Neuartige Organkonservierungstechnik "speichert Rattenleber für 3-4 Tage"

Allein in den USA sterben jeden Tag rund 18 Menschen, die auf Transplantationen warten, die aufgrund eines Mangels an Spenderorganen nicht möglich sind. Eine neue Studie, die von den National Institutes of Health finanziert wurde, beschreibt jedoch eine neue Unterkühlungsmethode, die Spenderlebern 3-4 Tage lang konservieren könnte, was möglicherweise die Organtransplantation auf globaler Ebene verändern könnte.

Das Forschungsteam, darunter Forscher vom Center for Engineering in Medicine am Massachusetts General Hospital und der Harvard Medical School in Boston, MA, veröffentlichten kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Naturmedizin.

Den Forschern zufolge können aktuelle Konservierungstechniken eine Spenderleber bis zu 24 Stunden außerhalb des menschlichen Körpers speichern. Dies beinhaltet eine Kombination aus einer chemischen Lösung - die Gewebeschäden verhindert - und kalten Temperaturen.

Aber es besteht kein Zweifel, dass die Möglichkeit, die Organe länger zu erhalten, nicht nur dazu beitragen würde, das Problem der Spenderorganknappheit zu lösen - die Verteilung von Organen an weiter entfernte Bestimmungsorte -, sondern mehr Zeit für bessere Organentsprechungen Empfänger, potenziell Verbesserung der Transplantationsergebnisse.

Die Forscher stellen jedoch fest, dass die Langzeitkonservierung von menschlichen Organen eine Herausforderung darstellt. Kryokonservierung - Einfrieren eines Organs bei -320,8 Grad Fahrenheit - wird für einzelne Zellen und einfache Gewebe verwendet. Aber für ganze Organe sagt das Team, dass der Prozess schwere Gewebeschäden verursachen kann und das Organ für die Transplantation ungeeignet macht.

In dieser neuesten Studie, die vom National Institute of Biomedical Imaging und Bioengineering (NIBIB) und dem National Institute of Diabetes und Digestive and Kidney Disease (NIDDK) - beide ein Teil der National Institutes of Health - finanziert wurden, suchten die Forscher nach einem Lösung.

Vier-Stufen-Technik 'konservierte Rattenleber für 3-4 Tage'

Das Team entwickelte eine vierstufige Konservierungstechnik unter Verwendung vorhandener Technologie, die an Rattenlebern getestet wurde. Dies beinhaltete die Verwendung von Maschinenperfusion, zwei Frostschutzmitteln und einer Unterkühlungsmethode.

Die maschinelle Perfusion - eine Methode, die Kapillaren in Organen Nährstoffe und Sauerstoff zuführt, während sie sich außerhalb des Körpers befinden - ermöglichte es ihnen, die Leber unterkühlen zu lassen und Gewebeschäden zu vermeiden.

Sie taten dies, indem sie eine nichttoxische modifizierte Glucoseverbindung - 3-O-Methyl-D-Glucose (3-OMG) genannt - zu einer Lösung hinzufügten, die in der Leber abgelagert wurde. Die Forscher erklären, dass sich 3-OMG in den Leberzellen anreichert und die Leber vor Kälte schützt. Das Team fügte der Leberlösung auch Polyethylenglycol (PEG-35kD) hinzu, das den Gefrierpunkt einer Lösung senkt und die Zellmembranen schützt.

Die Forscher kühlten dann die Leber langsam unter den Gefrierpunkt (21 Grad Fahrenheit) ab, ohne sie tatsächlich einzufrieren. Mit dieser Methode waren sie in der Lage, einige der Rattenlebern für 3 Tage zu lagern, während andere für 4 Tage gelagert wurden.

Die Maschinenperfusion wurde wieder verwendet, um die Rattenleber aufzuwärmen, während sie den Organen Nährstoffe und Sauerstoff zuführte und sie für die Spende bereit machte.

Nach der Transplantation der Spenderleber in Rattenempfänger fanden sie heraus, dass die Ratten, die die 3-Tage-konservierten Lebern erhielten, 3 Monate überlebten, während andere Ratten, die Lebern erhielten, die mit den derzeitigen Methoden konserviert wurden, nicht überlebten. Ratten, die Lebern erhielten, die für 4 Tage konserviert wurden, hatten eine Überlebensrate von 58%.

Das Team merkt an, dass die Ratten, wenn sie PEG-35kD oder 3-OMG aus der Leberlösung entfernten, über weniger als eine Woche überlebten, während der Mangel an maschineller Perfusion oder Unterkühlung den Tod innerhalb von 1 Stunde nach der Transplantation auslöste.

Rosmarie Hunziker, Ph.D., Programmdirektorin für Tissue Engineering und regenerative Medizin am NIBIB, die nicht an der Studie beteiligt war, kommentiert:

"Es ist aufregend, solch eine Leistung bei kleinen Tieren zu sehen, indem man vorhandene Technologie rekombiniert und optimiert. Der Hauptpunkt hier ist, dass alle diese Ansätze auf einmal zum Erfolg führten. Halbwegs Maßnahmen haben nicht getan. Eine solche Tour de Force." spiegelt das sehr tiefe Verständnis dieses Teams für die komplexen Prozesse wider, die hier am Werk sind und wie sie sich gleichzeitig zueinander verhalten. "

Die Forscher sagen, dass sie jetzt planen, ähnliche Studien an größeren Tieren durchzuführen, wobei sie bemerken, dass die Technik umfangreichen Tests und Abklärungen unterzogen werden muss, bevor sie für den menschlichen Gebrauch in Betracht gezogen werden können.

Sie glauben jedoch, dass ihre Forschung das Potenzial für 3- und 4-Tage-Organspeicher zeigt, die die Zukunft der Transplantation verändern könnten.

"Je länger wir in der Lage sind, gespendete Organe zu lagern, desto besser ist die Chance, dass der Patient die bestmögliche Übereinstimmung findet, wobei sowohl Ärzte als auch Patienten vollständig auf die Operation vorbereitet sind", sagt Hunziker. "Dies ist ein äußerst wichtiger Schritt zur Förderung der Organspeicherung für die Transplantation."

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