Хранить не в холодильнике: как продлить жизнь органам вне тела
Прежде всего, это зависит от органа. На данный момент временное окно может составлять от четырех часов до полутора суток. Но когда-нибудь врачи надеются, что смогут поддерживать органы в течение нескольких недель. Сегодня донорский орган помещается в так называемое статическое холодильное хранилище, то есть в термос, наполненный льдом. Первоначальная идея сохранения трансплантата в холоде очень похожа на то, когда мы кладем продукты в холодильник. Только перед тем как поместить орган в хранилище, врачи сначала промывают его консервирующим раствором, чтобы защитить от повреждений, вызванных охлаждением.
При температуре человеческого тела в клетках идет постоянный обмен химических веществ, чтобы поддерживать низкие концентрации натрия и высокие концентрации калия. Холодные клетки не могут эффективно перекачивать этот коктейль. Химические вещества просачиваются через их мембраны, и со временем протекающие клетки набухают от избытка жидкости, получая серьезные повреждения. Наступает ишемия. Консервационные растворы помогают отсрочить этот процесс, контролируют уровень натрия и калия. Растворы также могут содержать питательные вещества и антиоксиданты для поддержания клеток и подавления воспалений.
При температуре от 0 до 4 градусов по Цельсию клеточный метаболизм падает примерно до 5% от его нормальной скорости, поэтому ткани сжигают свои запасы энергии намного медленнее и требуют меньше кислорода для поддержания активности. Охлаждение органа помогает отсрочить наступление ишемии и предотвращает накопление вредных метаболитов.
Среди самых популярных донорских органов сердце теряет жизнеспособность быстрее всего. В идеале его не следует помещать в холодильное хранилище более чем на 4−6 часов. На 4-часовой отметке функция сердечных клеток начинает нарушаться, и вероятность того, что орган у реципиента выйдет из строя, резко возрастает. Недостаточность донорского материала, известная как первичная дисфункция трансплантата, является наиболее опасным осложнением.
При этом почки могут оставаться жизнеспособными от 24 до 36 часов при хранении в холодильнике, дольше, чем любой из четырех других органов для трансплантации. Легкие могут оставаться жизнеспособными от 6 до 8 часов, а печень может ждать трансплантации около 12 часов. Несмотря на низкую технологичность, метод охлаждения льдом — простой и эффективный способ сохранения и транспортировки органов и широко используется с 1960-х годов. Но методика не лишена недостатков. Во‑первых, органы чертовски быстро теряют жизнеспособность, во‑вторых, у врачей нет возможности оценить качество трансплантата.
По сути, никакой объективный тест не может помочь медикам оценить качество органа «из холодильника». Однако, альтернатива холодному хранению есть, и она позволяет проверять органы перед их непосредственной трансплантацией, так и в процессе транспортировки. При перфузии извлеченный орган подключают к аппарату, который перекачивает богатую кислородом и питательными веществами жидкость через ткани трансплантата. По сути, перфузионный аппарат работает как сердце: когда донорский орган подключен к устройству, он перерабатывает энергию и производит отходы, его запасы сахара пополняются, а токсичные метаболиты выводятся из него.
Помещение органа в перфузионный аппарат может дать ткани шанс на восстановление. Кроме того, врачи могут проверить состояние органа, отслеживая уровень лактата, продукта клеточного метаболизма. Лактат — это грубый показатель перфузии, но это хоть что-то по сравнению с наблюдением за почти замороженным органом перед трансплантацией. В зависимости от органа врачи могут также оценить состояние ткани по другим параметрам, например по выработке желчи печенью.
Некоторые системы перфузии по‑прежнему требуют охлаждения органа при консервации. В течение последних двадцати лет несколько исследовательских групп поставили ряд экспериментов: они поддерживали орган в тепле и заливали ткани теплой кровью. При температуре от 20 до 33 градусов Цельсия изолированные органы функционируют так же, как и в человеческом теле. Системы холодной и теплой перфузии в настоящее время широко используются в Австралии и Великобритании, но большинство этих устройств все еще проходят клинические испытания.
В конце 2019 года в США была произведена первая в своем роде трансплантация сердца. Врачи из Медицинского центра Университета Дьюка в Дареме, что в Штатах, произвели пересадку сердца, функции тканей которого поддерживались методом теплой перфузии. Врачи утверждают, что использование системы в глобальных масштабах может увеличить пул доноров и количество трансплантаций на 30%.
Хотя донорский пул может расшириться, улучшится ли состояние органов? На данный момент еще слишком мало исследований в которых сравнивают классическое хранение в холодильнике с перфузией. Тем не менее, по данным Stat News, при классическом способе хранении и транспортировки донорскую печень врачи отклонили 32 раза, а печень, подключенную к перфузионному аппарату — 16 раз. Похожая статистика и с с трансплантатами легких. Как правило, легкие остаются подключенными к перфузионной системе в течение 4−6 часов, но экспериментальная работа с органами животных показывает, что подключенные к системе легкие могут оставаться жизнеспособными в течение 12−18, а может быть, даже 36 часов.
Жаль, но пока не все так гладко с инновационным хранением трансплантатов. На данный момент большинство донорских органов по‑прежнему отправляются своим получателям в холодильниках с тающим льдом. Зачем? Самым главным препятствием для перфузии является цена: стоимость перфузионной системы для одного органа составляет несколько десятков тысяч долларов, что явно превышает цену стандартного кулера. Да и отсутствие достаточного количества исследований пока что не позволяют активно внедрять перфузионные аппараты. Но главное — направление уже задано, прецедент есть.
