Καρδιά και άλλα όργανα στην κρυοσυντήρηση μέχρι τη μεταμόσχευση

Μία επαναστατική τεχνική ιατρικής νανοτεχνολογίας πέτυχε για πρώτη φορά την ταχεία και ομοιόμορφη επαναφορά της φυσιολογικής θερμοκρα...

Μία επαναστατική τεχνική ιατρικής νανοτεχνολογίας πέτυχε για πρώτη φορά την ταχεία και ομοιόμορφη επαναφορά της φυσιολογικής θερμοκρασίας μεγάλων ιστών της καρδιάς και άλλων οργάνων, που είχαν διατηρηθεί σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, χωρίς την πρόκληση της παραμικρής βλάβης στα αποψυχθέντα κύτταρα.

Στο παρελθόν, κάτι ανάλογο είχε επιτευχθεί μόνο σε πολύ μικρούς βιολογικούς ιστούς, ενώ τώρα κατέστη εφικτό και σε μεγάλους ιστούς, χάρη στον εμποτισμό τους με μαγνητικά νανοσωματίδια. Το νέο επίτευγμα θεωρείται σημαντικό, επειδή ανοίγει το δρόμο για τη μελλοντική κρυοσυντήρηση οργάνων και ιστών προς μεταμόσχευση επί μήνες ή χρόνια σε ειδικές «τράπεζες», πράγμα που θα σώσει πολλές ανθρώπινες ζωές, όπως ανακοίνωσαν επιστήμονες στις ΗΠΑ.

Πάνω από το 60% των καρδιών και των πνευμόνων που έχουν δωρηθεί και προορίζονται για μεταμόσχευση, πετιούνται κάθε χρόνο, επειδή οι ιστοί τους δεν μπορούν να διατηρηθούν στην ψύξη για περισσότερες από τέσσερις ώρες.

Έχει υπολογισθεί ότι αν μόνο τα μισά από αυτά τα όργανα που δεν χρησιμοποιούνται, μεταμοσχεύονταν με επιτυχία, οι λίστες αναμονής για αναζήτηση μοσχεύματος θα ήταν δυνατό να εξαλειφθούν μέσα σε δύο μόλις χρόνια.

Η μεγάλη πρόκληση είναι η εφαρμογή μεθόδων μακρόχρονης κρυοσυντήρησης όπως η υαλοποίηση που θα επέτρεπε να δημιουργηθούν τράπεζες βιολογικών ιστών και οργάνων προς μεταμόσχευση. Κάτι τέτοιο θα διευκόλυνε σημαντικά την αναζήτηση του κατάλληλου μοσχεύματος τη στιγμή που αυτό θα χρειαζόταν και παράλληλα θα μείωνε το ποσοστό απόρριψης των μοσχευμάτων από τον οργανισμό των ασθενών.

Δυστυχώς, παρόλο που εδώ και πολλά χρόνια υπάρχουν τεχνικές μακρόχρονης κρυοσυντήρησης, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την κρυοσυντήρηση κυττάρων του αίματος, ωαρίων, σπέρματος και εμβρύων σε θερμοκρασίες μείον 160 έως μείον 196 βαθμών Κελσίου, οι ιστοί -ιδίως οι πιο μεγάλοι με όγκο άνω του ενός χιλιοστόλιτρου- συχνά υφίστανται σοβαρή ζημιά, όταν επανέρχονται στην κανονική θερμοκρασία τους. Η νέα μέθοδος επιλύει ακριβώς αυτό το πρόβλημα, επιτρέποντας την ταχεία απόψυξη μεγάλων βιολογικών δειγμάτων (με όγκο έως 50 ml), χωρίς καμία βλάβη στους ευαίσθητους ιστούς.

Οι ερευνητές των πανεπιστημίων της Μινεσότα στη Μινεάπολις και του Κάρνεγκι Μέλον στο Πίτσμπεργκ, με επικεφαλής τον καθηγητή του Τμήματος Μηχανολόγων και Βιοϊατρικών Μηχανικών Τζον Μπίσκοφ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο αμερικανικό ιατρικό περιοδικό "Science Translational Medicine", ανέμιξαν νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου καλυμμένα με πυριτία, μέσα σε ένα διάλυμα στο οποίο τοποθετούνται τα κρυοσυντηρημένα δείγματα.

Με την εφαρμογή ενός μη επεμβατικού εξωτερικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, επιτυγχάνεται μία ταχύτατη και ομοιόμορφη άνοδος της θερμοκρασίας των βιολογικών ιστών, με ρυθμό 100 έως 200 βαθμών Κελσίου ανά λεπτό, δέκα έως 100 φορές ταχύτερα σε σχέση με τις προηγούμενες μεθόδους.

Μετά την επαναφορά της κανονικής θερμοκρασίας, κανένα βιολογικό δείγμα δεν εμφάνιζε ίχνη βλάβης, αντίθετα με άλλα δείγματα που αποψύχθηκαν πιο αργά με τη συμβατική μέθοδο. Επιπλέον, τα μαγνητικά νανοσωματίδια ήταν δυνατό να ξεπλυθούν με επιτυχία πλήρως μετά την απόψυξη.

Τα πειράματα κρυοσυντήρησης και απόψυξης με τη νέα τεχνική έγιναν σε τμήματα του ανθρωπίνου δέρματος, ιστό και βαλβίδες από καρδιά χοίρου, καθώς και αρτηρίες χοίρου. Η νέα μέθοδος νανο-θέρμανσης θα πρέπει πάντως να βελτιωθεί περαιτέρω για να εφαρμοσθεί σε ολόκληρα όργανα. Σύντομα θα αρχίσουν δοκιμές για την κρυοσυντήρηση οργάνων αρουραίων και κουνελιών, στη συνέχεια χοίρων και, τελικά, ανθρώπων.

Οι ερευνητές δεν απέκλεισαν μάλιστα ότι η ίδια τεχνική, εκτός από την κρυοσυντήρηση, θα μπορούσε να εφαρμοσθεί ως αντικαρκινική θεραπεία, για την έκθεση των καρκινικών κυττάρων σε καταστροφική θερμότητα. Και ασφαλώς η μέθοδός τους αναμένεται να προσελκύσει το ενδιαφέρον της βιομηχανίας κρυογονικής, που θέλει να συντηρήσει ολόκληρα κεφάλια ή σώματα νεκρών ανθρώπων.