Gadu saldēta cūkas niere atkal ražo urīnu

Cūkas niere, kas nedaudz vairāk nekā gadu glabāta −150 °C temperatūrā, pēc sasildīšanas un pieslēgšanas perfūzijas iekārtai sāka izdalīt urīnu (MIT Technology Review). Donoru nieres parasti jāpārstāda dažu stundu laikā, tāpēc iespēja tās ilgstoši uzglabāt transplantācijas komandām dotu laiku, kāda līdz šim nav bijis. Pētījums vēl ir sākuma stadijā: tas nav recenzēts, un cūkas, kurām pārstādīja nieres, novēroja tikai neilgi.

Minesotas Universitātes komanda pētījumu publicēja bioRxiv — pirmsdrukas serverī, kur ievieto rakstus pirms zinātniskās recenzēšanas (bioRxiv preprint). Nieres bija aptuveni cilvēka nieres lielumā un apmēram 100 reižu lielākas par žurku nierēm, ar kurām pētnieki iepriekš izmēģināja šo sasildīšanas paņēmienu. Būtiskākais jaunums ir orgānu izmērs: lielas nieres aukstumā līdz šim saglabāt bijis grūti.

Kā nieri pārvērš stiklam līdzīgā stāvoklī

Niere lielākoties sastāv no ūdens, un tajā ir blīvs asinsvadu un šūnu tīkls. Parasti sasaldējot, veidojas ledus kristāli, kas saplēš šo trauslo struktūru. Pētnieki tā vietā caur asinsvadiem sūknē krioprotektantus — vielas, kas darbojas kā bioloģisks antifrīzs. Orgānam atdziestot, tā saturs kļūst ciets un stiklam līdzīgs, neveidojot kristālus.

Grūtākā daļa ir orgāna sasildīšana. Atkausējot saldētu tītaru, ārpuse atkūst krietni ātrāk nekā vidus. Stiklam līdzīgā orgānā nevienmērīga sasilšana var saplaisāt trauslos audus. Komandas paņēmiens, ko sauc par nanouzsildīšanu, liek nieru asinsvados sīkām daļiņām izdalīt siltumu pašā orgānā, tāpēc tam nav lēni jāsasilst no virsmas uz vidu.

Komanda jau iepriekš bija parādījusi, ka ar šo paņēmienu var atjaunot žurku nieres pēc uzglabāšanas un sekmīgi pārstādīt tās, kā aprakstīts 2023. gada recenzētā pētījumā (Nature Communications). Bija jānoskaidro, vai paņēmiens der arī cilvēka lieluma orgānam.

Ko var un ko nevar secināt pēc divām stundām

Nieri, kas bija glabāta gadu, pārbaudīja tikai perfūzijas iekārtā. Tā caur orgānu sūknē siltu šķidrumu, aizstājot organisma asinsriti. Atsevišķos eksperimentos cūkām pārstādīja nieres, kas pēc sasildīšanas bija glabātas īsāku laiku. Asinsrite atjaunojās, nieres atguva krāsu un aptuveni minūtes laikā sāka izdalīt urīnu, tomēr tā daudzums bija tikai aptuveni divas trešdaļas no gaidītā (MIT Technology Review). Cūkas pēc tam novēroja tikai divas stundas (bioRxiv preprint).

Tik īss novērojums ir būtisks ierobežojums: urīna veidošanās liecina, ka niere sākusi darboties, bet nepierāda, ka tā spēj ilgstoši pildīt savu uzdevumu. Nierēm ik dienu jāfiltrē no asinīm vielmaiņas galaprodukti, un tās var sākt darboties, bet dažu dienu laikā pārstāt. Kriobiologs Gregs Fahijs, kurš pētījumā nepiedalījās, atzinīgi novērtēja atjaunoto asinsriti, taču MIT Technology Review sacīja, ka šie eksperimenti neļauj spriest, vai nieres būtu uzturējušas dzīvnieku dzīvu. Lai uz to atbildētu, cūkām būtu jāpārstāda visilgāk glabātās nieres, jāizņem pašu nieres un dzīvnieki jānovēro vairākas nedēļas. Vērtējot rezultātus, jāņem vērā arī tas, ka autori atklājuši ar tehnoloģiju saistītus patentus (bioRxiv preprint).

Eiropas transplantācijas komandām laiks ir ierobežots. Eiropas Urologu asociācijas vadlīnijās optimālais periods nieru pārstādīšanai noteikts 18–21 stunda, ja donors ir miris pēc smadzeņu nāves, un 12 stundas pēc asinsrites apstāšanās (EAU guideline). Slimnīcas jau izmanto arī iekārtas, kas caur nieri sūknē aukstu šķidrumu, uzlabojot vienkāršu glabāšanu uz ledus. Tas mazina aizkavētas transplantāta darbības risku — stāvokli, kad jaunā niere pēc operācijas sāk strādāt gausi (Cochrane review). Ja ilgstoši glabāta niere kādreiz spēs izturēt pārstādīšanu un turpinās darboties, uzglabāšana mēnešiem ļautu ķirurgiem gaidīt piemērotāko recipientu un plānot operācijas iepriekš, nevis steigties pretī termiņam vienas nakts laikā.

Pagaidām pierādītais ir šaurāks: gadu glabāta niere perfūzijas iekārtā izdalīja urīnu, bet atsevišķi pārstādītās nieres izdalīja urīnu cūkām, kuras novēroja tikai divas stundas (bioRxiv preprint). Minesotas Universitātes komanda ir panākusi, ka cilvēka lieluma orgāns pēc ilgstošas glabāšanas stiklam līdzīgā stāvoklī atkal sāk darboties. Nākamajā eksperimentā jāpierāda, ka šāda niere spēj uzturēt dzīvību.