Mart ayının son gününde, Massachusetts Genel Hastanesi'ndeki cerrahlar ameliyata başladı ve insanlarda böbreklerde kalıcı bir değişikliğe yol açabileceklerini umuyorlardı.
Bu sabah hastası bir kişi değildi. Bir masada anestezi olan bir domuzdu. Domuz bir böbrek eksikti ve bir implant gerekiyordu.
Böbreklerin genellikle 24 ila 36 saat içinde nakledilmesi gerekirken, domuza giren böbrek donduruldu, donduruldu ve sabahın erken saatlerinde çözüldü.
Daha önce hiç birisi büyük bir hayvana donmuş bir organ dikmemişti. Yanlış gidebilecek çok şey vardı.
Operasyondan önce ameliyat profesörü ve ekibin lideri Korkut Uygun, “Bence işe yaraması için şansın yaklaşık yüzde 50'si var.” Dedi. Uygun, organların korunması için dondurucu yöntemleri geliştiren bir şirket olan Sylvatica Biotech Inc. Bilimsel Danışma Kurulu üyesidir.
Ancak organları dondurma ve depolama vaadi harika.
Nakil için ciddi ve kalıcı bir böbrek eksikliği var – 92.000'den fazla kişi bekleme listelerinde. Bunun bir nedeni, 24 ila 36 saatlik pencerenin o kadar kısa olması, iyi eşleşen alıcı sayısını kısıtlamasıdır.
Bir organ nakli neredeyse seçmeli operasyon gibi olabilmesi için bir donmuş organ bankasına sahip olmak ne kadar daha iyi olabilir.
En azından onlarca yıl nakil cerrahlarının rüyasıydı.
Ancak, organları dondurma girişimleri her fırsatta engellendi. Birçok durumda, organlar buz kristalleri oluşturdu ve yok etti. Diğer durumlarda, şekillendiren kristallerin, kriyoprotektif, toksik ve öldürülen hücrelerin olduğu madde. Ya da donmuş organ o kadar kırılgan hale geldi ki çatladı.
Daha sonra, Minnesota Üniversitesi'nde bir kriyobiyoloji araştırmacısı olan John Bischof, domuz böbrek projesine dahil olmayan, donma iyi çalışıyor gibi görünse bile, organı kurmak için bir sorun vardı.
Bir organı dondurduklarında, bilim adamları buz kristalleri oluşturan tüm organa zarar vermedikleri için o kadar küçük olmasını sağlamaya çalıştılar. Bununla birlikte, bu kristaller organ ısıtıldığında ve hassas hücreleri düşürdüğünde büyüme eğilimindedir.
“Büyürken buz kristallerini aşmalısınız,” dedi Dr. Bishop.
“Ana içgörü şuydu: Sadece kenarlarda ısıtırsanız bir organın ortasında yeterince hızlı gidemezsiniz” dedi. “Isıtma sadece dondurulmuş organın dışında başlarsa, kenardan organın ortasına kadar sıcaklık farklılıkları, organın içeceğinize koyduğunuzda çatlatan bir buz küpü gibi kaşları gerginliğine yol açabilir.”
“İçeriden eşit olarak ısınmalısın.”
Minnesota Üniversitesi'nde bir nakil cerrahı olan meslektaşı Dr. Erik Finger, kütle genel deneyinde yer almayan, dondurmanın buz hasarını önlemek için yavaşça gerçekleşmesi gerektiğini, soğutma sürecinden 10 ila 100 yüksek çözünürlüğün hızlı bir şekilde gitmesi gerektiğini söyledi.
Araştırmacılar sistemleriyle uğraştılar ve sonunda sıçanların, çözülme ve nakil böbreklerini başarıyla dondurmayı öğrendiler.
Ancak daha büyük hayvanlar yeni sorunlar getirdi.
“Çözüm kırk yıldır sorundu,” dedi Dr. Finger. “Ama organın boyutunu artırırsanız, soğutma bir sorun haline gelir.” Aniden, küçük sıçan organlarıyla çalışan kriyofobi artık yeterli değildi.
Massachusetts General'de araştırmacılar farklı bir yaklaşım denediler. Dr. Uyguns laboratuvarında doktora sonrası ve şimdi Harvard Tıp Okulu'nda Cerrahi Doçenti, Sylvatica Biotech danışmanlık komitesi üyesi ve Mart operasyonunda kullanılan yöntemle bağlantılı bir patent uygulaması olan Shannon Tessier ile başladı. Birkaç yıl önce Kanada odun kurbağaları okudu.
Hava soğuduğunda, kurbağanın metabolizması değişir ve kendinizi dondurmanızı sağlar. Tüm hücresel süreçlerini durdurun. Kalbi durur. Aslında öldü.
Kurbağa o kadar kırılgan ki laboratuvar işçileri çok nazik olmalı. Laboratuardaki bir teknisyen olan McLean Taggart, “Dikkatli olmazsanız kolunuzu iptal edebilirsiniz” dedi.
“Shannon laboratuvara geldi ve şöyle dedi:” Bunu insan organlarına çevirmek mümkün mü? “Dedi Bay Taggart.
Bu, kurbağanın derinliklerinde nasıl donduğunu öğrenmesine yol açtı. Solmadan kısa bir süre önce, kurbağa büyük miktarda glikoz üretir. Glikoz hücrelerde birikir, burada suyun donma noktasını azaltır ve buzun oluşmasını önler.
Ama bir kurbağa bir amfibidir. Bu yöntem gibi bir şey sıcak bir memeli veya organları üzerinde çalışır mı?
Görünüşe göre. Bir memeli, Arktik sincap, sıcaklık benzer bir yöntem kullanarak düştüğünde kendini böler. Hücreleri, suyun donma noktasının altındaki bir sıcaklığa ulaşır – soğutulur, ancak dondurma oluşturmak için yeterli değildir. Metabolizması o kadar yavaşlıyor ki yemek zorunda değil.
Önündeki araştırmacılar gibi, Mass General grubu sıçan karaciğeri ile başladı ve süreci taklit etmeye çalıştı. Yakın zamanda çıkarılmış, ancak yine de ahşap kurbağa ile aynı süreçle yaşıyorlar -metabolik süreçleri durduracak kadar serinler, ancak büyük buz kristallerinin oluşumunu riske atmak için yeterli değiller.
Metabolize edilemeyen yapay glikozu aşılamaya başladılar. Şeker hücrelerde birikir, ancak kullanılamaz olduğu için, hücreler askıya alınmış bir animasyon biçimine girer ve metabolik süreçleri bir ara verdi.
Aynı zamanda, araştırmacılar hücrelerdeki suyun yerini alan seyreltilmiş bir don koruma maddesi – propilen glikol – ekler. Sonuç olarak, organın dondurulmasının neden olduğu hasarın olduğu hücrelerde çok az buz oluşur.
Bellek çözeltiniz, seyreltilmiş propilen glikol ve yapay şekerin yanı sıra kayakçılarda yapay kar yapmak için kullanılan madde olan Snomax'ın bir karışımıdır. Snomax, oluşan buzun herhangi bir hasara neden olmamasını sağlayan küçük buz kristalleri oluşturur.
Organları emmek için grup işlemi çevirir ve karaciğeri propilen glikol ve yapay glikoz içeren sıcak bir çözeltiye koyar ve kimyasalları kaybolana kadar yavaş yavaş seyrelir.
Araştırmacılar, denemek ve süreci doğru yapmak için hataların yaklaşık beş yıl sürdüğünü söyledi.
Bir sonraki adım daha büyük memelilere ulaşmaktı. Domuz böbreklerini dondurmaya ve emmeye çalışırlardı.
Nihai hedefleri hırslıydı – insan hastalarda kullanılmak üzere genetik olarak değiştirilmiş dondurulmuş domuz böbreklerinden bankalar üretmek istiyorlar.
Dr. Uygun'daki diğer nakledilen cerrahlar genetik olarak değiştirilmiş domuzları denemeye başlar. Karma sonuçları olan birkaç insan hastasına nakledildiler. Cuma günü, bir hasta uzun süre – 130 gün – çıkarılması gerekiyordu çünkü vücudu onu reddetmişti.
Kimse Dr. Uygun ve meslektaşlarının başarılı olup olmayacağını bilmiyordu.
“Protokol karaciğer için optimize edildi,” dedi Dr. Uygun. “Bunun işe yarayacağını düşünmedik.”
Ama öyle.
Ekip, yöntemi 30 domuz böbrek dondurup çözerek test etti ve organların dondurucudan sonra sağlıklı kalmasını sağladı. Böbrekleri bir ay boyunca belirgin bir hasar olmadan bir aya kadar donmuş tutabildiklerini öğrendiler.
Ancak bir domuz içine nakledilmiş olsaydı daha önce donmuş bir böbrek çalışır mı?
Mart ayındaki sınavda, böbrek 10 gün boyunca donmuş kaldı ve çıkarıldığı domuza geri nakledilecekti.
Sabah 3'te, ekip iki saat süren bir süreç olan böbreği çözmeye başladı.
Sabah 9'da Dr. Alban Longchamp ve Dr. Tatsuo Kawai, Mass General'daki nakil cerrahları, domuz göbeği ve hayvanı operasyon için hazırladı.
10: 30'da böbreği dikiyorlar.
Beyazımsı gri organ, kan akarken hızla pembeye dönüştü.
Son olarak, başarı: Domuzu dikmeden önce, araştırmacılar işemek için nakledilen böbreği izlediler.
Bu sabah hastası bir kişi değildi. Bir masada anestezi olan bir domuzdu. Domuz bir böbrek eksikti ve bir implant gerekiyordu.
Böbreklerin genellikle 24 ila 36 saat içinde nakledilmesi gerekirken, domuza giren böbrek donduruldu, donduruldu ve sabahın erken saatlerinde çözüldü.
Daha önce hiç birisi büyük bir hayvana donmuş bir organ dikmemişti. Yanlış gidebilecek çok şey vardı.
Operasyondan önce ameliyat profesörü ve ekibin lideri Korkut Uygun, “Bence işe yaraması için şansın yaklaşık yüzde 50'si var.” Dedi. Uygun, organların korunması için dondurucu yöntemleri geliştiren bir şirket olan Sylvatica Biotech Inc. Bilimsel Danışma Kurulu üyesidir.
Ancak organları dondurma ve depolama vaadi harika.
Nakil için ciddi ve kalıcı bir böbrek eksikliği var – 92.000'den fazla kişi bekleme listelerinde. Bunun bir nedeni, 24 ila 36 saatlik pencerenin o kadar kısa olması, iyi eşleşen alıcı sayısını kısıtlamasıdır.
Bir organ nakli neredeyse seçmeli operasyon gibi olabilmesi için bir donmuş organ bankasına sahip olmak ne kadar daha iyi olabilir.
En azından onlarca yıl nakil cerrahlarının rüyasıydı.
Ancak, organları dondurma girişimleri her fırsatta engellendi. Birçok durumda, organlar buz kristalleri oluşturdu ve yok etti. Diğer durumlarda, şekillendiren kristallerin, kriyoprotektif, toksik ve öldürülen hücrelerin olduğu madde. Ya da donmuş organ o kadar kırılgan hale geldi ki çatladı.
Daha sonra, Minnesota Üniversitesi'nde bir kriyobiyoloji araştırmacısı olan John Bischof, domuz böbrek projesine dahil olmayan, donma iyi çalışıyor gibi görünse bile, organı kurmak için bir sorun vardı.
Bir organı dondurduklarında, bilim adamları buz kristalleri oluşturan tüm organa zarar vermedikleri için o kadar küçük olmasını sağlamaya çalıştılar. Bununla birlikte, bu kristaller organ ısıtıldığında ve hassas hücreleri düşürdüğünde büyüme eğilimindedir.
“Büyürken buz kristallerini aşmalısınız,” dedi Dr. Bishop.
“Ana içgörü şuydu: Sadece kenarlarda ısıtırsanız bir organın ortasında yeterince hızlı gidemezsiniz” dedi. “Isıtma sadece dondurulmuş organın dışında başlarsa, kenardan organın ortasına kadar sıcaklık farklılıkları, organın içeceğinize koyduğunuzda çatlatan bir buz küpü gibi kaşları gerginliğine yol açabilir.”
“İçeriden eşit olarak ısınmalısın.”
Minnesota Üniversitesi'nde bir nakil cerrahı olan meslektaşı Dr. Erik Finger, kütle genel deneyinde yer almayan, dondurmanın buz hasarını önlemek için yavaşça gerçekleşmesi gerektiğini, soğutma sürecinden 10 ila 100 yüksek çözünürlüğün hızlı bir şekilde gitmesi gerektiğini söyledi.
Araştırmacılar sistemleriyle uğraştılar ve sonunda sıçanların, çözülme ve nakil böbreklerini başarıyla dondurmayı öğrendiler.
Ancak daha büyük hayvanlar yeni sorunlar getirdi.
“Çözüm kırk yıldır sorundu,” dedi Dr. Finger. “Ama organın boyutunu artırırsanız, soğutma bir sorun haline gelir.” Aniden, küçük sıçan organlarıyla çalışan kriyofobi artık yeterli değildi.
Massachusetts General'de araştırmacılar farklı bir yaklaşım denediler. Dr. Uyguns laboratuvarında doktora sonrası ve şimdi Harvard Tıp Okulu'nda Cerrahi Doçenti, Sylvatica Biotech danışmanlık komitesi üyesi ve Mart operasyonunda kullanılan yöntemle bağlantılı bir patent uygulaması olan Shannon Tessier ile başladı. Birkaç yıl önce Kanada odun kurbağaları okudu.
Hava soğuduğunda, kurbağanın metabolizması değişir ve kendinizi dondurmanızı sağlar. Tüm hücresel süreçlerini durdurun. Kalbi durur. Aslında öldü.
Kurbağa o kadar kırılgan ki laboratuvar işçileri çok nazik olmalı. Laboratuardaki bir teknisyen olan McLean Taggart, “Dikkatli olmazsanız kolunuzu iptal edebilirsiniz” dedi.
“Shannon laboratuvara geldi ve şöyle dedi:” Bunu insan organlarına çevirmek mümkün mü? “Dedi Bay Taggart.
Bu, kurbağanın derinliklerinde nasıl donduğunu öğrenmesine yol açtı. Solmadan kısa bir süre önce, kurbağa büyük miktarda glikoz üretir. Glikoz hücrelerde birikir, burada suyun donma noktasını azaltır ve buzun oluşmasını önler.
Ama bir kurbağa bir amfibidir. Bu yöntem gibi bir şey sıcak bir memeli veya organları üzerinde çalışır mı?
Görünüşe göre. Bir memeli, Arktik sincap, sıcaklık benzer bir yöntem kullanarak düştüğünde kendini böler. Hücreleri, suyun donma noktasının altındaki bir sıcaklığa ulaşır – soğutulur, ancak dondurma oluşturmak için yeterli değildir. Metabolizması o kadar yavaşlıyor ki yemek zorunda değil.
Önündeki araştırmacılar gibi, Mass General grubu sıçan karaciğeri ile başladı ve süreci taklit etmeye çalıştı. Yakın zamanda çıkarılmış, ancak yine de ahşap kurbağa ile aynı süreçle yaşıyorlar -metabolik süreçleri durduracak kadar serinler, ancak büyük buz kristallerinin oluşumunu riske atmak için yeterli değiller.
Metabolize edilemeyen yapay glikozu aşılamaya başladılar. Şeker hücrelerde birikir, ancak kullanılamaz olduğu için, hücreler askıya alınmış bir animasyon biçimine girer ve metabolik süreçleri bir ara verdi.
Aynı zamanda, araştırmacılar hücrelerdeki suyun yerini alan seyreltilmiş bir don koruma maddesi – propilen glikol – ekler. Sonuç olarak, organın dondurulmasının neden olduğu hasarın olduğu hücrelerde çok az buz oluşur.
Bellek çözeltiniz, seyreltilmiş propilen glikol ve yapay şekerin yanı sıra kayakçılarda yapay kar yapmak için kullanılan madde olan Snomax'ın bir karışımıdır. Snomax, oluşan buzun herhangi bir hasara neden olmamasını sağlayan küçük buz kristalleri oluşturur.
Organları emmek için grup işlemi çevirir ve karaciğeri propilen glikol ve yapay glikoz içeren sıcak bir çözeltiye koyar ve kimyasalları kaybolana kadar yavaş yavaş seyrelir.
Araştırmacılar, denemek ve süreci doğru yapmak için hataların yaklaşık beş yıl sürdüğünü söyledi.
Bir sonraki adım daha büyük memelilere ulaşmaktı. Domuz böbreklerini dondurmaya ve emmeye çalışırlardı.
Nihai hedefleri hırslıydı – insan hastalarda kullanılmak üzere genetik olarak değiştirilmiş dondurulmuş domuz böbreklerinden bankalar üretmek istiyorlar.
Dr. Uygun'daki diğer nakledilen cerrahlar genetik olarak değiştirilmiş domuzları denemeye başlar. Karma sonuçları olan birkaç insan hastasına nakledildiler. Cuma günü, bir hasta uzun süre – 130 gün – çıkarılması gerekiyordu çünkü vücudu onu reddetmişti.
Kimse Dr. Uygun ve meslektaşlarının başarılı olup olmayacağını bilmiyordu.
“Protokol karaciğer için optimize edildi,” dedi Dr. Uygun. “Bunun işe yarayacağını düşünmedik.”
Ama öyle.
Ekip, yöntemi 30 domuz böbrek dondurup çözerek test etti ve organların dondurucudan sonra sağlıklı kalmasını sağladı. Böbrekleri bir ay boyunca belirgin bir hasar olmadan bir aya kadar donmuş tutabildiklerini öğrendiler.
Ancak bir domuz içine nakledilmiş olsaydı daha önce donmuş bir böbrek çalışır mı?
Mart ayındaki sınavda, böbrek 10 gün boyunca donmuş kaldı ve çıkarıldığı domuza geri nakledilecekti.
Sabah 3'te, ekip iki saat süren bir süreç olan böbreği çözmeye başladı.
Sabah 9'da Dr. Alban Longchamp ve Dr. Tatsuo Kawai, Mass General'daki nakil cerrahları, domuz göbeği ve hayvanı operasyon için hazırladı.
10: 30'da böbreği dikiyorlar.
Beyazımsı gri organ, kan akarken hızla pembeye dönüştü.
Son olarak, başarı: Domuzu dikmeden önce, araştırmacılar işemek için nakledilen böbreği izlediler.