Почку свиньи превратили в стекло и год хранили при -150 °C. Заработала ли она снова?

Исследователи из Университета Миннесоты (США) смогли восстановить функцию свиных почек, сопоставимых по размеру с человеческими, после года криогенного хранения.

Сегодня крайне ограниченный срок хранения донорских органов сужает географию их транспортировки и сокращает время, доступное врачам для поиска подходящего реципиента. Создание криогенных банков органов могло бы снять эти ограничения, однако сохранение и последующее размораживание органов без их повреждения — сложнейшая научно-техническая задача.

Как ученые замораживали и хранили свиные почки

Исследователи применили метод витрификации: биологические ткани охлаждаются до состояния стекловидной массы, что предотвращает образование разрушительных кристаллов льда. Почки хранились при температуре -150 °C; одна из них находилась в таком состоянии 366 дней.

Процесс размораживания — еще одно критически важное препятствие. Если нагревать орган слишком медленно или неравномерно, внутри могут образоваться кристаллы льда или возникнуть трещины. Риски возрастают пропорционально размеру органа, поэтому переход от почек грызунов, с которыми исследователи экспериментировали ранее, к свиным почкам (сопоставимым с человеческими) оказался особенно трудной задачей.

Чтобы справиться с ней, ученые использовали специальный защитный раствор в сочетании с тщательно контролируемым охлаждением и методом «нанонагрева». В кровеносные сосуды почки вводятся наночастицы оксида железа, которые под воздействием радиочастотного поля начинают нагреваться, обеспечивая быстрый и равномерный прогрев органа изнутри.

Восемь витрифицированных и нагретых таким образом почек прошли лабораторное перфузионное тестирование, в ходе которого жидкость циркулирует через орган для оценки его функции. Три дополнительные почки были пересажены свиньям, и их работа оценивалась в течение двух часов.

Результаты эксперимента

В итоге в ходе лабораторных испытаний одна из почек полностью восстановила свои функции после года хранения. Три другие почки после трансплантации свиньям вновь начали пропускать через себя кровь и вырабатывать мочу.

Но чтобы определить, можно ли безопасно использовать этот подход у людей и как долго почки смогут функционировать после трансплантации, требуются дальнейшие исследования.

Тем не менее этот прорыв приближает научное сообщество к давней цели: создать систему, в которой органы будут ждать пациентов, а не наоборот. Увеличение срока хранения — с нескольких часов до месяцев или даже лет — даст специалистам по трансплантации больше времени на подбор подходящих донорских органов для людей.

«Увеличение срока хранения органов с нескольких часов до месяцев или лет изменит систему распределения органов, позволит нам лучше подбирать реципиентов, снизить процент отбраковки и в конечном итоге спасти тысячи жизней в списках ожидания по всему миру», — подчеркнул один из авторов исследования Эрик Фингер, хирург-трансплантолог и профессор хирургии Университета Миннесоты.