Varkensnier maakt urine na jaar bij −150°C

Een varkensnier die iets meer dan een jaar bij −150°C was bewaard, begon urine te maken nadat onderzoekers haar hadden opgewarmd en aangesloten op een perfusiemachine (MIT Technology Review). Donornieren moeten nu meestal binnen enkele uren worden getransplanteerd. Als ze langer kunnen worden bewaard, krijgen transplantatieteams tijd die ze tot dusver niet hadden. Het onderzoek staat nog aan het begin: het is niet door vakgenoten beoordeeld en de varkens met getransplanteerde nieren werden maar kort gevolgd.

Het team van de University of Minnesota plaatste de studie op bioRxiv, een platform voor preprints: artikelen die zijn gedeeld voordat ze door vakgenoten zijn beoordeeld. De nieren waren ongeveer zo groot als menselijke nieren en circa 100 keer groter dan de rattennieren die de groep eerder had ontdooid (preprint op bioRxiv). Juist die schaalvergroting is nieuws, omdat het bewaren van grote organen in de kou altijd lastig is geweest.

Een nier veranderen in glas

Een nier bestaat grotendeels uit water, met een dicht netwerk van bloedvaten en cellen. Als je een nier op de gewone manier invriest, ontstaan ijskristallen die die kwetsbare structuur beschadigen. Het team pompt daarom cryoprotectanten, stoffen die cellen tegen vriesschade beschermen, door de bloedvaten. Bij het afkoelen verandert de inhoud van het orgaan in een vaste, glasachtige toestand zonder ijskristallen.

De nier weer opwarmen is het lastigste deel. Vergelijk het met een bevroren kalkoen: de buitenkant ontdooit veel eerder dan de kern. In een verglaasd orgaan kan dat ongelijke opwarmen het kwetsbare weefsel doen barsten. De onderzoekers gebruiken daarvoor nanowarming: kleine deeltjes in de bloedvaten geven warmte af ín de nier. Zo hoeft die warmte niet langzaam vanaf het oppervlak naar binnen te trekken.

In een door vakgenoten beoordeelde studie uit 2023 had de groep al laten zien dat rattennieren na bewaring konden worden opgewarmd en succesvol getransplanteerd (Nature Communications). De open vraag was of de methode ook werkte bij een orgaan ter grootte van een menselijke nier.

Wat twee uur wel en niet zegt

De nier die een jaar was bewaard, is alleen getest op een perfusiemachine. Die pompt warme vloeistof door het orgaan en neemt zo de rol van het lichaam over. In afzonderlijke proeven werden nieren die korter waren bewaard na het opwarmen bij varkens getransplanteerd. Het bloed stroomde weer door de organen, ze kregen hun kleur terug en na ongeveer een minuut verscheen urine. De productie bedroeg wel slechts ongeveer twee derde van wat werd verwacht (MIT Technology Review). De varkens werden daarna slechts twee uur gevolgd (preprint op bioRxiv).

Die korte observatieperiode is van belang: urine kort na een transplantatie is een eerste teken van activiteit, geen bewijs dat de nier goed blijft werken. Een nier moet dag in dag uit afvalstoffen uit het bloed filteren; een orgaan kan aanvankelijk functioneren en in de dagen erna alsnog uitvallen. Cryobioloog Greg Fahy, die niet bij het onderzoek betrokken was, verwelkomde het herstelde bloedtransport, maar zei tegen MIT Technology Review dat deze proeven niet laten zien of de nieren een dier in leven hadden kunnen houden. Daarvoor moeten de langst bewaarde nieren bij varkens worden getransplanteerd, moeten de eigen nieren van die dieren worden verwijderd en moeten de dieren vervolgens wekenlang worden gevolgd. De auteurs melden overigens ook patenten die verband houden met de technologie (preprint op bioRxiv).

Europese transplantatieteams werken tegen de klok. De richtlijn van de European Association of Urology noemt ideale bewaartermijnen van 18–21 uur voor nieren van hersendode donoren en 12 uur na overlijden door circulatiestilstand (EAU-richtlijn). Ziekenhuizen verbeteren de eenvoudige ijskoeling al met machines die koude vloeistof door het orgaan pompen. Dat vermindert vertraagde transplantaatfunctie: een trage start van de nieuwe nier (Cochrane-review). Als een bewaarde nier ooit na transplantatie goed blijft werken, kan opslag van maanden chirurgen de ruimte geven om een ontvanger te kiezen die goed bij de nier past en operaties vooraf in te plannen, in plaats van ’s nachts tegen de klok te racen.

Voorlopig is de conclusie beperkter. De nier die een jaar was bewaard, maakte urine op een machine; nieren die bij varkens waren getransplanteerd, produceerden urine bij dieren die slechts twee uur werden gevolgd (preprint op bioRxiv). Het team van Minnesota heeft een orgaan ter grootte van een menselijke nier na lange bewaring in glas weer actief gekregen. De volgende stap is aantonen dat zo’n nier een dier in leven kan houden.