Pokud jde o transplantaci orgánů, lékaři závodí s časem - a čas není na jejich straně.
Tým lékařů musí nejprve odebrat orgán od svého dárce, sady rukavic koordinujících tak, aby obratně odštěpil tkáň z těla. Doktoři poté připraví sklizený orgán k přepravě k jeho příjemci, který může být letadlem vzdálen několik hodin. Jakmile orgán dosáhne svého cíle, může být transplantační operace konečně zahájena; chirurgové musí opět pracovat rychle, aby zajistili jak bezpečnost pacienta, tak životaschopnost orgánu.
Tento popis může vést k tomu, že operace transplantace orgánů bude znít jako televizní drama, přičemž zdravotnický personál projde nemocničními chodbami a nese chladiče plné částí těla. Ale vše, co spěchá, vyvolává otázku, která je mnohem důležitější než televizní show: Jak dlouho může orgán vydržet mimo tělo a zůstat vhodný k transplantaci?
Závisí to na orgánu. Prozatím může být časové okno mezi 4 a 36 hodinami. Jednoho dne ale lékaři doufají, že budou moci orgány udržovat orgány celé týdny.
Orgány na ledě
V roce 2018 se podle US Network pro sdílení orgánů (UNOS) uskutečnilo v USA pouze 36 500 transplantací orgánů. Ledviny byly zdaleka nejčastěji transplantovaným orgánem, v loňském roce došlo k více než 21 000 transplantacím. Dalšími nejčastěji transplantovanými orgány byly játra, srdce a plíce v tomto pořadí, po nichž následovaly transplantace slinivky břišní, střeva a multiorgan.
Podle zprávy z roku 2019 v Journal of International Medical Research je většina orgánů po sklizni umístěna do „statického chladicího skladu“, což znamená, že je orgán uložen v chladiči plném ledu.
„Původní myšlenka na uchování chladu je velmi podobná, když jsme dali jídlo do ledničky,“ řekl Dr. Mingyao Liu, ředitel Ústavu lékařské vědy a profesor chirurgie, medicíny a fyziologie na University of Toronto.
Před umístěním orgánu do chladného skladu lékaři nejprve propláchli tkáň „konzervačním roztokem“, aby chránili orgán před poškozením způsobeným extrémním chladem, řekla Liu Live Science.
Při tělesné teplotě pumpují buňky chemikálie dovnitř a ven z jejich membrán, aby udržely nízké koncentrace sodíku a vysoké koncentrace draslíku v buňce. Chladné články však nemohou účinně pumpovat. Chemikálie prosakují přes jejich membrány a v průběhu času propustné buňky nabobtnávají přebytečnou tekutinu, což způsobuje vážné poškození. Konzervační roztoky pomáhají oddalovat toto poškození udržováním hladiny sodíku a draslíku pod kontrolou. Tyto roztoky mohou také obsahovat živiny a antioxidanty, které udržují buňky a potlačují zánět, řekl Liu. V kombinaci s ledem a chladičem mohou konzervační roztoky udržovat orgány životaschopné po dobu několika hodin po sklizni.
Při teplotách mezi 32 a 39 stupňů Fahrenheita (0 a 4 stupně Celsia) metabolismus buněk klesá na přibližně 5% své normální rychlosti, takže tkáně spálí prostřednictvím svých zásob energie mnohem pomaleji a vyžadují méně kyslíku, aby si udržely svou aktivitu. Z tohoto důvodu ochlazování orgánu pomáhá oddalovat nástup ischemie, což je stav, při kterém je tkáň poškozena nebo nefunkční kvůli nedostatku kyslíku.
Podle zprávy z roku 2018 v časopise Yale Journal of Biology and Medicine, uvedení orgánu na led také napíná omezené zásoby energie v buňkách a brání škodlivým metabolitům v hromadění a ničení tkání orgánů.
Mezi běžně transplantovanými orgány srdce ztratí životaschopnost nejrychleji, když jsou uloženy v chladiči, řekl Dr. Brian Lima, ředitel chirurgie transplantace srdce ve Fakultní nemocnici North Shore University v New Yorku. V ideálním případě by srdce nemělo být umístěno do statického chladírenského skladu déle než 4 až 6 hodin, řekl. Při 4hodinové značce začíná fungovat funkce srdečních buněk a dramaticky stoupá pravděpodobnost selhání orgánu u jeho příjemce. Selhání transplantace orgánů, známé jako primární dysfunkce štěpu, je "nejobávanější komplikací" spojenou s transplantacemi pevných orgánů, uvedla Lima.
"Srdce ... je nejcitlivější na nedostatek průtoku krve," řekla Lima. "Na druhou stranu jsou ledviny velmi odolné." Sklizené ledviny mohou zůstat životaschopné po dobu 24 až 36 hodin v chladném skladování, déle než kterýkoli z ostatních prvních čtyř transplantačních orgánů. Plíce mohou zůstat životaschopné po dobu 6 až 8 hodin, řekla Lima a játra mohou zůstat v chladu asi 12 hodin, říká Dr. James Markmann, vedoucí oddělení transplantace v Massachusetts General Hospital v Bostonu.
Alternativní metoda
Přestože metoda chlazení ledem je nízká, nabízí „jednoduchý a účinný způsob uchování a přepravy orgánů“ a podle zprávy Liu z roku 2018 se široce používá od šedesátých let. Tato technika však nemá své nevýhody. Nejen, že orgány v chladu ztratí životaschopnost během několika hodin, ale také lékaři nemají způsob, jak posoudit kvalitu chlazených orgánů, řekl Liu.
V zásadě žádný objektivní test nemůže lékařům sdělit, zda je orgán stále funkční, když dotyčný orgán sedí v chladném chladiči a jeho metabolismus buněk se zpomaluje. Jedna alternativa chladírenského skladování však umožňuje lékařům zkontrolovat orgány před jejich transplantací a tato možnost se brzy stane běžnější, informovali odborníci Live Science.
Tato alternativní metoda uchování, známá jako perfúze, zahrnuje připojení sklizeného orgánu do stroje, který pumpuje na tkáně orgánu tekutinu bohatou na kyslík a na živiny, jak to dělá srdce v těle, podle zprávy 2018 z časopisu Yale. . Když je orgán zapojen do stroje, protože orgán metabolizuje energii a produkuje odpad, zásoby cukru se doplňují a toxické metabolity se odstraňují.
Než chirurgové odeberou orgán, srdce dárce přestane po určitou dobu pumpovat okysličenou krev do tkáně, což způsobuje poškození. Umístění orgánu do perfuzního stroje může dát tkáni šanci se zotavit, řekl Markmann. Kromě toho mohou klinici kontrolovat orgán sledováním hladin metabolitu laktátu cirkulujícího v systému. Buňky používají laktát během normálních metabolických funkcí, takže „pokud orgán dobře funguje, měl by být laktát odstraněn“ v průběhu času, řekl Markmann.
„Laktát je přinejlepším hrubým metabolickým měřítkem perfuze tělem,“ ale stále slouží jako vynikající míra ve srovnání s očima téměř zamrzlého orgánu před transplantací, dodala Lima. V závislosti na orgánu mohou lékaři také posoudit zdraví tkáně jinými měřeními, jako je produkce žluči v játrech.
Může perfuze udržet orgány zdravé déle?
Některé perfuzní systémy stále vyžadují, aby byl orgán ochlazen jako součást procesu konzervace, ale během posledních 20 let se několik výzkumných skupin rozhodlo udržovat orgán v teple a zaplavit tkáně teplou krví. Při teplotách mezi 20 a 33 ° C fungují izolované orgány stejně jako v lidském těle. Oba systémy pro studenou i teplou perfúzi jsou nyní široce používány v Austrálii a Velké Británii, ale většina z těchto zařízení zůstává v klinických studiích v USA.
Jeden perfuzní systém v USA však v prosinci uvedl titulky v rámci první transplantace srdce. Lékaři v Duke University Medical Center v Durhamu v Severní Karolíně odstranili pacientovo srdce poté, co přestal bít; oni pak v podstatě "oživili" orgán pomocí teplého perfuzního systému, uvádí CNN. Srdce se obvykle odebírají od dárců mrtvých na mozek dříve, než orgán přestane bít, aby nedošlo k rozsáhlému poškození ischemií. Lékaři dříve „oživili“ dětská srdce v USA, ale nikdy systém nepoužívali na dospělý orgán. V zemích, které tento systém používaly roky, se fond dárců přijatelných srdcí rozšířil asi o 30% na 40%, uvedla Lima.
"Pokud se to promítne do Spojených států, mluvíme o velkých, velkých číslech," dodal.
Dr. Jacob Schroder, pomocný profesor Duke University a jeden z chirurgů, kteří pomáhali při provádění transplantace srdce, CNN řekl, že použití systému na celostátní úrovni může „zvýšit počet dárců a počet transplantací o 30%“.
Přestože se fond dárců může rozšířit, zlepšil by se stav orgánů? Doposud jen málo studií přímo porovnalo chladnější úložiště s perfuzí, ale anekdoticky se zdá, že se perfundované orgány obecně hodí lépe.
Například v jedné studii srovnávající perfuzní systém jater se standardním chladírenským zařízením lékaři odmítli pouze 16 perfundovaných jater, ve srovnání s 32, které pocházely z chladičů, a perfundované orgány se podle Stat News objevily méně poškozené. Liu řekl, že ve své vlastní práci s transplantacemi plic pozoroval podobné trendy. Liu a jeho kolegové vyvinuli „perfúzní systém ex vivo“ pro plíce; před jeho zavedením bylo v nemocnici jeho univerzity úspěšně transplantováno méně než 20% dárcovských plic. Podle zprávy z roku 2018 program nyní rozšířil svou činnost o 70%, „s vynikajícími výsledky“.
Plíce zůstávají obvykle spojena s perfúzním systémem po dobu 4 až 6 hodin, ale experimentální práce se zvířecími orgány naznačuje, že perfundované plíce by mohly zůstat životaschopné po dobu 12 až 18 a možná dokonce až 36 hodin, řekl Liu. Dodal, že jednou může být orgán perfundován týdny. Čím déle mohou orgány zůstat v systému, tím více času by lékaři museli opravit poškozenou tkáň. Liu a jeho kolegové nyní zkoumají, jak může být zánět a buněčná smrt potlačena v perfundovaných plicích. Ale v budoucnu by mohly být orgány léčeny genovou terapií nebo terapií kmenovými buňkami, zatímco budou připojeny k perfuznímu stroji, řekl.
Zatím však většina darovaných orgánů stále cestuje ke svým příjemcům zasazeným do chladičů tajícího ledu. Proč?
„Upřímně řečeno, překážkou je cena,“ řekla Lima. Perfúzní systém pro jeden orgán může stát několik tisíc dolarů, což zjevně převyšuje cenu standardního chladiče, řekl. Protože jen málo studií srovnávalo perfuzi se standardním chladírenským zařízením, neexistují žádná „data o rozbíjení Země“, která by mohla přesvědčit nemocnice, aby provedly přechod na celostátní úrovni.
Ale vzhledem k nedávnému úspěchu vévodské transplantace srdce Lima řekl, že perfuze se může brzy stát standardem péče.
