulatorio». Una conjetura que los investigadores del equipo de Sestan, quienes forman parte de la Iniciativa BRAIN -un ambicioso proyecto para mejorar la comprensión del cerebro humano– se plantearon tras observar de forma rutinaria signos de viabilidad celular en las muestras de tejido cerebral humano muerto que usaban en sus investigaciones -incluso aunque hubiesen sido recogidas hacía varias horas-. Es decir, mostraban algunas señales de vida a pesar de estar muertas.
El experimento
Así es como se propusieron investigar si había alguna forma de «alargar» este proceso cerebral después del fallecimiento en grandes mamíferos. Por ello, aprovecharon 300 cabezas de cerdo obtenidas de una planta de procesamiento de carne que, de otra manera, habrían acabado en la basura. Cuatro horas después de la muerte de los animales, se conectaron 32 de los cerebros obtenidos a un nuevo sistema llamado BrainWx (BEx), que consiste en varias bombas insuflando una «sangre artificial» -compuesta a base de una hemoglobina sin células, modificada genéticamente y con propiedades anticoagulantes- ideada por los propios investigadores, que permite la protección celular y el bloqueo de la actividad neuronal de los grandes mamíferos postmortem.
Durante seis horas, los cerebros se mantuvieron conectados a la máquina a la temperatura que habría tenido un cerdo vivo. En este tiempo se monitorizaron los órganos de diferentes formas, encontrando signos de actividad molecular y señales de funciones básicas de células neuronales, gliales y vasculares. En concreto se pudo constatar una reducción de la muerte de las células; la conservación de la arquitectura anatómica y celular; la restauración de la estructura de los vasos sanguíneos y la vuelta de la circulación; respuestas inflamatorias gliales; signos de metabolismo cerebral activo de la glucosa y el oxígeno; y la actividad neuronal espontánea in vitro en sinapsis en células que se extrajeron de los cerebros tratados con BrainEx.
Vista de la región CA3 del hipocampo del cerebro: a la izquierda, diez horas después de la muerte sin tratamiento; a la derecha, el mismo tiempo pero después de someter al cerebro porcino a la tecnología BrainEx. En este periodo, las neuronas (verde) y los astrocitos (rojo) normalmente se desintegran a menos que el sistema BrainEx los recupere, como muestra la imagen / Stefano G. Daniele y Zvonimir Vrselja; Laboratorio Sestan; Escuela de Medicina de la Universidad de Yale
Sin embargo, Sestan incide: «Las conclusiones son muy importantes, pero en este momento no podemos restaurar la actividad completa del cerebro de los cerdos, ni asegurar que se puede utilizar el mismo mecanismo para otras especies, incluida la humana».
Y este experimento no será el final. Según explicó el director de Bioética de Yale, Stephen Latham, la ventana temporal de seis horas aplicando el tratamiento tras cuatro horas desde la muerte se ampliará en futuras experiencias. «El siguiente paso es ver si se pueden mantener durante más tiempo estas funciones», señala el investigador.
Protocolo por si salía «demasiado» bien
Durante la rueda de prensa telefónica, los responsables reiteraron varias veces que el objetivo «nunca fue conseguir un cerebro vivo, sino con signos de actividad». De hecho, existía un protocolo firmado por todos los integrantes por el que, en caso de producirse una actividad eléctrica global organizada del cerebro -es decir, que el experimento saliese tan bien que el órgano funcionase de manera «normal»-, se le aplicaría el uso de anestésicos y se bajaría la temperatura hasta detener estos pulsos. «Todos estuvieron de acuerdo de antemano en que los experimentos que implicaban una actividad global revivida no podían avanzar sin estándares éticos claros y la supervisión institucional», apunta Latham.
Aún así, se abre una oportunidad para experimentar con cerebros de seres vivos fallecidos y nuevos mecanismos para proteger las células a pesar del deceso. «Anteriormente, solo hemos podido estudiar células en el cerebro de mamíferos grandes en condiciones estáticas o en gran parte bidimensionales utilizando pequeñas muestras de tejido fuera de su entorno nativo», afirma el coautor Stefano G. Daniele, doctor en Medicina en Yale. «Por primera vez somos capaces de investigar el cerebro grande en tres dimensiones, lo que aumenta nuestra capacidad para estudiar interacciones celulares complejas y conectividad», añade.
Futuras aplicaciones humanas
La pregunta inevitable es si este avance se podrá aplicar en humanos. Aunque los investigadores subrayan que no está claro si este enfoque en cerdos se podría extrapolar a nuestro cerebro-entre otras cuestiones, porque la solución química utilizada carece de muchos de los componentes que se encuentran de forma natural en la sangre humana-, «esta línea de investigación tiene la esperanza de mejorar la comprensión y el tratamiento de los trastornos cerebrales y podría conducir a una nueva forma de estudiar el cerebro humano postmortem», afirma al respecto Andrea Beckel-Mitchener, jefa de neurogenómica funcional del Instituto Nacional de Salud Mental.
Aunque los investigadores subrayan que no está claro si este enfoque en cerdos se podría extrapolar a nuestro cerebro -entre otras cuestiones, porque la solución química utilizada carece de muchos de los componentes que se encuentran de forma natural en la sangre humana-, esta línea de investigación tiene la esperanza de mejorar el tratamiento de los daños cerebrales.
Proteger el cerebro tras un infarto
Una aplicación posible sería su utilización tras un infarto, cuando el corazón deja de bombear sangre y hay riesgo de daños cerebrales. Este tratamiento podría proteger el cerebro mientras se logra reparar el corazón o los pulmones, por ejemplo. Aunque su aplicación médica aún está lejana, informa Nuria Ramírez. «Sería un tratamiento muy invasivo, aunque sin duda esta investigación abre un campo de investigación que hay que seguir abordando», advierte Juan Lerma, investigador del Instituto de Neurociencias de Alicante.
Otras posibilidades, como el revivir cerebros criopreservados tras la muerte de sus dueños o el trasplante de cerebro quizá parezcan menos descabelladas ahora. Lerma duda: «La biología tiene un límite y no creo que se pueda resucitar un cerebro humano. Pero quién sabe. Lo que hoy sí sabemos es que este experimento ha cambiado el concepto de irreversibilidad. La Medicina había asumido que después de unos minutos de anoxia cerebral se producían daños irreversibles. Pero resulta que el cerebro es más resistente de lo que se pensaba y se puede recuperar cierta actividad. Y esto se ha demostrado en un cerebro de cerdo, un animal muy parecido al ser humano».
El autor principal del estudio insiste: «No sabemos si hemos restaurado por completo las moléculas, solo que responden de manera correcta. El cerebro sigue clínicamente muerto, no hemos redefinido el concepto de muerte clínica porque no hay señales de restauración de funciones vitales. Aún estamos en una primera fase y es muy difícil hablar ahora mismo sobre aplicaciones futuras, menos aún para la especie humana». De momento.
