Cientistas conseguem reviver cérebros de porcos horas depois de mortos

O cérebro de humanos e de outros mamíferos é altamente vulnerável à interrupção do fluxo sanguíneo e consequente diminuição nos níveis de oxigênio, fatores que causam danos generalizados nas funções cerebrais. Depois da morte cerebral era geralmente pensado não ser mais possível trazer o cérebro novamente à vida. Porém, pesquisadores da Universidade de Yale, New Haven, EUA, conseguiram reviver o cérebro de porcos decapitados - obtidos de um açougue - que ficaram sem fornecimento sanguíneo por 4 horas, mas impedindo que o órgão retomasse sua atividade elétrica e possível consciência. O estudo detalhando o feito foi publicado hoje na Nature (1), e levanta sérias questões sobre o que é morte, quais as consequências desse estudo para os procedimentos de doação de órgãos, e se é eticamente aceitável manter um cérebro vivo sem o restante do seu corpo.

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Na maioria dos países, uma pessoa é considerada estar legalmente morta quando a atividade cerebral é cessada ou quanto o coração e os pulmões param de funcionar. O tecido cerebral, para o seu funcionamento, necessita de uma imensa quantidade de sangue, oxigênio e energia (principalmente na forma de glicose quando o corpo não se encontra em cetose), e ficar mesmo que poucos minutos sem o crucial suporte do sistema circulatório é geralmente considerado uma situação de crítico não-retorno. Estudos tanto em humanos quanto em animais já mostraram que o armazenamento de oxigênio, atividade elétrica global e consciência são perdidos dentro de segundos de fluxo sanguíneo interrompido, enquanto que glicose e ATP armazenados são depletados dentro de minutos. Caso uma perfusão não seja rapidamente restabelecida, múltiplos mecanismos deletérios levam a despolarizações das membranas celulares, perda de homeostase iônica, disfunção mitocondrial, e acúmulo excitotóxico de glutamato. Todos esses efeitos adversos supostamente levariam a uma grande e irreversível cascata de apoptose, necrose e danos axonais.

Desde o início do século XX, cientistas têm conduzido experimentos onde o cérebro de animais são mantidos vivos a partir do momento que o coração para, ao resfriar o órgão e bombear sangue de um doador ou via um fluido substituto. Mas sempre ficou incerto o quão bem o cérebro passava a funcionar. Alguns estudos já mostraram que células retiradas de cérebros bem depois da morte ainda conseguiam realizar atividades normais, como a síntese de proteínas. Outros estudos clínicos mais recentes têm mostrado que os efeitos adversos de isquemias e outros danos circulatórios no cérebro de pacientes podem ser minimizados com técnicas especiais, como a hipotermia. No geral, evidências vêm se acumulando nas últimas décadas indicando que os danos gerados pela anoxia e pela depravação de nutrientes minutos ou mesmo horas após o corte de circulação sanguínea podem não ser tão dramáticos quanto era pensado. Nesse sentido, os pesquisadores responsáveis pelo novo estudo resolveram investigar mais a fundo a questão.

Para isso, 32 cabeças de porcos domésticos (Sus scrofa domesticus) com idades entre 6 e 8 meses de idade que tinham sido mortos para a alimentação humana foram coletadas para experimentos, 4 horas depois da decapitação. Os pesquisadores removeram o cérebro de cada crânio e os colocaram em uma câmara especial, onde uma série de cateteres e bombas foram utilizados para a contínua injeção de uma solução preservativa aquecida (37°C) dentro das veias e artérias. O complexo sistema circulatório implantado é conhecido como BrainEx, e imita o fluxo sanguíneo ao entregar nutrientes e oxigênio para as células cerebrais (neurônios, glias, etc) com alta eficiência. O fluído substituto - acelular, não-coagulativo, ecogênico e baseado em hemoglobina - também contém substâncias que protegem os neurônios de danos (citoprotetoras) e previnem a atividade elétrica global de ser reiniciada. Apesar disso, os cientistas monitoraram a atividade elétrica cerebral ao longo dos experimentos e estavam preparados para administrarem anestésicos caso vissem sinais de que o órgão poderia estar reganhando consciência.

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No geral, os resultados  do estudo mostraram que, após 6 horas de circulação artificial, os neurônios e outras células cerebrais reiniciaram as funções metabólicas normais, como o consumo de glicose e a produção de dióxido de carbono como consequência do metabolismo oxidativo desse carboidrato. Além disso, o sistema imune também mostrou estar funcionando normalmente (incluindo as respostas inflamatórias), a resposta vaso-dilatatória e a atividade homeostática Na+/K+ foram restauradas, e as estruturas de células e de seções individuais do cérebro foram preservadas (essas estruturas em cérebros fora do BrainEx - "grupo" de controle - colapsaram). E quando os pesquisadores aplicaram eletricidade a amostras de tecido dos cérebros tratados, eles encontraram que neurônios individuais ainda conseguiam carregar sinais elétricos; atividades sinápticas espontâneas também foram observadas.

No entanto, os pesquisadores não observaram padrões elétricos coordenados ao longo dos cérebros ressuscitados, o que pode indicar que atividades cerebrais mais sofisticadas podem requerer um choque elétrico, ou que seria necessário manter o órgão em solução preservativa por um período de tempo mais extenso para permitir que as células se recuperem dos danos causados pelo corte prévio e prolongado de oxigênio.

Até o momento, os pesquisadores conseguiram manter os cérebros vivos por até 36 horas com o BrainEx, e estão, neste momento, testando qual o máximo de tempo possível que esses órgãos conseguem permanecer com suas funções metabólicas e fisiológicas minimamente normais fora do corpo. Considerando a similaridade fisiológica entre porcos e humanos (2), seria possível usar tal sistema para melhor estudar doenças neurodegenerativas ou a ação de medicamentos no cérebro desses animais? Ou mesmo manter preservados o cérebro de humanos que estejam interessados em realizar o tão polêmico transplante de cabeça (3)?

(2) Leitura recomendada: Doação de órgãos de porcos para humanos não é mais ficção!

(3) Leitura recomendada: O polêmico transplante de cabeça

Nesse sentido, sérias questões bioéticas já foram levantadas, preocupadas com o bem-estar dos animais e das pessoas submetidas a tal procedimento, especialmente considerando a possibilidade de que consciência seja restabelecida no cérebro. Como um cérebro consciente reagiria sem um sistema periféricos captando informações do mundo ao redor? Seria possível ganhar consciência de forma acidental ou proposital?

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De qualquer forma, o novo estudo comprova que estávamos subestimando a capacidade de regeneração do cérebro, incluindo a capacidade de restauração da microcirculação e da atividade celular e molecular após um prolongado intervalo pós-morte. Tal achado pode ter também consequências práticas e éticas no campo das doações de órgão.

Em alguns países Europeus, quando o paciente não consegue ser mais ressuscitado após um ataque cardíaco, a equipe médica usa um sistema para preservar os órgãos para transplante via bombeamento de sangue oxigenado ao longo do corpo - com exceção do cérebro. Mas se uma tecnologia como a BrainEx se tornar amplamente disponível, a habilidade de estender a janela para o ressuscitamento pode diminuir substancialmente a quantidade de doadores elegíveis. Isso levanta um potencial conflito entre os interesses de potenciais doadores e de pessoas esperando na fila de transplante.


(1) Publicação do estudo: Nature

Referência adicional: Nature (Blog)