Skupina neuroznanstvenika pod vodstvom prof. Nenada Šestana sa Sveučilišta Yale razvila je BrainEx, visokotehnološki sustav koji može održati i zaštititi mozak sisavaca od oštećenja nekoliko sati nakon smrti. Zahvaljujući sustavu BrainEx, neke stanične i molekularne funkcije u svinjskom mozgu ostale su sačuvane satima nakon smrti, pokazala je studija objavljena u novom broju vodećeg svjetskog znanstvenog časopisa Nature.
Osim Nenada Šestana, u istraživanju je sudjelovao još jedan hrvatski znanstvenik, mladi Osječanin dr. Zvonimir Vrselja, koji je zajedno sa Stefanom G. Danieleom prvi autor studije. Nadalje, Nature je toj studiji posvetio i naslovnicu koju je dizajnirao Marin Balaić iz MIT studija Osijek.
Zvonimir Vrselja, Nenad Šestan, Stefano Daniele, Stephen Latham
Novi model
- Kroz ovu studiju došli smo do dva glavna zaključka. Prvo, veliki mozak sisavca ima mogućnost povratka cirkulacije i nekih molekularnih i staničnih funkcija nekoliko sati nakon smrti. Naši rezultati ukazuju na to da je smrt stanica i organa proces koji se odvija postupno kroz vrijeme, odnosno nije jedan događaj – pojasnio nam je Nenad Šestan, profesor neuroznanosti, genetike, komparativne medicine i psihijatrije na Yaleu.
- Drugo, ovo je novi model u istraživanju mozga i potencijalno drugih organa nakon smrti. Primjenom ove tehnologije potencijalno bismo mogli osmisliti nove terapije za moždani udar i druge bolesti u kojima stanice ljudskog mozga umiru. Međutim, trebamo biti vrlo oprezni, a ne senzacionalni, u interpretaciji naše studije, jer mi još nismo ni blizu te moguće primjene – dodao je Šestan.
Imunofluorescentna bojanja neurona (zeleno), astrocita (crveno) i staničnih jezgara (plavo) u CA3 regiji hipokampusa mozga 10 sati nakon smrti (lijevo) i mozga tretiranog BrainEx tehnologijom (desno). Deset sati nakon smrti neuroni i astrociti u uobičajenim su okolnostima uništeni, a nakon tretmana BrainEx sustavom ove su stanice očuvane
Znanstvenici ističu kako je ideja za studiju proizašla iz rutinskog zapažanja da mnogi laboratoriji, uključujući i njihov, mogu napraviti žive stanične kulture iz tkiva mrtvog mozga čak i nekoliko sati nakon smrti. - Mozak je izrazito osjetljiv na nedostatak kisika, kao i na prekid cirkulacije, što se dogodi u slučaju prestanka rada srca, moždanog udara ili smrti. Međutim, nekoliko prethodnih zapažanja dovelo je u pitanje nepovratnost oštećenja i smrti stanica mozga nekoliko minuta, i u rijetkim slučajevima čak i nekoliko sati, nakon prestanka cirkulacije.
Stoga smo htjeli istražiti što se dogodi u mozgu nakon što stane moždana cirkulacija te testirati mogućnost povratka stanica u život u cijelom, netaknutom mozgu – rekao je Zvonimir Vrselja. Znanstvenici su za svoje istraživanje izabrali svinjske mozgove koje su dobili iz klaonica pod nadzorom državnih agencija. Svinje su izabrali iz dva razloga.
- Prvo, svinjski mozak sličan je ljudskom po građi. Ovo je važna činjenica jer ono što zapažamo jest spašavanje stanica nakon velikog oštećenja mozga. Rezultati studije bi potencijalno mogli pomoći u razvoju novih terapija za pacijente s moždanim udarom ili srčanim zastojem. Stoga korištenjem svinjskog mozga, umjesto manjih mozgova miševa ili štakora, koji su uobičajeni model u biomedicinskim istraživanjima, dobiveni rezultati se lakše mogu interpretirati u poveznici s ljudskim mozgom – rekao je Stefano Daniele.
Na otpadu
- Drugo, shvatili smo da je korištenje svinjskih mozgova razborit pristup razvoju i optimizaciji tehnologije jer se svakodnevno koriste u proizvodnji hrane, a njihovi mozgovi se uglavnom odbacuju. Dakle, ovim pristupom nismo koristili životinju, nego smo iskoristili mozgove koji bi inače završili na otpadu – dodao je Daniele.
Naši sugovornici ističu kako je tehnologija BrainEx tek u začetku i zasad se ne može primijeniti na ljudima.
- Važno je naglasiti, povratak molekularnih i staničnih funkcija koje smo primijetili ne znači i povratak normalne funkcije mozga. Upravo suprotno, ni u jednome trenutku nismo uočili organiziranu opću električnu aktivnost povezanu sa svjesnošću, percepcijom i ostalim moždanim funkcijama.
Stoga treba istaknuti vrlo važnu razliku: iako imamo dokaze o povratku staničnih funkcija i metabolizma mozga nakon smrti, trenutačno nema dokaza o povratku normalnih neuroloških aktivnosti – ustvrdio je Šestan, dok je koautor studije Stephen Latham, direktor Interdisciplinarnog centra za bioetiku na Yaleu, dodao da povratak svijesti nije bio cilj ovoga istraživanja.
Nenad Šestan
Naši sugovornici ističu kako se zasad može samo nagađati o potencijalnim primjenama tehnologije BrainEx. - Važna je temeljita rasprava o tome treba li ovu tehnologiju primijeniti na ljudskom mozgu. Ako se potencijalno jednog dana primijeni na ljudskom mozgu, onda to treba učiniti po strogim etičkim standardima i pod nadzorom - zaključio je Šestan.
Redoviti profesor na Yaleu
Nenad Šestan rođen je u Zadru 1970., a 1995. diplomirao je na Medicinskom fakultetu u Zagrebu. Nakon toga otišao je na Yale, gdje je 1999. doktorirao kod poznatog neuroznanstvenika Paška Rakića. Redoviti je profesor na Yaleu, član Kavlijeva instituta za neuroznanosti, član Hrvatske akademije za znanost i umjetnost te gostujući profesor na Medicinskom fakultetu u Zagrebu. Zvonimir Vrselja rođen je u Osijeku 1987. Diplomirao je 2011. na Medicinskom fakultetu u Osijeku gdje je stekao i doktorat 2015. Od siječnja 2016. radi na Yaleu u laboratoriju Nenada Šestana.