Вы здесь

Переохлаждение продлевает срок сохранности печени человека

Человеческая печень может храниться 27 часов вне тела при температуре + 4°C, с использованием улучшенного метода переохлаждения, описанного в статье, опубликованной 9 сентября 2019 г. в Nature Biotechnology.

Отсутствие технологии сохранения органов на срок, больше чем на несколько часов, является одной из основных причин острого дефицита донорских органов. Искать органы для трансплантации часто бывает сложно не только из-за нехватки доноров, но и из-за того, что органы быстро теряют жизнеспособность. Изолированную печень человека обычно хранят на холоде, при 4°C, в таком состоянии она выдерживает обычно 9 часов. За это время не всегда возможно перевезти орган из одной клиники в другую и подготовить реципиента к операции. Сегодня в США только 36 500 человек получают донорскую печень из 730 000 нуждающихся, находящихся в терминальной стадии.

Коллектив ученых из Нидерландов и США во главе с Рейнье де Фрис (Reinier de Vries) разработал методику, которая позволяет хранить изолированную печень гораздо дольше. Этот протокол может продлить жизнь органа вне тела в три раза дольше, на 27 часов. Действующий стандарт для поддержания гипотермии при температуре + 4°C сохраняет печень на 12 часов. Ранее Коркут Уйгун  (Korkut Uygun) и его коллеги показали, что охлажденное хранение печени крыс при температуре – 4°C может продлить срок их сохранности и жизнеспособности. Однако возможность распространения этого способа охлаждения на органы человека ограничена. 

а) печень во время охлаждающей фазы субнормотермической машинной перфузии.

В этом исследовании Рейнье де Фрис, Шеннон Тессье (Shannon Tessier), Коркут Уйгун и их коллеги описывают усовершенствованный метод охлаждения, который предотвращает гибель печени человека. Авторы смогли хранить печень при температуре – 4°C с переохлаждением, продлив срок службы органа до 27 часов.

Протокол подготовки и консервации печени состоит из трех этапов. Первым делом ученые ограничили контакт жидкости, которая предназначается для охлаждения печени, с воздухом. Это снижает риск образования кристаллов льда на поверхности органа. Затем их охладили по стандартной процедуре и доставили в лабораторию, это заняло 6 – 12 часов. 

А затем печень промыли криопротекторами. В криопротекторную смесь вошли глицерин, – его часто используют также при заморозке эмбрионов или половых клеток, а также 3-O-метил-D-глюкоза и трегаллоза, – углевод, с помощью которого личинки насекомых переживают экстремальные температуры. Постепенно увеличивая концентрацию криопротекторов и изменяя скорость перфузии, ученые охладили печени до −4 градусов. Это позволило раствору с новыми вязкими свойствами распределиться по всему органу равномерно.

В таком состоянии органы провели около 20 часов, прежде чем их начали размораживать, медленно подогревая, вымывая из них раствор с криопротекторами. Их вновь нагрели до 21 градуса, чтобы восстановить кровоток. А затем печень промыли.

b) печень, погруженная в бассейн холодильника во время переохлажденного хранения.

Ученые отработали этот протокол на пяти пробных донорских органах, которые по тем или иным причинам не подошли для трансплантации.

После полной разморозки исследователи проверили органы на жизнеспособность. Один из них перестал производить желчь еще до охлаждения, еще один  − в процессе, но остальные три сохранили эту способность. Кроме того, ученые подсчитали количество АТФ в клетках − признак того, что клетки питаются, дышат и получают энергию. Уровень АТФ, как и следовало ожидать, снизился при охлаждении, но вернулся к норме после разморозки. Органы в таких же количествах, как и до экспериментального охлаждения, потребляли кислород, а их сосуды сопротивлялись току жидкости. Чтобы смоделировать пересадку в новый организм, ученые промыли сосуды печени донорской кровью с иммунными клетками, но никаких признаков острого отторжения они не заметили. Жизнеспособность печени до и после переохлаждения оставалась неизменной, и переохлажденная печень была способна выдержать стресс, вызванный имитацией трансплантации.

с) Печень во время реперфузии.

Но прежде чем вводить этот метод в практику, его предстоит проверить на крупных животных, например, свиньях и воспроизвести полностью все этапы, от извлечения органа до пересадки.

В ходе опытов ученые использовали субнормотермическую машинную перфузию, метод, при котором непрерывно перекачиваются кислород и питательные вещества при температуре около 20°C через печень, чтобы восстановить органы после переохлаждения.

Улучшение сохранности органов и увеличение времени их сохранения окажут кардинальное влияние на текущую практику трансплантации органов. Машинная перфузия стала усовершенствованной технологией консервации для увеличения пула донорских органов, оценки жизнеспособности трансплантата и обеспечения его адекватного функционирования. Однако ее эффективность для длительного времени консервации ограничена. Консервация органов при минусовой температуре обещает значительно продлить время консервации, а последние достижения в криобиологии приближают ее к переводу в клиническую практику. Это позволило бы создать процесс консервации, совмещающий преимущества машинной перфузии с преимуществами переохлажденного сохранения, результатом которого в конечной цели станет обеспечение доступности донорских органов по первому требованию через банк органов.

Nature Biotechnology, 9 сентября 2019https://www.natureasia.com/en/research/highlight/13081 

Поделиться