Швейцарські вчені розробили систему, яка дозволяє зберігати ізольовану печінку протягом тижня. При цьому печінка зберігає свої базові функції і не руйнується. Щоб досягти цього ефекту, дослідникам довелося акуратно підібрати склад крові для промивання, а також імітувати роботу підшлункової залози, печінки та діафрагми. Метод перевірили не тільки на свинячих органах, а й на десяти людських, шість з яких успішно перенесли процедуру. Роботу опубліковано в журналі.
В області зберігання ізольованих органів зараз змагаються два підходи. Один пропонує підтримувати печінку при природній температурі тіла, постійно промиваючи її розчином, аналогічним крові за властивостями і складом (цей процес називають перфузією). Другий же заснований на охолодженні до температури близько нуля градусів або нижче, що має зупинити процеси розпаду всередині органу і забезпечити його збереження.
Досі пальма першості була у другого підходу. Поки нормотермічний метод дозволяє зберігати орган в середньому близько 9 годин, за допомогою суперохлаждения вчені нещодавно домоглися виживання печінки навіть через 24-40 годин. Однак цього часу все одно може не вистачити для того, щоб підготувати майбутнього господаря печінки до операції. Крім того, для того, щоб радикально охолодити печінку, її доводиться просочувати кріопротекторними речовинами, які теоретично можуть вплинути на її роботу.
Тому група вчених під керівництвом П'єра-Альона Клавьєна (Pierre-Alain Clavien) з Університетської лікарні Цюріха вирішила дати шанс першому, нормотермічному методу. У рамках проекту Liver4Life дослідники сконструювали вдосконалену систему перфузії. До ізольованого органу підходять дві кровоносні судини: печінкова артерія (кров в якій збагачена киснем) і портальна вена (яка приносить речовини, що надійшли в кров в кишечнику). В обох судинах прилад контролює тиск, рівень насиченості киснем, концентрацію глюкози та інших поживних речовин, клітинний склад крові.
Прилад також імітує активність підшлункової залози, виділяючи в штучну кров інсулін і глюкагон, які повинні впливати на обмін глюкози в клітинах печінки. Крім того, прилад володіє деякими функціями нирок: кров постійно проходить діаліз, підтримуючи постійний осмотичний тиск і очищаючись від продуктів обміну. Нарешті, в деякому роді прилад імітував і діафрагму: ізольована печінка рухалася так само, як вона це робить в організмі людини при кожному вдиху і видиху, чим сприяє кровопостачанню тканини.
Перш ніж перейти до експериментів на людях, дослідники перевірили свою систему перфузії на 70 органах свиней. Вони підтвердили, що печінка здатна протриматися в ізольованому вигляді близько тижня і при цьому не втрачає своїх функцій. В експерименті печінки запасали глюкозу у вигляді глікогену, виділяли жовч і не руйнувалися (судячи з гістологічних зрізів і маркерів запалення).
Три з тестових органів вчені підсадили назад в організм свиней. Етичні норми дозволили їм поспостерігати виживаність печінки тільки протягом трьох годин, оскільки після цього закінчувалася дія анестезії, а експерименти з виживання тварин без анестезії заборонені місцевою організацією із захисту тварин. Проте за три години після операції ті органи, які зберігалися ізольованими тиждень, виділили стільки ж маркерів запалення, скільки і печінки короткострокового зберігання. Так вчені підтвердили, що ніяких додаткових пошкоджень в результаті тижня життя поза тілом в органах не виникло.
Нарешті, дослідники змогли перейти до експериментів на людських органах. Вони використовували десять органів, які були з різних причин непридатні для трансплантації. Для них використовували ту ж систему перфузії, правда, довелося підкоригувати склад штучної крові, щоб вона стала схожа на людську. Шість з десяти органів виявилися життєздатними: протягом тижня перебування в ізоляції в них спочатку зросла, але потім знизилася кількість провоспальних маркерів і гнучких клітин. Вони продовжували накопичувати глікоген, поглинати кисень, виробляти жовч і білки крові, наприклад, альбумін, а також чистити кров від молочної кислоти та азотистих продуктів обміну.
Автори роботи вважають, що різниця у виживаності донорських органів може бути пов'язана з тим, що вони спочатку були не цілком здорові - інакше їх схвалили б для трансплантації. Тим не менш, дослідники розраховують, що їх метод можна буде одного разу використовувати для «реанімації» таких органів: за тиждень, який відводиться на зберігання, їх теоретично можна «підлікувати» і дорости до більш функціонального стану.
Раніше ми вже розповідали про те, як можна підтримувати мозок свині в живому стані протягом чотирьох годин після смерті, чому чутки про «пожвавлення мозку миші» передчасні і що заважає вченим заморожувати і воскрешати людей - в тексті «Холодний, як лимонад».