Metus −150°C laikytas kiaulės inkstas gamino šlapimą

Kiaulės inkstas, kiek ilgiau nei metus laikytas −150 °C temperatūroje, po atšildymo ir prijungimo prie perfuzijos aparato ėmė gaminti šlapimą (MIT Technology Review). Donorų inkstus paprastai būtina persodinti per kelias valandas, todėl galimybė juos ilgai išsaugoti transplantacijos komandoms suteiktų laiko, kurio iki šiol jos neturėjo. Tyrimas dar ankstyvas: jo nevertino recenzentai, o į kiaules persodinti inkstai stebėti tik trumpai.

Minesotos universiteto komanda tyrimą paskelbė bioRxiv – išankstinių publikacijų serveryje, kuriame darbai pateikiami iki recenzavimo (bioRxiv preprint). Tyrime naudoti inkstai buvo maždaug žmogaus inksto dydžio ir apie 100 kartų didesni už žiurkių inkstus, kuriuos komanda anksčiau buvo atšildžiusi (bioRxiv preprint). Šis dydžio šuolis svarbus, nes būtent didelius organus iki šiol buvo sunku išsaugoti šaltyje.

Kaip inkstas paverčiamas stiklu

Inkstą daugiausia sudaro vanduo, o jo kraujagyslės ir ląstelės sudaro tankų tinklą. Įprastai užšaldant susidaro ledo kristalai, ardantys trapią audinio sandarą. Todėl komanda kraujagyslėmis pumpuoja krioprotektorius – medžiagas, apsaugančias audinį nuo pažeidimų šaltyje. Organui vėstant, jo turinys virsta kieta, bet kristalų neturinčia stikliška mase.

Sunkesnis etapas – organą vėl sušildyti. Kaip šaldytas kalakutas, jo paviršius atšyla gerokai anksčiau nei vidus. Stikliškam organui šylant netolygiai, trapus audinys gali įtrūkti. Komandos sukurtas metodas, pavadintas nanokaitinimu, leidžia šildyti organą iš vidaus: inksto kraujagyslės užpildomos smulkiomis dalelėmis, kurios išskiria šilumą, todėl nereikia laukti, kol ji nuo paviršiaus pamažu pasieks organo centrą.

Grupė jau buvo parodžiusi, kad šiuo metodu galima atšildyti laikytus žiurkių inkstus ir persodinti juos taip, kad jie veiktų; rezultatai paskelbti 2023 m. recenzuotame tyrime (Nature Communications). Liko neaišku, ar metodas tiks žmogaus inksto dydžio organui.

Ką parodo dvi valandos, o ko ne

Metus laikytas inkstas tirtas tik prijungus prie aparato, kuris per organą pumpuoja šiltą skystį ir imituoja organizmo sąlygas. Kituose bandymuose trumpiau laikyti atšildyti inkstai buvo persodinti kiaulėms. Kraujas ėmė tekėti, organai atgavo spalvą, o maždaug po minutės pasirodė šlapimas, nors jo susidarė tik apie du trečdalius tikėtino kiekio (MIT Technology Review). Kiaulės stebėtos vos dvi valandas (bioRxiv preprint).

Trumpas stebėjimo laikas svarbus, nes ankstyvas šlapimo išsiskyrimas rodo, kad inkstas ėmė veikti, bet dar neįrodo, jog transplantatas veikia patikimai. Inksto užduotis – kasdien filtruoti iš kraujo atliekas, o pradėjęs veikti organas per kelias dienas vis tiek gali nustoti. Su tyrimu nesusijęs kriobiologas Gregas Fahis teigiamai įvertino atkurtą kraujotaką, tačiau MIT Technology Review sakė, kad šie bandymai neatsako, ar inkstai būtų išlaikę gyvūną gyvą. Tai paaiškėtų ilgiausiai laikytus inkstus persodinus kiaulėms, pašalinus pačių gyvūnų inkstus ir juos stebint kelias savaites. Vertinant išvadas svarbu žinoti ir tai, kad autorių deklaracijoje nurodomi su šia technologija susiję patentai (bioRxiv preprint).

Europos transplantacijos komandos dirba pagal griežtą laiką. Europos urologų asociacijos (EAU) gairėse nurodoma, kad tinkamiausias laikymo laikas inkstams iš donorų, kuriems nustatyta smegenų mirtis, yra 18–21 valanda, o po kraujotakos nutrūkimo – 12 valandų (EAU guideline). Ligoninės paprastą laikymą ant ledo jau patobulino aparatais, kurie per inkstą pumpuoja šaltą skystį; tai mažina uždelstą transplantato funkciją – būklę, kai persodintas inkstas pradeda veikti vangiai (Cochrane review). Jei ateityje pavyktų užtikrinti, kad ilgai laikytas inkstas atlaikytų transplantaciją ir toliau veiktų, mėnesiais matuojamas saugojimo laikas leistų chirurgams parinkti tinkamiausią recipientą ir iš anksto planuoti operacijas, užuot skubėjus per naktį.

Kol kas rezultatas siauresnis: metus laikytas inkstas šlapimą gamino perfuzijos aparate, o atskirai persodinti inkstai – kiaulėse, stebėtose vos dvi valandas (bioRxiv preprint). Minesotos komanda po ilgo laikymo stikliškoje būsenoje sugrąžino į veiklą žmogaus dydžio organą ir parodė, kad jis gali pradėti veikti. Kitas būtinas bandymas – įrodyti, kad toks inkstas gali palaikyti gyvybę.