Vuoden ajan pakkassäilytetty sianmunuainen tuotti virtsaa

Hieman yli vuoden −150 °C:ssa säilytetty sianmunuainen alkoi tuottaa virtsaa, kun tutkijat lämmittivät sen ja liittivät sen perfuusiolaitteeseen (MIT Technology Review). Luovutettu munuainen on yleensä siirrettävä muutamassa tunnissa. Pitkäaikainen varastointi antaisi elinsiirtoryhmille aikaa, jota niillä ei nykyisin ole. Tutkimus on vielä alustava: sitä ei ole vertaisarvioitu, ja sikoihin siirrettyjä munuaisia seurattiin vain lyhyesti.

Minnesotan yliopiston tutkijat julkaisivat tutkimuksensa bioRxivissä, ennakkojulkaisupalvelussa, jossa artikkeleita jaetaan ennen vertaisarviointia. Munuaiset olivat suunnilleen ihmisen munuaisen kokoisia ja noin 100 kertaa suurempia kuin rotanmunuaiset, joita ryhmä oli aiemmin lämmittänyt (bioRxiv preprint). Koon kasvattaminen on työn keskeinen edistysaskel, sillä suurten elinten kylmäsäilytys on ollut erityisen vaikeaa.

Munuaisen jäädyttäminen lasimaiseksi

Munuainen koostuu pääosin vedestä, ja sen kudoksissa kulkee tiheä verisuonten ja solujen verkosto. Tavallisessa jäädytyksessä syntyvät jääkiteet repivät hienorakenteen rikki. Tutkijat pumppaavat verisuoniin kryosuoja-aineita eli biologisen pakkasnesteen kaltaisia yhdisteitä. Jäähtyessään elimen sisältö muuttuu lasimaiseksi kiinteäksi aineeksi ilman jääkiteitä.

Vaikeampi vaihe on lämmittäminen. Pakastetun kalkkunan tavoin munuaisen pinta lämpenee keskustaa nopeammin. Lasimaiseksi jäätynyt kudos on haurasta, joten epätasainen lämpeneminen voi halkaista sen. Tutkijat käyttävät nanolämmitykseksi kutsumaansa menetelmää: munuaisen verisuoniin johdetaan nanohiukkasia, jotka vapauttavat lämpöä elimen sisällä. Näin lämpö ei joudu etenemään hitaasti pinnalta keskustaan.

Ryhmä osoitti jo vuonna 2023 vertaisarvioidussa tutkimuksessa, että menetelmällä voidaan palauttaa säilytetyt rotanmunuaiset toimiviksi siirteiksi (Nature Communications). Avoimeksi jäi, toimiiko menetelmä ihmisen munuaisen kokoisessa elimessä.

Mitä kahden tunnin seurannasta voi päätellä

Vuoden ajan säilytettyä munuaista testattiin vain laitteessa, joka kierrättää lämmintä nestettä elimen läpi elimistön verenkierron sijasta. Erillisissä kokeissa lyhyemmän aikaa säilytettyjä ja uudelleen lämmitettyjä munuaisia siirrettiin sioille. Kun veri alkoi virrata munuaisissa, ne saivat värinsä takaisin. Virtsaneritys alkoi noin minuutissa, mutta määrä jäi noin kahteen kolmasosaan odotetusta (MIT Technology Review). Sikoja seurattiin vain kahden tunnin ajan (bioRxiv preprint).

Lyhyt seuranta on olennainen rajaus: varhainen virtsaneritys on ensimmäinen merkki elintoiminnasta, ei näyttö toimivasta siirteestä. Munuaisen tehtävä on suodattaa kuona-aineita verestä päivästä toiseen, ja hyvin käynnistynyt elin voi silti pettää muutamassa päivässä. Tutkimukseen osallistumaton kryobiologi Greg Fahy piti verenkierron palautumista myönteisenä tuloksena, mutta sanoi MIT Technology Review’lle, etteivät kokeet osoita, olisivatko munuaiset pitäneet eläimen hengissä. Sen selvittäminen edellyttäisi, että pisimpään säilytetyt munuaiset siirrettäisiin sioille, eläinten omat munuaiset poistettaisiin ja niitä seurattaisiin viikkoja. Tutkimusjulkaisun mukaan tekijöillä on myös teknologiaan liittyviä patentteja (bioRxiv preprint).

Euroopassa munuaissiirroilla on tiukka aikaraja. Euroopan urologiyhdistyksen ohjeissa aivokuolleilta luovutettujen munuaisten ihanteelliseksi säilytysajaksi määritellään 18–21 tuntia ja verenkierron pysähdyttyä luovutettujen munuaisten säilytysajaksi 12 tuntia (EAU guideline). Sairaaloissa käytetään jo pelkän jääsäilytyksen sijasta laitteita, jotka kierrättävät kylmää nestettä munuaisen läpi. Menetelmä vähentää viivästynyttä siirteen toimintaa eli sitä, että uusi munuainen käynnistyy hitaasti (Cochrane review). Jos varastoitu munuainen joskus kestää siirron ja jatkaa toimintaansa, kuukausien säilyvyys voisi antaa elinsiirtoryhmille aikaa löytää sopivin vastaanottaja ja suunnitella leikkaukset etukäteen. Nykyisen yön yli jatkuvan kilpajuoksun sijasta leikkausajat voisi sopia rauhassa.

Toistaiseksi näyttö on rajallinen: vuoden säilytetty munuainen tuotti virtsaa laitteessa, ja erikseen siirretyt munuaiset tuottivat virtsaa sioissa, joita seurattiin vain kaksi tuntia (bioRxiv preprint). Minnesotan yliopiston ryhmä on palauttanut pitkään lasimaisessa tilassa säilytetyn, ihmisen kokoisen munuaisen tuottamaan virtsaa. Seuraavaksi on selvitettävä, pystyykö elin pitämään eläimen hengissä.