Per comprendere meglio il modo in cui le cellule nervose soccombono alla mancanza di ossigeno, un team di ricercatori statunitensi ha misurato l’attività nelle cellule retiniche degli occhi di topo e umane subito dopo la loro morte.
Sorprendentemente, con alcune modifiche all’ambiente del tessuto, sono stati in grado di far rivivere la capacità delle cellule di comunicare per alcune ore dopo il decesso.
Quando stimolate dalla luce, le retine post mortem hanno dimostrato di emettere specifici segnali elettrici, noti come onde b. Queste onde si vedono anche nelle retine viventi e indicano la comunicazione tra tutti gli strati di cellule maculari che ci permettono di vedere. È la prima volta che gli occhi di un donatore umano deceduto rispondono alla luce in questo modo e alcuni esperti mettono in dubbio la natura irreversibile della morte nel sistema nervoso centrale.
“Siamo stati in grado di risvegliare le cellule dei fotorecettori nella macula umana, che è la parte della retina responsabile della nostra visione centrale e della nostra capacità di vedere dettagli e colori fini“, spiega la scienziata biomedica Fatima Abbas dell’Università dello Utah. “Negli occhi ottenuti fino a cinque ore dopo la morte di un donatore di organi, queste cellule hanno risposto a luce intensa, luci colorate e persino lampi di luce molto deboli“.
Dopo la morte, è possibile salvare alcuni organi del corpo umano per il trapianto. Ma dopo che la circolazione è cessata, il sistema nervoso centrale nel suo insieme smette molto rapidamente di rispondere a qualsiasi forma di recupero a lungo termine.
Eppure non tutti i tipi di neuroni decedono alla stessa velocità. Diverse regioni e diversi tipi di cellule hanno diversi meccanismi di sopravvivenza, rendendo l’intera questione della morte cerebrale molto più complicata. Imparare come determinati tessuti del sistema nervoso affrontano una perdita di ossigeno potrebbe insegnarci qualcosa sul recupero delle funzioni cerebrali perse.
I ricercatori hanno già avuto fortuna. Nel 2018, gli scienziati della Yale University hanno fatto notizia quando hanno mantenuto in vita cervelli di maiale per 36 ore dopo la morte dell’animale. Quattro ore dopo la morte, sono stati anche in grado di ottenere una piccola risposta, sebbene nulla di organizzato o globale che potesse essere misurato da un elettroencefalogramma (EEG).
Queste risposte vitali sono state ottenute bloccando la rapida degradazione dei neuroni dei mammiferi, utilizzando sangue artificiale, riscaldatori e pompe per ripristinare la circolazione di ossigeno e sostanze nutritive. Una tecnica simile ora sembra possibile nei topi e negli occhi umani, che è l’unica parte estrudente del sistema nervoso.
Ripristinando l’ossigenazione e alcuni nutrienti negli occhi dei donatori di organi, i ricercatori dell’Università dello Utah e della Scripps Research sono stati in grado di innescare un’attività sincrona tra i neuroni dopo la morte.
“Siamo stati in grado di far dialogare le cellule retiniche, come fanno nell’occhio vivente per mediare la visione umana“, afferma il medico ricercatore oculista Frans Vinberg dell’Università dello Utah. “Studi passati hanno ripristinato un’attività elettrica molto limitata negli occhi dei donatori di organi, ma questo non è mai stato raggiunto nella macula, e mai nella misura in cui abbiamo ora dimostrato“.
Inizialmente, gli esperimenti hanno mostrato che le cellule retiniche hanno continuato a reagire alla luce fino a cinque ore dopo la morte. Tuttavia, i segnali cruciali dell’onda b intercellulare sono diminuiti rapidamente, apparentemente a causa della perdita di ossigeno.
A quel punto, anche quando il tessuto retinico è accuratamente protetto dalla privazione di ossigeno, i ricercatori non sono stati in grado di ripristinare completamente sane onde b. Inoltre, la temporanea rinascita delle cellule retiniche non significa che i bulbi oculari del donatore possano “vedere”, ovviamente. I centri visivi superiori nel cervello sono necessari per far rivivere la sensazione e la percezione visiva complete.
Tuttavia, alcune definizioni di “morte cerebrale” richiedono una perdita di attività sincrona tra i neuroni. Se questa definizione è accettata, allora le retine umane nel presente studio non erano ancora completamente morte.
“Dato che la retina fa parte del SNC, il nostro ripristino dell’onda b in questo studio solleva la questione se la morte cerebrale, come è attualmente definita, sia veramente irreversibile“, scrivono gli autori.
Se neuroni specializzati come i fotorecettori possono essere rianimati, in una certa misura, allora c’è speranza per trapianti futuri che potrebbero aiutare a ripristinare la vista nelle persone con malattie degli occhi.
Quel giorno, però, è ancora lontano. Le cellule e i cerotti trapiantati di una retina di un donatore dovrebbero in qualche modo essere integrati senza soluzione di continuità nei circuiti retinici esistenti, il che è una sfida scoraggiante che gli scienziati stanno già cercando di affrontare. Nel frattempo, gli occhi dei donatori e i modelli animali dovrebbero fare il test per le onde b che potrebbe essere un buon modo per determinare se un innesto di retina è fattibile o meno.
“La comunità scientifica ora può studiare la visione umana in modi che semplicemente non sono possibili con gli animali da laboratorio“, afferma Vinberg. “Ci auguriamo che questo motiverà le associazioni di donatori di organi e le banche degli occhi, aiutandoli a comprendere le nuove entusiasmanti possibilità offerte da questo tipo di ricerca“.
Lo studio è stato pubblicato su Nature.
