Технология трансплантации

Interfax-Russia.ru – Российские ученые разработали метод длительного хранения донорских органов и предложили по-новому организовать систему трансплантации в стране.

© РИА Новости. Григорий Сысоев

Несмотря на развитие технологий, во всем мире до сих пор существует проблема нехватки донорских органов. Сейчас очереди на пересадку печени или почек в несколько раз превышают число проводимых операций. Причем, проблема в основном сводится к тому, что подходящий орган часто просто не успевают доставить пациенту – слишком мало времени он хранится.

Решением занялась группа российских ученых Института биофизики клетки Российской академии наук (ИБК РАН) под эгидой Фонда перспективных исследований (ФПИ) – они уже завершают создание технологии пролонгации хранения донорских органов.

3 способа выжить

По словам руководителя проектной группы ФПИ, профессора Анатолия Ковтуна, ученые хотят существенно продлить сроки хранения донорских органов и одновременно повысить их сохранность, что увеличит шансы на приживаемость.

"Лаборатория Фонда разрабатывает технологии, которые позволят заморозить или охладить орган, сохранив его функциональную состоятельность. Существующие нормативы для хранения сердца составляют 4-6 часов с момента извлечения у донора. Накануне мы проводили на животных эксперимент, где смогли этот срок увеличить до 24 часов, охладив ткани до +4 градусов Цельсия", – рассказал "Интерфаксу" ученый.

По его словам, если подобная технология будет внедрена, можно будет сократить очереди на пересадку.

"Разработав технологию длительного хранения материалов для трансплантации, мы сначала решим проблему очередей на пересадку, а в будущем по мере развития технологий получения искусственных органов можно будет поднимать вопрос о создании банков органов и тканей. Это суть проекта", – уточнил Ковтун.

По правилам донорский орган должен храниться в специальном консервирующем растворе. Сердце в этой жидкости может храниться не более 4-6 часов, печень – 12-15 часов, почка – 16 часов, максимум до 24-30 часов.

Как пояснил глава совместной лаборатории ФПИ и ИБК РАН Евгений Фесенко, время хранения извлеченных органов фактически не позволяет транспортировать их на большие расстояния.

"Самая острая проблема стоит с сердцем, так как малые сроки хранения фактически не позволяют его транспортировать, сюда еще надо добавить время на саму операцию", - пояснил "Интерфаксу" Фесенко.

Сейчас ученые работают над тем, чтобы как минимум увеличить сроки гипотермического хранения при +4 градусах Цельсия. Как максимум – научиться замораживать органы для хранения в течение нескольких месяцев.

"Тогда уже можно будет перейти к созданию криобанков. По этим двум направлениям велась наша работа по проекту", – отмечает ученый.

По его словам, им уже удалось заставить работать сердце крысы, которое до этого было заморожено в течение суток. Сейчас ученые проводят аналогичные эксперименты с органами крупных животных.

"Рассчитываем, что это направление выльется в проект медицинского внедрения новой полноценной технологии", - отметил он.

Проект ФПИ по разработке метода длительного хранения изъятых для трансплантации органов был рассчитан на три года, в августе 2018 года он должен быть сдан.

"По предварительным данным, поставленные задачи выполнены", - подчеркнул Ковтун.

Существует еще один способ хранения донорских органов – так называемая аппаратная перфузия, когда изъятый законсервированный орган подключают к приборам и имитируют его работу.

"Это так называемая аппаратная перфузия, когда орган изымают, консервируют, а затем помещают в специальный аппарат, который через сосудистое русло органа обеспечивает ток консервирующего раствора либо теплой донорской крови. Это обеспечивает более длительное время хранения и способствует восстановлению функции органа", - пояснил "Интерфаксу" руководитель Координационного центра органного донорства ФМБА России Константин Губарев.

Успешный запуск сердца после суток, проведенных при температуре +4 градуса по Цельсию, говорит о перспективности данного направления. Дальше должна начаться научно-исследовательская работа, которая определит максимальную длительность сохранения функциональности органов, оценит возможность транспортировки других органов, используемых при пересадке. Необходимо также разработать аппаратную часть, где все процессы консервации будут автоматизированы.

"По итогам дальнейшей работы, которую мы хотели бы проводить совместно с ФМБА и Минздравом, стоит задача довести новый способ до практического применения на человеке. Мы полагаем, что его можно будет внедрить в течение примерно 5-6 лет", - отмечает Фесенко.

Еще один способ сохранения донорских органов – заморозка (криоконсервация). Теоретически такой способ позволит хранить органы месяцами. Однако существует ряд сложностей: замораживать ткани нужно особым способом с использованием жидкого азота. Процесс разморозки также весьма трудоемкий.

"Мы показали восстановление сердца лягушки после длительной, многодневной заморозки длительностью до 45 суток. Мы смогли получить восстановление функции сокращения сердечной мышцы после криоконсервации при температуре жидкого азота, составляющей минус 196 градусов Цельсия", - рассказал Фесенко.

В дальнейшем ученые планируют перейти от опытов на лягушках к опытам на крысах, затем на свиньях и, если все этапы завершатся успешно, испытаниям подвергнутся человеческие органы.

Главная сложность способа состоит в том, что при обычной заморозке из-за резкой потери воды или повреждения кристалликами льда начинают погибать клетки, такой орган нельзя пересадить. Проблему можно решить так называемым стеклованием (витрификацией). Этот подход позволяет замораживать объект без образования кристаллов, так как молекулы воды превращаются в "стекло".

"Если мы очень сильно повысим вязкость раствора или внутриклеточного содержимого, то по достижении некоего порога, молекулы потеряют подвижность и застынут в своем исходном виде без перестройки в кристаллическую решетку", - поясняет Фесенко.

Однако для загущения раствора необходимо использовать очень высокие концентрации химических агентов, губительных для клеток. В ФПИ разработали технологию, где химии на 20-30% меньше, чем обычно требуется для стеклования, и смогли заморозить сердце лягушки, которое заработало через полтора месяца после процедуры.

Еще одной проблемой, которую решают ученые, является равномерность заморозки – этого особенно сложно добиться в случае с объемным органом, тем же сердцем. Есть свои особенности и при разморозке органов: например, после стеклования скорость размораживания должна быть выше скорости замораживания для избежания образования кристаллов.

Будущее в банке

По словам Евгения Фесенко, первые криобанки донорских органов могут появиться, в лучшем случае, через 15 лет. Но и это если верить очень оптимистичным прогнозам.

"Если удастся замораживать крупные органы с восстановлением функциональной активности, сроки хранения таких органов при температуре жидкого азота могут исчисляться месяцами", - отмечает ученый.

В свою очередь доктор Губарев считает, что сначала необходимо ликвидировать очереди на пересадку.

"Смысл банка органов появляется при возникновении излишков, которые могут ждать реципиентов. Сейчас все наоборот: на любой появляющийся орган уже есть большая очередь пациентов, поэтому он сразу же отправляется на пересадку", - поясняет Константин Губарев.

Важный аспект решения проблемы с трансплантацией органов - логистика самого процесса. Сегодня в стране слишком мало мест, где человек может получить новый орган. По словам Евгения Фесенко, в России 90% трансплантаций сердца проводится в Москве и Санкт-Петербурге.

"У нас происходит потеря донорского ресурса из-за того, что органы невозможно доставить вовремя", - констатирует он.

Один из вариантов решения проблемы - создание в каждом крупном центре отделений трансплантации, но этот процесс не поможет полностью решить проблему.

Как пояснил хирург отделения по координации донорства Федерального медицинского биофизического центра имени А.И. Бурназяна ФМБА России Артур Захленный, проблемы есть как кадровые, так и географические.

"На Дальнем Востоке трансплантологии нет. В Сибири есть и достаточно активно развивается, но там другие расстояния: 200 км между городами – это норма. А в Московской области, условно говоря, каждые 10 метров очередной город", - говорит трансплантолог.

Кроме того, обычный хирург, скорее всего, не сможет правильно изъять и подготовить к транспортировке орган.

"Центры трансплантации должны получать правильно изъятые органы, быть уверенными, что донор был обследован перед изъятием в соответствии с утвержденными методиками, что все было правильно подготовлено, а консервация выполнена грамотно. На кону жизнь реципиента, если допущена ошибка, возможен и летальный исход", - отмечает Константин Губарев.

По его словам, в стране необходимо создать центры координации органного донорства, специалисты которых будут выезжать в любую больницу на своей территории для изъятия органов.

Также необходимо разработать и внедрить четкую логистическую систему: приезд бригады, изъятие, быстрая транспортировка органа в нужный центр. Поэтому при организации такой службы должно слаженно работать большое количество специалистов разного подчинения.

"И все это должно работать без сбоев и в круглосуточном режиме", - подчеркивает Губарев.

Новые технологии могут значительно упростить жизнь людям, нуждающимся в донорских органах. Сейчас органы не изымают у потенциального донора, если не успеют доставить нуждающимся. С увеличением времени хранения вырастет и количество трансплантаций, а значит, будет спасено больше жизней.

Обозреватель Илья Морозов

Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook"