Теперь в новом исследовании с использованием органов свиней его команда показала, что почки, по крайней мере, можно переохлаждать и хранить в устройстве в течение нескольких дней.

После согревания органы были успешно пересажены животным, и они, судя по всему, работают лучше, чем органы, хранившиеся на льду. Эта работа представляет собой «знаковое достижение», говорит Кевин Майер, президент и генеральный директор техасской организации по закупке органов LifeGift, который не участвовал в исследовании.

Пауэлл Палм надеется, что этот подход в конечном итоге поможет смягчить кризис нехватки органов. Сегодня только в США более 104 000 человек ждут пересадки почки.

По оценкам, в США каждый день умирают 17 человек в ожидании трансплантации. Отчасти это связано с нехваткой донорских почек, но также и с тем, что многие из доступных органов так и не доходят до реципиента.

В некоторые годы около трети донорских почек в конечном итоге выбрасываются, часто потому, что они слишком сильно деградируют к моменту прибытия к реципиенту. Почки можно хранить на льду около 24 часов или помещать в устройства, имитирующие условия тела, также на срок до 24 часов.

Майер говорит, что этого времени не всегда достаточно для поиска подходящего реципиента и транспортировки органа. Ученые по всему миру работают над способами более длительного хранения органов путем их охлаждения до еще более низких температур.

Охлаждение органа замедляет его метаболизм: чем сильнее охлаждение, тем больше эффект и тем дольше можно хранить орган. Мы уже давно умеем успешно криоконсервировать яйцеклетки, сперматозоиды и эмбрионы, но замораживать крупные органы гораздо сложнее.

Команды исследовали различные температуры и криопротекторы (химические вещества, которые по сути работают как антифриз), но пока никому не удавалось заморозить человеческие органы для трансплантации.

Будучи термодинамиком, Пауэлл Палм исследовал другой подход. Поддерживая постоянное давление при погружении органа, можно предотвратить образование льда при температурах чуть ниже 0 °C без использования криопротекторов, которые могут иметь побочные эффекты и требуют одобрения для использования при трансплантации людям.

Чтобы проверить эту теорию, Пауэлл Палм и его коллеги создали устройство, которое делает именно это. Само устройство представляет собой герметично закрытую камеру с прозрачной крышкой.

У ее основания находится прибор, который контролирует температуру органа и проверяет образование льда. Органы погружаются в раствор, который уже широко используется для их консервации при трансплантации.

«Я всегда описываю это как низкотехнологичную высокую науку», — говорит Пауэлл Палм. «Много работы было вложено в понимание кинетики в этой системе, но в конечном итоге все довольно просто».

Для проверки своего устройства Пауэлл Палм и его коллеги сначала извлекли почки у свиней. Органы промыли тем же общепринятым раствором для удаления крови, как это делается при трансплантации.

Затем команда держала некоторые почки на льду в течение двух или 24 часов, чтобы имитировать стандартные условия, используемые при трансплантации человеку. Они также поместили некоторые из извлеченных почек в свое устройство на 24, 48 или 72 часа.

Затем хранившиеся почки были пересажены обратно первоначальным свиньям-донорам. Вторая почка каждой свиньи была удалена в ходе той же процедуры, в результате чего у каждого животного осталась только та почка, которая хранилась и была реимплантирована.

После пересадки почек, переохлажденных в течение 24 часов, они немедленно начали производить мочу, что является ключевым признаком их работоспособности. Члены команды также измерили другие маркеры функции почек и обнаружили, что органы, судя по всему, работали нормально примерно через 10 дней после трансплантации.

Пауэлл Палм отмечает, что это медленнее, чем у почек, хранившихся на льду в течение двух часов, но намного быстрее, чем у почек, хранившихся на льду в течение 24 часов. Органы, которые находились в переохлажденном состоянии 48 и 72 часа, показали схожие результаты, говорит он.

«Даже через три дня — втрое превышая клинический стандарт — мы получаем восстановление, которое быстрее, чем золотой стандарт последних трех десятилетий», — говорит он. «Так что мы действительно очень воодушевлены этим».

«Это впечатляет», — говорит Хайди Йе, хирург по трансплантации в Детской больнице Mass General Brigham, которая также исследует технологии консервации органов. «Часто почки, хранившиеся 48 часов в других исследованиях, начинают работать только через неделю или две».

Переохлажденные органы, судя по всему, хорошо работают и в долгосрочной перспективе. За 30-дневный период свиньи выросли примерно на 30%, и почки росли вместе с ними, почти удвоившись в размерах, чтобы компенсировать как рост свиней, так и отсутствие второй почки.

Команда наблюдала за одной из свиней в течение 200 дней, прежде чем извлечь и проанализировать ее почку. Даже в тот момент орган выглядел здоровым, говорит Пауэлл Палм.

Он и его коллеги представили эти результаты на Американском конгрессе трансплантологов в Бостоне в прошлом месяце. Ранее в этом году исследователи из Канады показали, что они также могут охлаждать свиные почки до температур ниже нуля и пересаживать их свиньям.

Протокол этой команды включал использование криопротектора, а органы хранились до 48 часов перед трансплантацией свиньям. Эти органы выжили в течение недели.

Переохладив органы в течение 72 часов и показав, что они хорошо функционируют в течение 30 дней и более, Пауэлл Палм и его коллеги открыли новые горизонты. «Это первый раз, о котором сообщается за всю историю», — говорит он.

Майер из LifeGift говорит, что эти дополнительные часы могут решить все вопросы. Это достижение может дать врачам больше времени на оценку почек, подбор наиболее подходящих доноров и физическую доставку органов предполагаемым реципиентам вовремя.

Он добавляет, что это может сделать возможным международные пожертвования и открыть более дешевые варианты транспортировки. «Прямо сейчас при трансплантации почки предполагаемый лимит составляет от 18 до 24 часов», — говорит он.

«Если мы сможем дойти до 72 часов, это изменит все».

Пауэлл Палм и его коллеги считают, что они смогут пойти дальше 72 часов. В предварительных исследованиях органы, которые хранились до 120 часов, выглядели здоровыми, хотя эти органы еще не были пересажены.

И поскольку процесс не требует никаких криопротекторных химикатов, члены команды надеются на ускоренное одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), что позволит им протестировать устройство при трансплантации людям.

Устройство для хранения простое и компактное, поэтому Пауэлл Палм считает, что его будет легко транспортировать. По его словам, оно еще не прошло испытания для авиаперевозок, но его уже использовали для перевозки переохлажденных почек через США в багажнике Kia Sorento.

«С точки зрения стабильности мы рассматриваем это как еще более высокую планку», — говорит он.

Пауэлл Палм и его коллега Себастьян Гива планируют в ближайшие месяцы запустить компанию, посвященную разработке этой технологии, а также других протоколов, которые «останавливают биологическое время», говорит он.