US Yale University succeeded in restoring cell function in dead pigs: hopes for organ preservation for transplant - Shakes the concept of death

Recently CNN.co.jp reported the following:

死んだブタの細胞機能回復に成功、移植用の臓器保存に期待　死の概念揺るがす　米イエール大

2022.08.05 Fri posted at 16:15 JST

（ＣＮＮ） 米イエール大学の研究チームは、死んでから１時間たったブタの血液循環などの細胞機能を回復させることに成功したと発表した。この研究は、細胞がこれまで考えられていたほど早くは死なないことを示唆しており、いずれ人に応用できれば、臓器の保存時間を伸ばして臓器移植を増やせる可能性があると期待されている。

研究チームは「OrganEx」と呼ばれるシステムを開発して死んだブタの体内で酸素の循環を回復させ、心停止後も細胞や一部の臓器を保全した。

研究を主導したイエール大学のネナド・セスタン教授は「機能しなくなるはずの細胞が、何時間も機能した」と発表、「つまり細胞の死滅は停止させられるということだ。その機能は複数の臓器で回復した。死後１時間経過しても」と語った。

この研究結果は３日の科学誌ネイチャーに発表された。

OrganExのシステムは、灌流液（かんりゅうえき）と呼ばれる液体を血液と混ぜて死んだブタの血管に送り込む。灌流液にはタンパク質やヘモグロビンなどの合成物や、細胞を保護して血栓を防ぐ成分が含まれる。OrganExを使った治療の６時間後、研究チームは心臓、肝臓、腎臓を含む多数の部位で主要な細胞が機能していることを発見。一部の臓器の機能も回復していた。

今回の研究は、同チームが２０１９年に行った実験に基づいている、この時は同様の実験的システム「BrainEx」を使って人工血液をブタの脳に送り込み、重要な神経機能の低下を防いでいた。

実験はまだごく初期の段階だが、いずれ人に応用できれば、臓器を摘出してから移植するまでの許容時間を伸ばすことができる可能性がある。

現在、臓器の供給は極めて限られ、世界で何百万人もの人が移植待ちをしている。

論文共著者のイエール大学生命倫理センター長、スティーブン・レイサム氏は、「臓器を死亡したドナーから摘出し、灌流技術につないでから、長距離あるいは長時間の輸送を行って、必要とするレシピエントに届けることができるかもしれない」と期待する。

一方で研究チームは、決してブタを生き返らせたわけではないと断言し、臓器を移植に利用できるかどうか判断するためにはさらなる研究が必要だと強調した。

オランダのフローニンゲン大学医療センターのロベルト・ポルテ氏は今回の論文に沿えた記事の中で、この研究は心臓発作や脳卒中を起こした患者の新しい治療法につながる可能性もあると指摘した。

その可能性についてレイサム氏は「ずっと先のことになると思う」と述べ、短期的には移植用の臓器の保存に使う方が有望だと話している。

研究には１００頭あまりのブタを使用し、麻酔をかけた状態で心臓発作を誘発させた。

今回の研究は、死のプロセスについて理解を深める役にも立つかもしれない。

「心臓の鼓動が止まると数分で、血流が不足する局所貧血によって連鎖的な生化学反応が引き起こされ、細胞が生きるために必要とする酸素と栄養素が止まる。すると細胞の破壊が始まる」

セスタン教授はそう解説し、「細胞の恒久的な集団機能不全に向けた進行は、回避できないほど急速に起きるわけではなく、修復できる可能性もあることが、我々の研究で示された」と語った。

Translation

(CNN) Researchers at Yale University successfully restored cellular functions such as blood circulation in pigs that had died for an hour. The study suggested that cells didn’t die as quickly as previously thought, and it was hoped that one day it could be applied to humans to extend organ storage time and increase organ transplantation.

The researchers developed a system called OrganEx to restore oxygen circulation in dead pigs, preserving cells and some organs after cardiac arrest.

Yale University professor Nenad Sestan who led the study stated that ``The cells that were supposed to stop functioning has worked for hours''; and said "This means cell death can be halted. Its function has been restored in multiple organs, even an hour after death."

The results of this research were published in the scientific journal Nature on the 3rd.

OrganEx's system mixed a fluid called perfusate with blood and pumped it into the dead pig's blood vessels. Perfusate contained compounds such as proteins and hemoglobin, as well as components that protected cells and prevented thrombosis. After 6 hours of treatment with OrganEx, the research team found that key cells were functioning in multiple sites, including the heart, liver, and kidney. The function of some organs was also restored.

The study built on an experiment the same team conducted in 2019, in that time using a similar experimental system, BrainEx, to pump artificial blood into pig brains to prevent loss of vital neurological function.

Experiments were still in their very early stages, but if they could eventually be applied to humans, they could extend the time allowed between removing and transplanting an organ.

Currently, organ supplies were extremely limited, and millions of people worldwide were waiting for transplants.

Co-author Stephen Latham, director of the Center for Bioethics at Yale University, said, " Thanks to perfusion techniques organs removed from dead donors, after being transported over long distances or long periods of time, were able to be given to recipients in need."

But the researchers insisted they never revived the pigs and stressed that more research was needed to determine if the organs could be used for transplants.

In an article accompanying the paper, Robert Porte of the University Medical Center of Groningen in the Netherlands said the research could lead to new treatments for heart attack and stroke patients.

About that possibility, Latham said "I think it's a long way ahead", saying that in the short term it would be more promising to store organs for transplant.

More than 100 pigs were used in the study and heart attacks were induced under anesthesia.

The study might also help us better understand the dying process.

"A few minutes after the heart stops beating, a lack of blood flow in local area triggers a chain of biochemical reactions that stop the oxygen and nutrients that the cells need to survive. In this way cell destruction begins."

Professor Sestan said to explain that "Our research shows that the progression of cells towards permanent collective dysfunction does not occur so rapidly that it cannot be avoided, and that is reversible".

 So, a research done at Yale University suggests that cells don't die as quickly as previously thought, and it's hoped that one day it could be applied to humans to extend organ storage time and increase organ transplantation. This is good news for everyone.