Την τελευταία ημέρα του Μαρτίου, χειρουργοί στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης ξεκίνησαν μια επέμβαση ελπίζοντας να ανοίξουν νέο δρόμο στις μεταμοσχεύσεις νεφρών στους ανθρώπους. Όμως ο ασθενής που θα δεχόταν το μόσχευμα δεν ήταν άνθρωπος, αλλά ένας χοίρος, του οποίου του έλειπε το ένα νεφρό.
Ενώ τα νεφρά πρέπει συνήθως να μεταμοσχευθούν εντός 24 έως 36 ωρών μετά τη λήψη τους από τον δότη, το νεφρό που εισήχθη στο γουρούνι είχε αφαιρεθεί 10 ημέρες πριν, είχε καταψυχθεί και στη συνέχεια είχε αποψυχθεί νωρίς εκείνο το πρωί.
Υπάρχει μια σοβαρή και συνεχής έλλειψη νεφρών για μεταμοσχεύσεις, με περισσότερα από 92.000 άτομα να βρίσκονται σε λίστες αναμονής στις ΗΠΑ. Ένας λόγος είναι ότι το χρονικό παράθυρο των 24 έως 36 ωρών είναι τόσο σύντομο που περιορίζει την ανεύρεση των κατάλληλων δεκτών. Το ιδανικό θα ήταν να υπάρχει μια τράπεζα κατεψυγμένων οργάνων, έτσι ώστε μια μεταμόσχευση να μοιάζει σαν μια προγραμματισμένη επέμβαση ρουτίνας.
Παλιότερες προσπάθειες ερευνητών να παγώσουν όργανα ματαιώθηκαν σε κάθε βήμα. Σε πολλές περιπτώσεις σχηματίζονταν κρύσταλλοι πάγου που κατέστρεφαν τα όργανα, ενώ σε άλλες η κρυοπροστατευτική ουσία ήταν τόσο τοξική που τα σκότωνε. Κάποιες φορές το παγωμένο όργανο γινόταν τόσο εύθραυστο που έσπαγε. Σε μερικές περιπτώσεις, ακόμη και όταν η κατάψυξη φαινόταν να πηγαίνει καλά, υπήρχε το πρόβλημα της απόψυξης του οργάνου. Ενώ η κατάψυξη έπρεπε να γίνει αργά για να αποφευχθεί η ζημιά από τον πάγο, η επαναθέρμανση θα έπρεπε να γίνει κατά 10 έως 100 φορές πιο γρήγορα από τη διαδικασία ψύξης.
Τελικά, οι ερευνητές συνδυάζοντας τις μεθόδους τους κατάφεραν τελικά να καταψύχουν, να ξεπαγώνουν και να μεταμοσχεύουν με επιτυχία νεφρά αρουραίων. Αλλά τα μεγαλύτερα ζώα εισήγαγαν νέα προβλήματα. Καθώς αυξανόταν το μέγεθος του οργάνου, τα κρυοπροστατευτικά που λειτουργούσαν στα μικροσκοπικά όργανα των αρουραίων, δεν ήταν πλέον επαρκή.
Μια διαφορετική προσέγγιση…
Στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης, η Shannon Tessier, μια μεταδιδακτορική υπότροφος στο εργαστήριο του Dr. Uygun, αναπληρωτή καθηγητή χειρουργικής στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, πριν από μερικά χρόνια, μελετούσε καναδικούς ξυλοβάτραχους. Εκεί διαπίστωσε πως όταν ο καιρός γίνεται κρύος, ο μεταβολισμός του βατράχου, του οποίου ο οργανισμός γενικά θεωρείται πολύ εύθραυστος, αλλάζει, επιτρέποντάς του να παγώσει μόνος του. Έτσι, όλες οι κυτταρικές διεργασίες του σταματούν, μαζί και η καρδιά του και εκείνος είναι ουσιαστικά νεκρός.
Η ερευνήτρια αναρωτήθηκε αν μπορεί να μεταφερθεί αυτή η διαδικασία σε ανθρώπινα όργανα, γεγονός που την οδήγησε στο να διερευνήσει τον τρόπο με τον οποίο ο βάτραχος αυτοκαταψύχεται.
Ανακάλυψε λοιπόν, πως λίγο πριν πέσει σε χειμερία νάρκη, ο βάτραχος αρχίζει να παράγει μεγάλες ποσότητες γλυκόζης. Η γλυκόζη συσσωρεύεται μέσα στα κύτταρα, μειώνοντας το σημείο πήξης του νερού και εμποδίζοντας έτσι τον σχηματισμό πάγου.
«Αλλά ο βάτραχος είναι αμφίβιο. Θα λειτουργούσε κάτι τέτοιο σε ένα θερμόαιμο θηλαστικό ή στα όργανά του;» αναρωτήθηκε ξανά η επιστήμονας.
Αποδείχθηκε ότι λειτουργεί! Ένα θηλαστικό, ο αρκτικός σκίουρος, υπερψύχεται όταν πέφτει η θερμοκρασία, χρησιμοποιώντας μια παρόμοια μέθοδο. Τα κύτταρά του φτάνουν σε θερμοκρασία κάτω από το σημείο πήξης του νερού, αλλά όχι σε τόσο χαμηλή για να σχηματιστεί πάγος. Ο μεταβολισμός του επιβραδύνεται τόσο πολύ που δεν χρειάζεται ούτε καν να φάει.
Η ερευνητική ομάδα στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης, ξεκίνησε με συκώτια αρουραίων, προσπαθώντας να μιμηθεί αυτή τη διαδικασία. Οι επιστήμονες αποφάσισαν να δουλέψουν με όργανα που αφαιρέθηκαν πρόσφατα, αλλά που ήταν ακόμα ζωντανά, χρησιμοποιώντας την ίδια διαδικασία με τον ξυλοβάτραχο, ψύχοντάς τα αρκετά για να σταματήσουν τις μεταβολικές διεργασίες, αλλά όχι τόσο ώστε να διακινδυνεύσουν τον σχηματισμό μεγάλων κρυστάλλων πάγου.
Ξεκίνησαν με την έγχυση στα όργανα μιας τεχνητής γλυκόζης που δεν μπορεί να μεταβολιστεί. Το σάκχαρο συσσωρεύεται στα κύτταρα, αλλά επειδή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί, τα κύτταρα εισέρχονται σε μια καταστολή, με τις μεταβολικές τους διεργασίες να σταματούν. Ταυτόχρονα, οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα αραιωμένο αντιψυκτικό, την προπυλενογλυκόλη, η οποία αντικαθιστά το νερό που παραμένει στα κύτταρα, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό λίγου πάγου.
Το διάλυμα αποθήκευσης των οργάνων ήταν ένα μείγμα αραιής προπυλενογλυκόλης και τεχνητής ζάχαρης, συν το Snomax, που είναι η ουσία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τεχνητού χιονιού στις πίστες του σκι. Το Snomax δημιουργεί μικροσκοπικούς ομοιόμορφους κρυστάλλους πάγου, διασφαλίζοντας ότι ο πάγος δεν προκαλεί ζημιά.
Για να ξεπαγώσει τα όργανα, η ομάδα αντέστρεψε τη διαδικασία, βάζοντας τα συκώτια σε ένα ζεστό διάλυμα που περιέχει προπυλενογλυκόλη και τεχνητή γλυκόζη και αραιώνοντας σταδιακά τις χημικές ουσίες μέχρι να εξαφανιστούν.
Χρειάστηκαν περίπου πέντε χρόνια δοκιμής και λάθους για να γίνει σωστή η διαδικασία, είπαν οι ερευνητές. Το επόμενο βήμα ήταν να προχωρήσουν σε μεγαλύτερα είδη θηλαστικών.
Η ομάδα δοκίμασε τη μέθοδο, καταψύχοντας και ξεπαγώνοντας 30 νεφρά χοίρου, διασφαλίζοντας ότι τα όργανα παρέμειναν υγιή μετά τη διαδικασία κατάψυξης. Εκεί έμαθαν ότι μπορούσαν να κρατήσουν τα νεφρά παγωμένα για έως και ένα μήνα χωρίς εμφανείς βλάβες.
«Θα λειτουργούσε όμως ένας προηγουμένως κατεψυγμένος νεφρός εάν μεταμοσχευόταν σε χοίρο;», ήταν το επόμενο ερώτημα.
Στην επέμβαση του περασμένου Μαρτίου, το νεφρό είχε παραμείνει παγωμένο για 10 ημέρες και επρόκειτο να μεταμοσχευθεί ξανά στο γουρούνι από το οποίο είχε αφαιρεθεί. Στις 3 τα ξημερώματα η ομάδα άρχισε να ξεπαγώνει το νεφρό, μια διαδικασία που κράτησε δύο ώρες. Στις 09:00 οι Alban Longchamp και Tatsuo Kawai, χειρουργοί μεταμοσχεύσεων στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης, άνοιξαν την κοιλιά του χοίρου και προετοίμασαν το ζώο για την επέμβαση. Στις 10:30 έραψαν το νεφρό. Το υπόλευκο γκρίζο όργανο έγινε γρήγορα ροζ καθώς ξεκίνησε να ρέει το αίμα μέσα του. Οι χειρουργοί έκλεισαν τον χοίρο, αφού πρώτα παρακολούθησαν πώς το μεταμοσχευμένο νεφρό είχε αρχίσει να παράγει ούρα.
* Το θέμα εμφανίστηκε πρώτα στους The New York Times
