Прасешки бъбрек произведе урина след година при −150°C

Днес донорските бъбреци обикновено трябва да бъдат трансплантирани до часове. Възможността за дългосрочното им съхранение би дала на трансплантационните екипи време, с което досега не са разполагали. В нов опит свински бъбрек, държан малко повече от година при −150°C, започнал да отделя урина, след като изследователите го затоплили и свързали към перфузионна система (MIT Technology Review). Резултатът е предварителен: изследването не е минало рецензиране, а прасетата с трансплантирани бъбреци били наблюдавани само за кратко.

Екипът на University of Minnesota публикувал изследването в bioRxiv — платформа за предварителни статии, споделяни преди рецензиране (предварителна статия в bioRxiv). Бъбреците били приблизително с размерите на човешки и около 100 пъти по-големи от бъбреците на плъхове, които групата била затопляла преди това. Именно преодоляването на тази разлика е същественото постижение: съхранението на студено е най-трудно при големите органи.

Как бъбрекът се превръща в стъкло

Бъбрекът се състои предимно от вода, която преминава през гъста мрежа от кръвоносни съдове и клетки. При обикновено замразяване се образуват ледени кристали, които разкъсват тази деликатна структура. Вместо това екипът прокарва през съдовете криопротектори — вещества, които действат като биологичен антифриз. При охлаждането съдържанието на органа преминава в твърдо, стъкловидно състояние без кристали.

По-трудната част е връщането на органа от студа. При размразяване на пуйка външната част омеква много преди средата. В стъкловидния орган неравномерното затопляне може да напука крехката тъкан. Решението на екипа, наречено нанозатопляне, е да изпълни съдовете с миниатюрни частици, които отделят топлина вътре в бъбрека. Така тя не трябва бавно да прониква от повърхността.

В рецензирано изследване от 2023 г. екипът вече показал, че методът му може да възстанови бъбреци на плъхове след съхранение и те да работят след трансплантация (Nature Communications). Оставаше да се провери дали подходът ще работи и с орган с размерите на човешки бъбрек.

Какво могат и какво не могат да ни кажат два часа

Бъбрекът, съхраняван една година, бил изпитан само на машина, която изпомпва през него топла течност вместо кръвообращението в тяло. В отделни опити в прасета били трансплантирани бъбреци, съхранявани за по-кратко. Кръвта започнала да преминава през тях, органите възстановили цвета си и след около минута се появила урина — приблизително две трети от очакваното количество (MIT Technology Review). Прасетата били наблюдавани само два часа (предварителна статия в bioRxiv).

Този кратък период е важен: ранната поява на урина е първи признак, че органът работи, но не доказва, че трансплантацията ще успее. Работата на бъбрека е да пречиства кръвта от отпадни вещества ден след ден, а орган, който започва добре, пак може да откаже след няколко дни. Криобиологът Грег Фахи, който не е участвал в изследването, приветствал възстановения кръвоток, но казал пред MIT Technology Review, че тези опити не могат да покажат дали бъбреците биха поддържали животното живо. За това трябва най-дълго съхраняваните бъбреци да бъдат трансплантирани в прасета, собствените им бъбреци да бъдат отстранени и животните да се проследяват седмици наред. При оценката на резултатите е важно и че авторите разкриват наличието на патенти, свързани с технологията (предварителна статия в bioRxiv).

Европейските трансплантационни екипи работят при строг времеви лимит. Насоките на European Association of Urology определят идеален срок от 18–21 часа за бъбреци от донори с мозъчна смърт и 12 часа след смърт поради спиране на кръвообращението (насоки на EAU). Болниците вече използват машини, които пропускат студена течност през органа и подобряват съхранението само върху лед. Това намалява риска от забавена функция на трансплантата — бавния старт на новия бъбрек (преглед на Cochrane). Ако един ден съхраняваните по този начин бъбреци издържат трансплантацията и продължат да работят, възможността да се пазят с месеци би позволила на хирурзите да изчакат най-подходящия реципиент и да планират операциите предварително, вместо да се надпреварват с времето през нощта.

Засега резултатът е по-ограничен: бъбрекът, съхраняван година, отделил урина на машина, а отделно трансплантираните бъбреци — при прасета, наблюдавани само два часа (предварителна статия в bioRxiv). Екипът на University of Minnesota е върнал към работа орган с размерите на човешки бъбрек след продължително съхранение в стъкловидно състояние. Следващият необходим опит е да покаже дали такъв орган може да поддържа живота на животното.