Огромный шаг в трансплантологии: почку заморозили, «оживили» и успешно пересадили

Историческую операцию по пересадке размороженных донорских почек нескольким крысам провели специалисты из Университета Миннесоты. Это первая команда, которой удалось не только успешно заморозить органы, но и создать безопасную технологию их разморозки неповрежденными и жизнеспособными.

На протяжении десятилетий это оставалось непреодолимой проблемой для ученых по всему миру. Впервые почка, погруженная в жидкий азот при минус 150 градусах Цельсия, после наноподогрева смогла снова начать функционировать в теле животного, которому была пересажена.

На данный момент сотни людей, в том числе маленьких детей, в мире ожидают пересадки органов. Кто-то не доживает до трансплантации, важную роль играет время и фактор случайности/удачи – появится вовремя нужный орган в подходящем состоянии или нет. А если такой появляется, врачи и пациенты вынуждены спешить, чтобы провести операцию в предельно короткие сроки, пока орган остается живым вне человеческого тела. Исследователи активно ищут возможность сохранять органы в течение значительно большего времени, чтобы решить проблему дефицита и экстренности операций.

По словам экспертов, погружать в глубокую заморозку научились, однако было много неудачных попыток извлекать органы из этого состояния без повреждений и с ненарушенной функциональностью. В новом испытании команда исследователей сначала погрузила почку в состояние ледяного анабиоза в процессе витрификации (стеклования) — перехода жидкости в стеклообразное состояния, путем погружения в пары жидкого азота. А затем «перезапустили биологические часы» тканей, прогрев ее по своей уникальной технологии, прежде чем пересадить животному.

Всего 5 крыс получили такие размороженные почки. Результаты успешных испытаний, при которых млекопитающие выжили, а почки начали работать после метаболической остановки, были опубликованы в Nature Communications.

Как поясняют авторы, при заморозке в органы сначала вводят магнитные наночастицы и криозащитные химические вещества, которые работают как антифриз. Затем органы охлаждают, быстро понижая температуру на 24 градуса в минуту. Это помогает избежать появления ледяных кристаллов, разрушающих клетки тканей.

Команда признается, что они потратили годы на разработку технологии, которая позволяет нагревать замороженные ткани так быстро и равномерно, чтобы при обратном переходе также не образовывали кристаллы льда и орган не растрескивался из-за того, что температура его поверхности сильно отличается от температуры сердцевины. В итоге авторы изобрели наноподогрев: радиочастотная медная катушка создает магнитное поле, оно в свою очередь активирует наночастицы железа по всему органу одновременно – как в микроволновке, но еще более однородно.

Ученые также отметили, что почки все-таки не работали идеально, как свежие органы. Они начали вырабатывать мочу только спустя 45 минут, а не пару минут, как после стандартной операции. И в первые дни медленнее выводили креатинин и отходы. Но к 3 неделям они пришли в состояние нормы.

В ближайшие полгода запланировано начать испытания с более крупными органами, в том числе свиными. Ученые также заявили, что в течение года-двух готовы приступить к доработке и тестированию метода на человеческих органах. Клинические испытания потребуют 5 и более лет.

При успешном развитии области, в будущем у человечества могут появиться банки донорских органов, кожи, нервов, кровеносных сосудов, хрящей и стволовых клеток, которые годами будут храниться и ждать нуждающегося в трансплантации пациента. Однако, отмечают специалисты, если бы переход от масштаба крысы к более крупным животным был так прост, а модели животных были идеальными для человека, «мы бы давно победили рак».