Cientistas conseguem reviver parcialmente porcos uma hora após terem morrido

Em um importante avanço na medicina, pesquisadores conseguiram restaurar circulação e atividade celular em órgãos vitais de porcos, como o coração, o fígado e o cérebro, uma hora após a morte dos animais. O estudo descrevendo o avanço foi publicado na Nature (Ref.1) e desafia a ideia de que a morte cardíaca - a qual ocorre quando a circulação sanguínea e a oxigenação param - é irreversível, e levanta questões éticas sobre a definição de morte.

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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. No aspecto global, as células de mamíferos precisam de oxigênio para manter a viabilidade celular e de tecidos. Em apenas alguns minutos após isquemia (interrupção no fornecimento de oxigênio), acidose intracelular e edema se desenvolvem, causando frequentemente morte celular. A nível sistêmico, existe liberação de hormônios e de citocinas, seguida por por ativação dos sistemas imune, de coagulação e nervoso autônomo, e finalmente levando a lesões em órgãos e culminando em acidose metabólica em todo o corpo e hipercalemia (nível elevado de íons potássio no sangue).

Estudos clínicos em animais, incluindo humanos, 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. No final, todos esses efeitos adversos são pensados de levar a uma grande, rápida e irreversível cascata de apoptose, necrose, danos axonais e perda de integridade estrutural.

Porém, estudos recentes têm questionado a alegada inevitabilidade da morte celular mesmo após horas de interrupção da circulação sanguínea. De fato, células viáveis podem ser coletadas de múltiplos órgãos e mantidas usando cultura in vitro após prolongada isquemia. De forma similar, recuperação celular pode ser promovida usando perfusão ex vivo de órgãos isolados, incluindo coração, fígado, rins e pulmões.

Nesse último ponto, em 2019 um estudo mostrou que a tecnologia de perfusão chamada de BrainEx era capaz de restaurar a circulação e a atividade celular de cérebros de porcos (subespécie Sus scrofa domesticus) horas após a morte do animal, o órgão mais vulnerável à isquemia. O BrainEx é um complexo sistema circulatório extracorpóreo que imita o fluxo sanguíneo normal ao entregar nutrientes e oxigênio para as células com alta eficiência.

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No novo estudo, pesquisadores da Universidade de Yale, EUA, usaram um BrainEx modificado - nova técnica e nova solução fluída otimizada - para reativar células e órgãos in vivo, ou seja, não apenas em tecidos e órgãos isolados (ex vivo). O fluído substituto - acelular, não-coagulador, ecogênico, citoprotetor e baseado em hemoglobina - carregava o sangue do animal alvo e 13 compostos adicionados, como anticoagulantes e certos supressores do sistema imune.

Novamente, porcos foram usados para o experimento, obtidos de uma fazendo local e monitorados por três dias antes de serem sedados. Após a sedação, os animais foram colocados sob ventilação mecânica e submetidos a um choque no coração, matando-os com uma parada cardíaca. Uma hora após a morte, os pesquisadores reiniciaram os ventiladores e a anestesia. Alguns dos porcos foram, então, anexados ao sistema OrganEx, enquanto os outros ou não receberam nenhum tratamento ou foram anexados a uma membrana de oxigenação extracorpórea (ECMO); a máquina de ECMO é usada por alguns hospitais como último esforço para suprir oxigênio e remover dióxido de carbono do corpo dos pacientes.

Após seis horas, os pesquisadores observaram que a circulação reiniciou muito mais efetivamente nos porcos que receberam a solução do OrganEx do que naqueles que receberam ECMO ou nenhum tratamento. Oxigênio começou a fluir para os tecidos nos corpos dos animais sob o OrganEx, e um escaneamento do coração detectou níveis significativos de atividade elétrica e contrações (mas sem reanimação completa e ficou incerto o que o órgão estava exatamente fazendo nos animais). Além disso, o fígado dos porcos sob OrganEx mostrou produzir muito mais albumina (uma proteína) do que no fígado dos outros animais de controle, e os rins reganharam significativa atividade. Por fim, as células dos órgãos vitais nos porcos anexados ao OrganEx responderam à glicose (nosso principal combustível metabólico) de forma bem mais intensa do que os animais nos outros grupos, sugerindo que oi tratamento reiniciou o metabolismo celular - e mais genes responsáveis por funções e reparos celulares estavam ativos relativo aos controles.

Apesar do OgarnEx ter ajudado a preservar a integridade de parte do tecido cerebral, não foi observada atividade cerebral coordenada que poderia indicar que os animais reganharam qualquer nível de consciência. Segundo os pesquisadores, a ausência de atividade elétrica no cérebro pode ser devido à temperatura do fluído substituinte (28°C), bem abaixo da temperatura corporal normal, ou devido à adição de anestésicos e bloqueadores neuronais que podem ter suprimido esses sinais.

Curiosamente, apenas os porcos sob o OrganEx começaram a involuntariamente mover a cabeça, pescoço e torso após receberem uma injeção de contraste visando melhorar a visualização do cérebro dos animais após o tratamento. Os pesquisadores não conseguiram encontrar uma explicação plausível para o fenômeno, mas realçaram ser improvável que os impulsos nervosos para os movimentos se originaram no cérebro, considerando a falta atividade elétrica observada no órgão. É possível que os movimentos tenham emergido a partir da medula espinhal, a qual pode controlar algumas funções motoras independentemente do cérebro.

Em entrevista para a Nature (Ref.2), os pesquisadores alertaram que os resultados não indicaram que os porcos de alguma forma reanimaram após a morte (como "zumbis"), especialmente devido à ausência de atividade elétrica no cérebro. "Nós fizemos as células fazerem algo que elas não eram capazes de fazer [após a morte]," afirmou um dos membros do time de pesquisa, Zvonimir Vrselja, um neurocientista da Univerisadade de Yale, em New Haven, Connecticut. "Nós não estamos dizendo que é ainda clinicamente relevante, mas estamos indo na direção certa."

Se os achados de restauração celular puderem ser replicados em animais não-humanos e eventualmente em humanos, a implicação para a longevidade humana pode ser tão profunda quanto o advento do CPR (ressuscitação cardiopulmonar) e os ventiladores. Isso porque a tecnologia do OrganEx pode ser usada futuramente para preservar órgãos diversos para transplante ou mesmo para ressuscitação após prolongada parada cardíaca. Os médicos tipicamente usam ECMO para preservar órgãos visando doação ou para tentativas de ressuscitação, mas esse procedimento precisa ser iniciado logo após a parada cardíaca ou a morte da pessoa, e as taxas de sucesso podem ser baixas dependendo da severidade dos danos.

Preocupações éticas foram também levantadas com o estudo. Enquanto os pesquisadores reforçaram no estudo que atividade elétrica não foi reiniciada, problemas podem emergir se a técnica futuramente permitir que atividade cerebral seja reativada após a morte. Aliás, os movimentos involuntários observados nos porcos sob o OrganEx reforçam as preocupações nesse sentido. Como um cérebro consciente reagiria após ser ressuscitado?

O estudo também enfatiza que a morte não é um momento, mas um processo, tornando mais desafiador o estabelecimento de pré-requisitos para declarar uma pessoa morta. Isso significa que a definição legal de morte continuará sendo reformulada à medida que a medicina continue avançando.

REFERÊNCIAS