I reni conservati a temperature inferiori allo zero in contenitori a pressione controllata possono essere conservati per giorni prima del trapianto, alimentando le speranze di una conservazione a più lungo termine degli organi umani donati.
Quando si parla di donazione di organi, il tempo è fondamentale. Non appena un organo viene rimosso con cura dal corpo di un donatore, inizia a deteriorarsi. I chirurghi hanno a disposizione solo poche ore per trapiantarlo in un ricevente. Se lo si lascia troppo a lungo, l’organo diventa inutilizzabile.
Nella maggior parte dei casi, durante questo lasso di tempo gli organi vengono conservati nel ghiaccio, a una temperatura di circa 4 °C (39 °F). Non possono essere congelati: nei tentativi precedenti si è formato del ghiaccio, causando danni di vario genere.
Matthew Powell Palm della Texas A&M University e i suoi colleghi hanno trovato una soluzione alternativa: un dispositivo che permette di raffreddare gli organi fino a -4 °C (25 °F) senza che si formi ghiaccio.
Ora, in una nuova ricerca condotta su organi suini, il suo team ha dimostrato che, almeno i reni, possono essere sottoraffreddati e conservati nel dispositivo per giorni. Una volta riscaldati, gli organi sono stati trapiantati con successo in animali e sembrano dare risultati migliori rispetto a quelli conservati nel ghiaccio.
Questo lavoro rappresenta «un risultato storico», afferma Kevin Myer, presidente e amministratore delegato di LifeGift , un’organizzazione per il prelievo di organi con sede in Texas, che non ha partecipato alla ricerca.
Raffreddamento degli organi
Powell Palm spera che questo approccio possa, in ultima analisi, contribuire ad alleviare la crisi causata dalla carenza di organi. Oggi, solo negli Stati Uniti, ci sono più di 104.000 persone in attesa di un trapianto di rene. Si stima che negli Stati Uniti muoiano ogni giorno 17 persone mentre sono in attesa di un trapianto. Ciò è in parte dovuto alla mancanza di reni donati, ma anche al fatto che molti di quelli disponibili non arrivano mai a un ricevente. In alcuni anni, circa un rene donato su tre finisce per essere scartato, spesso perché risulta troppo deteriorato per essere utilizzato quando raggiunge un ricevente. I reni possono essere conservati nel ghiaccio per circa 24 ore o collocati in dispositivi che mirano a riprodurre le condizioni del corpo, anch’essi per un massimo di circa 24 ore. Questo non è sempre un tempo sufficiente per trovare un ricevente idoneo e trasportare l’organo, afferma Myer.
Gli scienziati di tutto il mondo stanno lavorando a metodi per conservare gli organi più a lungo raffreddandoli a temperature ancora più basse. Il raffreddamento di un organo ne rallenta il metabolismo: più la temperatura è bassa, maggiore è l’effetto e più a lungo è possibile conservarlo.
Da tempo siamo in grado di crioconservare con successo ovuli, sperma ed embrioni, ma è molto più difficile congelare organi di grandi dimensioni. Diversi gruppi di ricerca hanno sperimentato varie temperature e crioprotettori (sostanze chimiche che agiscono essenzialmente come antigelo), ma finora nessuno è riuscito a congelare organi umani destinati al trapianto.
In qualità di termodinamico, Powell Palm ha esplorato un altro approccio. Mantenendo un organo immerso a pressione costante, dovrebbe essere possibile impedire la formazione di ghiaccio a temperature leggermente inferiori a 0 °C, senza bisogno di crioprotettori (che potrebbero avere effetti collaterali e dovrebbero essere approvati prima di essere utilizzati nei trapianti umani).
Per verificare questa teoria, Powell Palm e i suoi colleghi hanno creato un dispositivo che fa proprio questo. Il dispositivo stesso è essenzialmente una camera ermeticamente sigillata con un coperchio trasparente. Alla sua base si trova un dispositivo che monitora la temperatura dell’organo e verifica la formazione di ghiaccio. Gli organi vengono immersi in una soluzione già comunemente utilizzata per conservarli in vista del trapianto. «Lo descrivo sempre come “alta scienza a bassa tecnologia”», afferma Powell Palm. «È stato fatto un grande lavoro per comprendere la… cinetica in gioco in questo sistema, ma in definitiva… è piuttosto semplice».
Reni superraffreddati
Per testare il loro dispositivo, Powell Palm e i suoi colleghi hanno innanzitutto asportato singoli reni da maiali. Gli organi sono stati lavati con la stessa soluzione comunemente utilizzata per rimuovere il sangue, proprio come avviene per gli organi destinati al trapianto. Il team ha poi conservato alcuni reni in ghiaccio per due ore o per 24 ore, per simulare le condizioni standard utilizzate nei trapianti umani. Ha inoltre inserito alcuni dei reni asportati nel proprio dispositivo per 24, 48 o 72 ore.
I reni conservati sono stati poi reimpiantati nei maiali donatori originari. Il secondo rene di ciascun maiale è stato asportato con la stessa procedura, lasciando a ciascun animale solo il rene che era stato conservato e reimpiantato.
Una volta trapiantati i reni sottoposti a superraffreddamento per 24 ore, questi hanno immediatamente iniziato a produrre urina — un’indicazione fondamentale del loro corretto funzionamento. I membri del team hanno inoltre misurato altri indicatori della funzionalità renale e hanno riscontrato che gli organi sembravano funzionare normalmente entro circa 10 giorni dal trapianto.
Un rene sottoposto a superraffreddamento per 72 ore si riprende una volta trapiantato nuovamente in un maiale.
PER GENTILE CONCESSIONE DI RONALD SELLERS, LABORATORIO POWELL-PALM, TEXAS A&M UNIVERSITY
Si tratta di un tempo più lungo rispetto ai reni conservati nel ghiaccio per due ore, ma molto più breve rispetto a quelli tenuti nel ghiaccio per 24 ore, afferma Powell Palm.
Gli organi che sono stati mantenuti in condizioni di superraffreddamento per 48 e 72 ore hanno mostrato prestazioni simili, aggiunge. «Anche a tre giorni — il triplo dello standard clinico — stiamo ottenendo un recupero più rapido rispetto a… [quello che è stato] il gold standard negli ultimi tre decenni», afferma. «Quindi siamo davvero, davvero entusiasti di questo risultato».
«È impressionante», afferma Heidi Yeh, chirurgo trapiantologo presso il Mass General Brigham for Children, che si occupa anche di ricerca sulle tecnologie di conservazione degli organi. «Spesso i reni che sono stati conservati per 48 ore [in altri studi] impiegano una o due settimane prima di ricominciare a funzionare».
Organi che crescono
Gli organi sottoposti a superraffreddamento sembrano funzionare bene anche a lungo termine. In un periodo di 30 giorni, i maiali sono cresciuti di circa il 30% e i reni sono cresciuti con loro, quasi raddoppiando di dimensioni per compensare sia la crescita dei maiali sia la mancanza di un secondo rene. Il team ha monitorato uno dei maiali per 200 giorni prima di asportarne e analizzarne il rene. Anche a quel punto l’organo appariva sano, afferma Powell Palm. Lui e i suoi colleghi hanno presentato i risultati all’American Transplant Congress di Boston il mese scorso.
All’inizio di quest’anno, alcuni ricercatori canadesi hanno dimostrato di poter raffreddare i reni suini a temperature inferiori allo zero e trapiantarli in altri suini. Il protocollo del team prevedeva l’uso di un crioprotettore, e gli organi sono stati conservati per un massimo di 48 ore prima di essere trapiantati nei suini. Quegli organi sono sopravvissuti per una settimana.
Raffreddando gli organi per 72 ore e dimostrando che si mantengono in buone condizioni per 30 giorni o più, Powell Palm e i suoi colleghi hanno aperto nuove frontiere. «È la prima volta in assoluto che viene riportato un risultato del genere», afferma.
Quelle ore in più potrebbero fare la differenza, sostiene Myer di LifeGift. Questo progresso potrebbe dare ai medici più tempo per valutare i reni, abbinarli ai donatori più idonei e far arrivare fisicamente gli organi ai destinatari previsti in tempo. Potrebbe consentire donazioni internazionali e aprire la strada a opzioni di trasporto più economiche, aggiunge. «Al momento, per il trapianto di rene il limite previsto è di 18-24 ore», afferma. «Se riuscissimo ad arrivare a 72 ore… questo cambierebbe tutto».
Powell Palm e i suoi colleghi ritengono di poter andare anche oltre le 72 ore. Negli studi preliminari, gli organi conservati per un massimo di 120 ore apparivano sani, sebbene non siano ancora stati trapiantati.
E poiché il processo non richiede l’uso di sostanze chimiche crioprotettive, i membri del team sperano in un’approvazione accelerata da parte della Food and Drug Administration statunitense, che consentirebbe loro di testare il dispositivo nei trapianti su esseri umani.
Il dispositivo di conservazione è semplice e compatto, quindi Powell Palm ritiene che sarà facile da trasportare. Non è stato ancora testato per il trasporto aereo, ma è stato utilizzato per trasportare reni sottoraffreddati attraverso gli Stati Uniti nel bagagliaio di una Kia Sorento, afferma: «Dal punto di vista della stabilità, consideriamo questo un traguardo ancora più ambizioso».
Powell Palm e il suo collega Sebastian Giwa intendono lanciare nei prossimi mesi un’azienda dedicata allo sviluppo di questa tecnologia, insieme ad altri protocolli che «fermano il tempo biologico», afferma.
