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I ricercatori riportano in vita le cellule dell’occhio umano e cambiano la nostra visione della morte

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Gli sforzi di ricerca sulle malattie dell’occhio umano e sulla funzione neurale sono ostacolati dal fatto che questi organi si degradano rapidamente dopo la morte. Inoltre, gli occhi degli animali sono ancora diversi dai nostri. Per rimediare a questo, un team internazionale di ricercatori ha sviluppato un nuovo metodo per riportare in vita le retine dei donatori 5 ore dopo la loro morte. Questa impresa tecnica consentirà nuovi studi sul funzionamento dell’occhio umano, del sistema nervoso, ma anche sull’estensione della durata della vita degli organi in innesto† Questo successo apre anche nuove prospettive per il trattamento delle malattie neurodegenerative, inclusa la degenerazione maculare legata all’età.

La morte è definita come la cessazione irreversibile dell’attività circolatoria, respiratoria o cerebrale. Molti organi umani periferici possono essere trapiantati da donatori deceduti utilizzando protocolli per ottimizzare la vitalità. Tuttavia, i tessuti del sistema nervoso centrale e alcuni organi associati, come gli occhi, perdono rapidamente la vitalità dopo l’interruzione della circolazione, ostacolando il loro potenziale trapianto. In effetti, miliardi di neuroni nel sistema nervoso centrale trasmettono informazioni sensoriali sotto forma di segnali elettrici; nell’occhio, neuroni specializzati chiamati fotorecettori rilevano la luce. Queste cellule muoiono subito dopo che il cuore si ferma. Tuttavia, il corso del tempo ei meccanismi che causano la morte neuronale, così come il potenziale di riattivazione, rimangono mal definiti.

Per capire meglio come le cellule nervose soccombono alla mancanza di ossigeno causata dalla cessazione dell’attività circolatoria generale, un team di ricercatori americani e svizzeri ha utilizzato la retina come modello del sistema nervoso centrale. Hanno misurato l’attività delle cellule retiniche murine (topo) e umane poco dopo la morte e hanno sviluppato nuovi metodi per riportarle in vita. Il loro lavoro è stato pubblicato sulla rivista Natura

Ripristino della comunicazione cellulare dopo la morte

Per raggiungere il loro obiettivo, la professoressa associata di Scripps Research Anne Hanneken è stata in grado di fornire più di 40 occhi da donatori di organi entro 20 minuti dalla morte. Frans Vinberg del Moran Eye Center, nel frattempo, ha progettato un’unità di trasporto speciale per restituire ossigeno e altri nutrienti agli occhi del donatore, nonché un dispositivo per stimolare la retina e misurare l’attività elettrica delle sue cellule. La squadra ha quindi proceduto in due fasi.

In primo luogo, i ricercatori hanno dimostrato il rapido declino della segnalazione neuronale e hanno identificato le condizioni necessarie per la potenziale rianimazione delle cellule oculari. abitare nei topi, dopo la morte e nella retina umana. In secondo luogo, hanno misurato le risposte indotte dalla luce nei fotorecettori maculari umani degli occhi, prelevate dai donatori, fino a 5 ore dopo la loro morte. Sono stati quindi in grado di identificare i fattori modificabili che hanno portato alla perdita reversibile e irreversibile della segnalazione luminosa dopo la morte.

Mentre i primi esperimenti hanno rianimato i fotorecettori, le cellule sembravano aver perso la capacità di comunicare con altre cellule della retina. Il team ha identificato la privazione di ossigeno come il fattore critico che porta a questa perdita di comunicazione.

Fatima Abbas, del Moran Eye Center e autrice principale dello studio, spiega in una: comunicatoSiamo stati in grado di eccitare le cellule dei fotorecettori nella macula umana, la parte della retina responsabile della nostra visione centrale e della nostra capacità di vedere dettagli e colori fini. Negli occhi ottenuti fino a cinque ore dopo la morte di un donatore di organi, queste cellule hanno risposto a luce intensa, luce colorata e persino deboli lampi di luce.

Utilizzando il loro approccio innovativo all’ossigenazione delle cellule per periodi di tempo più lunghi, consentendo alla retina e alle cellule neuronali di sopravvivere più a lungo, il team è stato in grado di ripristinare uno specifico segnale elettrico visto negli occhi viventi, “l’onda”. b”. Quest’ultimo testimonia una comunicazione tra tutti gli strati di cellule maculari che ci permettono di vedere. Questa è la prima registrazione post mortem b onda, diretta dal centro di una retina umana. Tuttavia, questo ritorno temporaneo dell’attività delle cellule retiniche non significa che i bulbi oculari del donatore possano “vedere”. Sono necessari centri visivi superiori nel cervello per far rivivere l’intero processo della vista.

Frans Vinberg dice: “ Siamo stati in grado di far comunicare le cellule retiniche come fanno nell’occhio vivente per mediare la visione umana. Studi precedenti hanno ripristinato un’attività elettrica molto limitata negli occhi dei donatori di organi, ma questo non è mai stato ottenuto nella macula, e mai nella misura che abbiamo ora dimostrato.

Alla luce di questi risultati, alcuni esperti mettono in dubbio la natura irreversibile della morte nel sistema nervoso centrale. Infatti, se è possibile preservare alcuni organi del corpo umano per un trapianto, il sistema nervoso centrale lavora troppo velocemente per essere “ripristinato”, nella prospettiva di un trapianto. Tuttavia, non tutti gli elementi costitutivi del nostro sistema nervoso muoiono alla stessa velocità, i “meccanismi di sopravvivenza” a volte si stabiliscono da tempo, il concetto di morte è poi più complesso. In questo contesto, i risultati descritti nell’articolo permetterebbero di vedere le cose più chiaramente (nessun gioco di parole) e di segnalare nuove possibilità nel campo del progresso medico.

Studio delle malattie neurodegenerative

Il processo dimostrato dal team può quindi essere utilizzato per studiare altri tessuti neuronali del sistema nervoso centrale. Ciò aiuterebbe i ricercatori a comprendere meglio le malattie neurodegenerative, comprese le malattie accecanti della retina come la degenerazione maculare legata all’età.

Inoltre, le potenziali terapie possono essere testate su cellule funzionali dell’occhio umano, che accelereranno lo sviluppo di trattamenti, senza l’uso di animali da laboratorio. Frans Vinberg sottolinea infatti che questo approccio può ridurre i costi di ricerca rispetto al lavoro su primati non umani e al fare affidamento su modelli animali, ottenendo risultati che non sempre si applicano all’uomo. Ad esempio, mentre i topi sono spesso usati negli studi sulla vista, a differenza di noi, non hanno la macula.

Inoltre, Ann Hanneken afferma che queste scoperte aiuteranno sicuramente a produrre pezzi vitali di tessuto retinico umano per curare malattie accecanti. Lei spiega: ” Finora non era possibile per le cellule di tutti i diversi strati della retina centrale comunicare tra loro come avviene normalmente in una retina vivente. In futuro, potremmo utilizzare questo approccio per sviluppare trattamenti per migliorare la vista e la segnalazione luminosa negli occhi con condizioni maculari, come la degenerazione maculare legata all’età.

Infine, questo studio si unisce a un corpus scientifico sulla natura irreversibile o meno della morte. Nel 2018, i ricercatori della Yale University sono riusciti a “rianimare” il cervello di un maiale 4 ore dopo la morte, ma non sono riusciti a ripristinare l’attività neuronale complessiva. La procedura aveva seguito lo stesso schema d’azione, ovvero il ripristino della circolazione sanguigna, consentendo l’apporto di ossigeno e nutrienti essenziali. I dati raccolti da Abbas e altri potrebbero fornire preziose chiavi per comprendere esperimenti futuri post mortem

Fonte : Natura

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