Când vine vorba de o intervenție chirurgicală cu transplant de organe, medicii se întrec cu ceasul - iar timpul nu este de partea lor.
O echipă de clinicieni trebuie să îndepărteze mai întâi organul de la donatorul său, seturi de mâini înmănușate care se coordonează pentru a despica țesutul din corp. Medicii pregătesc apoi organul recoltat pentru a fi transportat la destinatarul său, care poate fi la câteva ore cu avionul. Odată ce organul ajunge la destinație, operația de transplant poate începe în sfârșit; din nou, chirurgii trebuie să lucreze rapid pentru a asigura atât siguranța pacientului, cât și viabilitatea organului.
Această descriere poate face ca operația de transplant de organe să sune ca o dramă TV, personalul medical scurgând pe coridoarele spitalului care transporta răcitoare la pachet cu părți ale corpului. Dar tot ce se grăbește ridică o întrebare care este mult mai importantă decât o emisiune TV: Cât poate dura un organ în afara corpului și să rămână apt pentru transplant?
Depinde de organ. Deocamdată, fereastra de timp poate fi între 4 și 36 de ore. Dar într-o zi, medicii speră să poată întreține organele săptămâni întregi.
Organe pe gheață
În 2018, peste 36.500 de transplanturi de organe au avut loc doar în S.U.A., potrivit Rețelei Unite pentru Partajarea Organelor (UNOS). De departe, rinichii au fost cel mai frecvent organ transplantat, cu peste 21.000 de transplanturi au avut loc anul trecut. Următoarele organe transplantate cel mai frecvent au fost ficatul, inima și plămânii, în acea ordine, urmate de transplant de pancreas, intestin și multiorgan.
Majoritatea organelor sunt plasate în „depozitare la rece statică” după ce au fost recoltate, ceea ce înseamnă că organul este depus într-un răcor plin de gheață, potrivit unui raport din 2019 în Journal of International Medical Research.
„Ideea originală pentru conservarea la rece este foarte asemănătoare când ne punem mâncarea în frigider”, a spus dr. Mingyao Liu, directorul Institutului de Științe Medicale și profesor de chirurgie, medicină și fiziologie la Universitatea din Toronto.
Înainte de a plasa un organ în depozit la rece, medicii au spălat mai întâi țesutul cu o „soluție de conservare” pentru a proteja organul de daunele cauzate de frigul extrem, a declarat Liu pentru Live Science.
La temperatura corpului, celulele pompează substanțe chimice în și din membranele lor pentru a menține concentrații scăzute de sodiu și concentrații mari de potasiu în interiorul celulei. Dar celulele care sunt reci nu pot pompa eficient. Produsele chimice se scurg prin membranele lor și, în timp, celulele scurgeri se umflă cu exces de lichid, suferind pagube grave. Soluțiile de conservare ajută la întârzierea acestor daune, prin menținerea nivelului de sodiu și potasiu. Aceste soluții pot conține, de asemenea, nutrienți și antioxidanți pentru a susține celulele și inflamația subsecventă, a spus Liu. În combinație cu gheața și un răcor, soluțiile de conservare pot menține organele viabile ore întregi după recoltare.
La temperaturi cuprinse între 32 și 39 de grade Fahrenheit (0 și 4 grade Celsius), metabolismul celular scade la aproximativ 5% din rata normală, astfel încât țesuturile ard prin depozitele lor de energie mult mai lent și necesită mai puțin oxigen pentru a-și susține activitatea. Din această cauză, răcirea unui organ ajută la întârzierea apariției ischemiei, o afecțiune în care țesutul devine deteriorat sau disfuncțional din cauza lipsei de oxigen.
Punerea unui organ pe gheață întinde de asemenea stocurile de energie limitate ale celulelor sale, împiedicând acumularea metaboliților nocivi și descompunerea țesuturilor organului, potrivit unui raport din 2018 în Jurnalul Yale de Biologie și Medicină.
Printre organele transplantate în mod obișnuit, inimile își pierd viabilitatea cel mai rapid atunci când sunt depozitate într-un sistem de răcire, a spus dr. Brian Lima, directorul chirurgiei de transplant de inimă al Spitalului Universitar North Shore din Manhasset, New York. În mod ideal, o inimă nu ar trebui să fie plasată în frigider static mai mult de 4 până la 6 ore, a spus el. La 4 ore, funcția celulelor cardiace începe să eșueze și probabilitatea ca organul să funcționeze defectuos la destinatarul său crește dramatic. Insuficiența organului de transplant, cunoscută sub numele de disfuncția primară a grefei, este „cea mai temută complicație” asociată cu transplanturile de organe solide, a spus Lima.
"Inima ... este cea mai sensibilă la lipsa fluxului de sânge", a spus Lima. „Rinichii, pe de altă parte, sunt foarte rezistenți”. Rinichii recoltați pot rămâne viabili timp de 24 până la 36 de ore la păstrare la rece, mai mult decât oricare dintre celelalte patru organe de transplant. Plămânii pot rămâne viabili timp de 6 până la 8 ore, a spus Lima, iar ficatul poate rămâne la rece timp de aproximativ 12 ore, potrivit Dr. James Markmann, șeful Diviziei de Transplant de la Spitalul General Massachusetts din Boston.
O metodă alternativă
Deși tehnologie scăzută, metoda frigorifică „oferă o modalitate simplă și eficientă de a păstra și transporta organele” și a fost utilizată pe scară largă încă din anii ’60, conform raportului din 2018 al Liu. Dar tehnica nu este lipsită de dezavantajele ei. Nu numai că organele în stare frigorifică pierd viabilitatea în câteva ore, dar, de asemenea, medicii nu au cum să evalueze calitatea organelor răcite, a spus Liu.
Practic, niciun test obiectiv nu poate spune clinicienilor dacă un organ este încă funcțional atunci când organul în cauză se află într-un răcor frigorific, metabolismul celular al acestuia decurgându-se în mișcare lentă. Cu toate acestea, o alternativă la depozitarea la rece permite medicilor să verifice organele înainte de a fi transplantate, iar această opțiune poate deveni în curând mai obișnuită, au spus specialiștii Live Science.
Această metodă de conservare alternativă, cunoscută sub denumirea de perfuzie, implică legarea unui organ recoltat la o mașină care pompează lichidul bogat în oxigen și nutrienți prin țesuturile organului, așa cum ar face inima în organism, potrivit raportului din 2018 al jurnalului Yale . În timp ce este conectat la mașină, pe măsură ce organul metabolizează energia și produce deșeuri, depozitele sale de zahăr sunt reumplute și metaboliții toxici eliminați.
Înainte ca chirurgii să recolteze un organ, inima donatorului încetează să mai pompeze sânge oxigenat pe țesut pentru o perioadă de timp, ceea ce provoacă pagube. Plasarea unui organ într-o mașină de perfuzie poate oferi țesutului o șansă să se recupereze, a spus Markmann. În plus, clinicienii pot face check-in pe organ prin monitorizarea nivelurilor de metabolit lactat care circulă în sistem, a spus el. Celulele folosesc lactatul în timpul funcțiilor metabolice normale, așa că "dacă organul funcționează bine, lactatul trebuie curățat" în timp, a spus Markmann.
"Lactatul este, în cel mai bun caz, o măsură metabolică crudă de perfuzie prin corp", dar totuși servește ca o măsură superioară în comparație cu ochiul cu un organ aproape înghețat înainte de transplant, a adăugat Lima. În funcție de organ, medicii pot evalua, de asemenea, starea de sănătate a țesutului prin alte măsurători, precum producția de bilă de către ficat.
Perfuzia ar putea menține organele sănătoase mai mult timp?
Unele sisteme de perfuzie mai necesită răcirea organului ca parte a procesului de conservare, dar în ultimii 20 de ani, mai multe grupuri de cercetare au optat pentru menținerea organului cald și pentru inundarea țesuturilor cu sânge cald. La temperaturi între 68 și 92 F (20 și 33 C), organele izolate funcționează la fel ca și în corpul uman. Atât sistemele de perfuzie la rece, cât și la cald sunt acum utilizate pe scară largă în Australia și în U.K., dar majoritatea acestor dispozitive rămân în studiile clinice din S.U.A.
Cu toate acestea, un sistem de perfuzie din Statele Unite a făcut titluri în decembrie, ca parte a unui prim transplant de inimă. Medicii de la Duke University Medical Center din Durham, Carolina de Nord, au îndepărtat inima unui pacient după ce a încetat să mai bată; apoi au „reanimat” în esență organul folosind un sistem de perfuzie caldă, a raportat CNN. În mod obișnuit, inimile sunt îndepărtate de la donatorii morți de creier înainte ca organul să înceteze să mai bată, pentru a evita daune extinse din ischemie. Medicii anterior au „reanimat” inimile pediatrice din Statele Unite, dar nu au folosit niciodată sistemul pe un organ pentru adulți. În țările care au folosit sistemul de ani buni, fondul de donatori de inimi acceptabile s-a extins cu aproximativ 30% până la 40%, a spus Lima.
„Dacă asta se traduce în Statele Unite, vorbim despre numere mari, mari”, a adăugat el.
Dr. Jacob Schroder, un profesor asistent de chirurgie la Universitatea Duke și unul dintre chirurgii care au ajutat la efectuarea unui transplant de inimă reper, a spus CNN că folosirea sistemului la nivel național ar putea „crește fondul donatorilor și numărul de transplanturi cu 30%”.
Deși fondul donatorilor se poate extinde, starea organelor s-ar îmbunătăți? Deocamdată, puține studii au comparat direct depozitarea mai rece cu perfuzia, dar anecdotic, în general, organele perfuzate par a fi mai bune.
De exemplu, într-un proces care a comparat un sistem de perfuzie hepatică cu un depozit frigorific standard, medicii au respins doar 16 ficaturi perfuzate, comparativ cu 32 provenite de la răcitoare, iar organele perfuzate păreau mai puțin deteriorate, potrivit Stat News. Liu a spus că a observat tendințe similare în activitatea sa proprie cu transplanturi pulmonare. Liu și colegii săi au dezvoltat un „sistem de perfuzie ex vivo” pentru plămâni; înainte de introducerea sa, mai puțin de 20% din plămânii donator au fost transplantați cu succes la spitalul universității sale. Acum, programul și-a extins activitatea cu 70%, „cu rezultate excelente”, potrivit unui raport din 2018.
De obicei, plămânii rămân legați de sistemul de perfuzie timp de 4 până la 6 ore, dar munca experimentală cu organe animale sugerează că plămânii perfuzi ar putea rămâne viabili timp de 12 până la 18, și poate chiar până la 36 de ore, a spus Liu. El a adăugat că, într-o zi, un organ ar putea fi perfuzat săptămâni întregi. Cu cât organele pot fi lăsate mai mult în sistem, cu atât mai mult timp clinicienii vor trebui să repare țesutul deteriorat. Liu și colegii săi investighează acum cum inflamația și moartea celulelor pot fi inhibate în plămânii perfuzați. Dar, în viitor, poate organele ar putea fi tratate cu terapie cu gene sau celule stem, în timp ce sunt agățate la o mașină de perfuzie, a spus el.
Deocamdată, însă, majoritatea organelor donate încă călătoresc către destinatarii lor cuibărită în răcitoare de gheață topită. De ce?
"Sincer, sinistrul este costul", a spus Lima. Un sistem de perfuzie pentru un singur organ poate costa câteva mii de dolari, ceea ce depășește în mod evident prețul unui cooler standard, a spus el. Deoarece puține studii au comparat perfuzia cu depozitarea frigorifică standard, nu există „date care cutremură pământul” care ar putea convinge spitalele să facă trecerea la nivel național.
Dar, având în vedere succesul recent al transplantului de inimă Ducele, Lima a spus că perfuzia poate deveni în curând standardul de îngrijire.
