Νεφρός χοίρου παράγει ούρα μετά από ετήσια κρυοσυντήρηση

Ένας νεφρός χοίρου, που είχε διατηρηθεί στους −150°C για λίγο περισσότερο από έναν χρόνο, άρχισε να παράγει ούρα όταν οι ερευνητές τον επανέφεραν σε υψηλότερη θερμοκρασία και τον συνέδεσαν με μηχάνημα αιμάτωσης (MIT Technology Review). Οι νεφροί από δωρητές πρέπει συνήθως να μεταμοσχεύονται μέσα σε λίγες ώρες, γι’ αυτό η δυνατότητα αποθήκευσής τους για μεγάλο διάστημα θα έδινε στις ομάδες μεταμόσχευσης χρόνο που σήμερα δεν διαθέτουν. Η έρευνα βρίσκεται σε πρώιμο στάδιο: δεν έχει αξιολογηθεί από ομότιμους επιστήμονες, ενώ οι νεφροί που μεταμοσχεύθηκαν σε χοίρους παρακολουθήθηκαν για λίγο μόνο.

Η ομάδα του Πανεπιστημίου της Μινεσότα ανάρτησε τη μελέτη στο bioRxiv, μια πλατφόρμα προδημοσιεύσεων, όπου αναρτώνται επιστημονικές εργασίες πριν από την αξιολόγησή τους. Οι νεφροί είχαν περίπου το μέγεθος ανθρώπινων νεφρών και ήταν περίπου 100 φορές μεγαλύτεροι από εκείνους αρουραίων που είχε επαναφέρει στη λειτουργία η ομάδα (προδημοσίευση στο bioRxiv). Η αύξηση της κλίμακας είναι το ουσιαστικό νέο στοιχείο, καθώς η συντήρηση μεγάλων οργάνων είναι εκεί όπου οι μέθοδοι ψύξης δυσκολεύονται περισσότερο.

Πώς γίνεται ο νεφρός γυαλί

Ο νεφρός αποτελείται κυρίως από νερό, μέσα στο οποίο διατρέχει ένα πυκνό δίκτυο αγγείων και κυττάρων. Αν καταψυχθεί με συμβατικό τρόπο, σχηματίζονται κρύσταλλοι πάγου που καταστρέφουν αυτή την ευαίσθητη δομή. Η ομάδα διοχετεύει στα αγγεία κρυοπροστατευτικές ουσίες, ένα είδος αντιψυκτικού για βιολογικούς ιστούς. Καθώς το όργανο ψύχεται, το περιεχόμενό του στερεοποιείται σε υαλώδη μορφή, χωρίς να σχηματίζονται κρύσταλλοι.

Η επαναφορά του από το ψύχος είναι το δυσκολότερο στάδιο. Όπως συμβαίνει όταν αποψύχεται μια γαλοπούλα, η εξωτερική επιφάνεια μαλακώνει πολύ πριν από το κέντρο. Σε ένα υαλοποιημένο όργανο, η ανομοιόμορφη θέρμανση μπορεί να ραγίσει τον εύθραυστο ιστό. Η ομάδα αντιμετωπίζει το πρόβλημα με μια μέθοδο που ονομάζεται νανοθέρμανση: γεμίζει τα αγγεία του νεφρού με μικροσκοπικά σωματίδια που απελευθερώνουν θερμότητα στο εσωτερικό του, ώστε αυτή να μη χρειάζεται να περάσει αργά από την επιφάνεια.

Σε μελέτη του 2023, που αξιολογήθηκε από ομότιμους και δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, η ομάδα είχε δείξει ότι η μέθοδος μπορεί να επαναφέρει νεφρούς αρουραίων μετά την αποθήκευση και να τους χρησιμοποιήσει σε λειτουργικές μεταμοσχεύσεις. Το ανοιχτό ερώτημα ήταν αν θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε όργανο μεγέθους ανθρώπινου νεφρού.

Τι μπορούν και τι δεν μπορούν να δείξουν δύο ώρες

Ο νεφρός που είχε αποθηκευτεί επί έναν χρόνο δοκιμάστηκε μόνο σε μηχάνημα, το οποίο διοχετεύει θερμό υγρό μέσα από το όργανο αντί για το σώμα. Σε χωριστά πειράματα, νεφροί που είχαν αποθηκευτεί για μικρότερο διάστημα και στη συνέχεια επαναθερμάνθηκαν μεταμοσχεύθηκαν σε χοίρους. Το αίμα κυκλοφόρησε στα όργανα, εκείνα ξαναπήραν το χρώμα τους και άρχισαν να παράγουν ούρα μέσα σε περίπου ένα λεπτό, αν και η ποσότητα έφτασε περίπου τα δύο τρίτα της αναμενόμενης (MIT Technology Review). Οι χοίροι παρακολουθήθηκαν για μόλις δύο ώρες (προδημοσίευση στο bioRxiv).

Η σύντομη παρακολούθηση έχει σημασία, επειδή η πρώιμη παραγωγή ούρων είναι μια πρώτη ένδειξη λειτουργίας, όχι απόδειξη ότι η μεταμόσχευση πέτυχε. Ο νεφρός πρέπει να φιλτράρει διαρκώς τα απόβλητα από το αίμα, ενώ ένα όργανο μπορεί να ξεκινήσει καλά και να αποτύχει τις επόμενες ημέρες. Ο Greg Fahy, κρυοβιολόγος που δεν συμμετείχε στην έρευνα, χαιρέτισε την αποκατάσταση της ροής του αίματος, αλλά δήλωσε στο MIT Technology Review ότι τα πειράματα δεν δείχνουν αν οι νεφροί θα μπορούσαν να κρατήσουν στη ζωή ένα ζώο. Για να απαντηθεί αυτό, θα πρέπει να μεταμοσχευθούν σε χοίρους οι νεφροί με τη μεγαλύτερη διάρκεια αποθήκευσης, να αφαιρεθούν οι νεφροί των ζώων και να παρακολουθούνται για εβδομάδες. Οι συγγραφείς γνωστοποιούν επίσης ότι έχουν διπλώματα ευρεσιτεχνίας σχετικά με την τεχνολογία (προδημοσίευση στο bioRxiv).

Οι ευρωπαϊκές ομάδες μεταμόσχευσης εργάζονται με αυστηρά χρονικά περιθώρια. Οι κατευθυντήριες οδηγίες της Ευρωπαϊκής Ουρολογικής Εταιρείας ορίζουν ως ιδανικό χρόνο συντήρησης τις 18–21 ώρες για νεφρούς από δότες με εγκεφαλικό θάνατο και τις 12 ώρες για δότες μετά από κυκλοφορικό θάνατο (οδηγίες της Ευρωπαϊκής Ουρολογικής Εταιρείας). Τα νοσοκομεία ήδη χρησιμοποιούν μηχανήματα που διοχετεύουν ψυχρό υγρό στο όργανο, βελτιώνοντας την απλή συντήρηση στον πάγο και μειώνοντας την καθυστερημένη λειτουργία του μοσχεύματος, δηλαδή την αργή έναρξη της λειτουργίας του νέου νεφρού (ανασκόπηση Cochrane). Αν στο μέλλον ένας αποθηκευμένος νεφρός αντέχει στη μεταμόσχευση και συνεχίζει να λειτουργεί, η συντήρησή του για μήνες θα επέτρεπε στους χειρουργούς να περιμένουν τον καταλληλότερο λήπτη και να προγραμματίζουν τις επεμβάσεις αντί να αγωνίζονται με τον χρόνο μέσα στη νύχτα.

Προς το παρόν, το συμπέρασμα είναι πιο περιορισμένο, αν και παραμένει αξιοσημείωτο. Ο νεφρός που είχε αποθηκευτεί επί έναν χρόνο παρήγαγε ούρα σε μηχάνημα, ενώ νεφροί που μεταμοσχεύθηκαν χωριστά παρήγαγαν ούρα σε χοίρους οι οποίοι παρακολουθήθηκαν μόνο για δύο ώρες (προδημοσίευση στο bioRxiv). Η ομάδα της Μινεσότα επανέφερε από μακρόχρονη αποθήκευση ένα όργανο μεγέθους ανθρώπινου νεφρού και έδειξε ότι μπορεί να αρχίσει να λειτουργεί. Το επόμενο πείραμα πρέπει να δείξει αν μπορεί και να κρατήσει στη ζωή ένα ζώο.