// תוכן עניינים
במשך שנה ויום שכבה כליה של חזיר בטמפרטורה של מינוס 150 מעלות צלזיוס. לפי הדימות ומדידות הטמפרטורה של החוקרים, לא נוצר בה קרח: הרקמה התקשתה כמו זכוכית. אחר כך חיממו אותה מחדש תוך כשש דקות, מבפנים. מראש שאבו לכלי הדם שלה חלקיקי תחמוצת ברזל, חלודה בפשטות, ואז הפעילו שדה מגנטי: מיקרוגל שמחמם חלודה במקום מים. על מכונת חלחול (פרפוזיה) הכליה ששכבה שנה ייצרה שתן. שלוש כליות מזוגגות נוספות הושתלו בחזירים, והחזירו את צבען הוורוד מיד. צוות מאוניברסיטת מינסוטה מתאר את הניסוי בפרה-פרינט ב-bioRxiv מ-14 באוקטובר 2026.
אבל גם אם הכליות האלה מייצרות שתן, בשעות הראשונות הן מנקות את הדם מפסולת גרוע פי 50 בקירוב מכליות טריות. החשוד העיקרי הוא נוגד הקפאה שבו הכליה ספוגה לפני הקירור. ועדיין זה צעד קדימה: כליית חזיר שוקלת כ-100 גרם וקרובה בגודלה לכליה אנושית, ועד היום הכליות היחידות שהושתלו אחרי חימום ננו-חלקיקים היו כליות עכברושים במשקל של כגרם.
שלושים ושש שעות על קרח
איבר תורם נוסע היום בצידנית מלאה בקרח, והשעון שלו מתקתק. לב וריאות מחזיקים שש עד שמונה שעות, כבד כ-12, כליה עד 36. אלה הנתונים ש-STAT הביא ב-2023, וגם ציין שכ-100 אלף איש בארה״ב המתינו אז ברשימת ההמתנה ו-17 מהם מתו מדי יום.
השעות האלה הופכות כל השתלה למרוץ. לעיתים קרובות האיבר הולך למי שגר הכי קרוב, ולא למתאים ביותר. אין זמן גם להכין את מערכת החיסון של המושתל, ולכן כמעט כל מי שמקבל כליה מתורם נוטל תרופות נגד דחייה כל חייו. התרופות האלה מעלות את הסיכון לזיהומים ולסרטן.
עכשיו דמיינו מחסן במקום מרוץ. כליה ממתינה באחסון חודשים, והרופאים מחפשים בלי לחץ את המקבל המתאים ביותר ומכינים אותו. קווין מייר, מנהל ארגון רכש האיברים LifeGift בטקסס, אמר ל-MIT Technology Review שאחסון איברים לשנה שלמה ישנה מן היסוד את עולם ההשתלות. הוא מדמיין בנקים לכל סוגי האיברים, לא רק לכליות, שבהם האיבר המתאים זמין לפי דרישה כשמטופל לא יכול לחכות, למשל אחרי מנות יתר של סמים מסוימים או פציעות ירי.
קרח חותך, חום סדוק
הקרח הוא האויב. הקפאה רגילה הורגת איבר. המים שבתאים הופכים לגבישים שקורעים את הרקמה. לכן במקום להקפיא איברים, החוקרים מנסים להפוך אותם לזכוכית.
כדי למנוע היווצרות קרח, הרקמה נספגת בחומרי הגנה מפני קור (קריופרוטקטנטים). הם פועלים כמעין נוגד קפאון, והם רעילים. אחד המרכיבים העיקריים, אתילן גליקול, הוא אותו חומר שנהגים שופכים לרדיאטור של המכונית. ככל שהתמיסה חזקה יותר, היא חוסמת קרח טוב יותר ופוגעת בתאים יותר.
הקירור הוא חצי מהעבודה. החימום מחדש קשה ממנו. מחממים מבחוץ, כמו עוף קפוא שמפשירים בכיור, והשכבות החיצוניות מתחממות לפני הליבה. אז יכול לגדול קרח באמצע המתחמם לאט, והפרש הטמפרטורות יכול לסדוק את הזכוכית. זו אותה סיבה שקוביית קרח מתפצלת כשמפילים אותה למשקה חם.
הצוות בראשות אריק פינגר וג׳ון ביצ׳וף מתמודד עם זה בחימום ננו-חלקיקים (nanowarming). תמיסת ננו-חלקיקי תחמוצת ברזל נשאבת דרך כלי הדם של הכליה, ואז מפעילים שדה מגנטי מתחלף. החלקיקים מתחממים, וכך החום מופיע בכל האיבר בבת אחת במקום לזחול פנימה מהשטח. אף חלק בכליה לא מפגר אחרי האחרים.
ארנב, חמישה עכברושים וחזיר
לסיפור הזה יש מבשר. ב-2009 חוקר הקריוביולוגיה גרגורי פאהי תיאר ארנב שקיבל בחזרה את הכליה שלו אחרי שהאיבר קורר לכמינוס 130 מעלות צלזיוס. הכליה השנייה הוסרה, והחיה חיה על הכליה המזוגגת 48 ימים עד שהומתה לבדיקה. זה היה הארנב היחיד ששרד מבין כמה, והמחברים עצמם כינו את התוצאה אנקדוטלית.
הצעד הבא הגיע ממינסוטה ב-2023. כליות עכברושים במשקל כגרם שכבו בטמפרטורה של מינוס 150 מעלות עד 100 ימים. אחרי חימום ננו-חלקיקים הן הושתלו. כל חמשת העכברושים שרדו, ותוך חודש הכליות פעלו במלואן. אותו פאהי אמר אז ל-STAT שהכליות ניזוקו קשות: ״אלה היו כליות בשיא החיים, בבריאות מושלמת, והן בקושי עברו את זה״.
המעבר מגרם אחד למאה לקח שלוש שנים. הקור נע לאט יותר בכליה גדולה, והתמיסה הישנה לא הצליחה להגן עליה מקרח בזמן. הצוות נאלץ לתכנן תערובת חדשה ולוח זמנים חדש לקירור.
מה יש בתמיסה ואיך מתנהל הקירור
התמיסה נקראת PEZ42 ובריכוז של 60%. היא מכילה 22.3% דימתיל סולפוקסיד, 20.8% אתילן גליקול, 12.9% פרופילן גליקול ושני חוסמי קרח סינתטיים. הכליה נטענת בה בטמפרטורה של מינוס 15 מעלות, ואחר כך מעבירים דרכה תמיסת ננו-חלקיקים במשך 7 עד 7.5 דקות.
ליבת הכליה התקררה בממוצע ב-3.15 מעלות לדקה. בכמינוס 114 מעלות היא הוחזקה יציבה 100 דקות כדי להפיג מתחים בזכוכית, ואז קוררה בחצי מעלה לדקה עד מינוס 150. החימום מחדש התנהל בשני שלבים, בקצב של כ-23 ו-32 מעלות לדקה, ולקח 340 עד 350 שניות. זה מהיר פי 14 מהסף שמתחתיו מתחיל לגדול קרח בתמיסה מדוללת מעט בזמן החימום.
מה הראו 32 כליות
פינגר, מנתח השתלות ואחד ממובילי העבודה, סיפר ל-MIT Technology Review שלפני עשר שנים לא תלה תקוות גדולות. אחרי ההשתלה האחרונה יצא מהחדר ואמר: ״זה עניין גדול״. על הכליות המחוממות מחדש הוא אומר בפשטות: ״הן מתאדמות מיד״.
בניסוי השתתפו 32 כליות בארבע קבוצות: טריות, יום על קרח, ספוגות בחומר הגנה בלבד ומזוגגות. שמונה הוזגגו. רובן שהו בקור יום עד שבעה ימים, ואחת שהתה 366 ימים. הכליה ששכבה שנה לא הושתלה. היא נבדקה על מכונת חלחול, שמזרימה דרך האיבר נוזל חם עשיר בחמצן. היא ייצרה שתן, אם כי פחות מהאחרות.
שלוש כליות מזוגגות הושתלו בחזירים ונצפו שעתיים. הדם זרם דרכן באופן אחיד, ושתן הופיע מיד. הן אפילו ייצרו יותר שתן מכליות שהוחזקו יום על קרח, אך פחות ממחצית ממה שייצרו כליות טריות (בממוצע 181 מ״ל ל-100 גרם רקמה, לעומת 73 ו-411).
אבל שתן הוא לא המבחן האמיתי. כליה תקינה צריכה לנקות את הדם, וזה נמדד בפינוי קריאטינין: כמה דם הכליה מנקה מהפסולת הזאת בדקה. כאן הכליות המזוגגות היו גרועות בכמעט פי 50 מהטריות ופי שלושה מכליות שהגיעו מקרח (1.0 לעומת 47.8 ו-3.6). גם כליה מקרח כמעט לא עובדת בשעות הראשונות, ולכן זו ההשוואה ההוגנת. ועדיין, הפער גדול.
מתחת למיקרוסקופ נראה בכליות המזוגגות נזק לצינוריות. אלה הצינורות הזעירים שבהם הכליה מחזירה לדם מים וחומרים שימושיים. אחרי ההשתלה נפגעו גם דפנות כלי הדם. החשוד העיקרי של החוקרים הוא התמיסה הרעילה: כליות שרק הושרו בה, בלי להקפיא, מראות כמעט אותו נזק. אי אפשר להוכיח זאת עד הסוף, כי הכליות האלה מעולם לא הושתלו בחזירים.
חצי פריצת דרך
עמיתים קראו את התוצאה אחרת. חוקר הקריוביולוגיה פיטר קילברייד, ממייסדי חברת Kyros Kairos, כינה אותה פריצת דרך שפותרת חצי מהבעיה. אם לשפוט לפי המספרים שלמעלה, האחסון והחימום בלי קרח נפתרו, ואילו המשימה העיקרית של הכליה, ניקוי הדם, עדיין לא. פרופסור מהמט טונר מהרווארד קרוב יותר לעבודה. הוא סגן מנהל ATP-Bio, המרכז שדרכו הקרן הלאומית למדע של ארה״ב מממנת אותה. הוא אמר ל-Gizmodo שאפשר כעת להשהות בבטחה את הזמן הביולוגי באיבר מורכב.
מה הניסוי עדיין לא הראה
המחברים עצמם מנו את המגבלות. זה פרה-פרינט. עדיין אין ביקורת עמיתים. בכל קבוצה היו שלוש השתלות, והתצפית נמשכה שעתיים, ולכן אף אחד לא יודע אם חזיר היה יכול לחיות על כליה כזאת שבוע או חודש. שנה של אחסון נבדקה על כליה אחת בלבד. מדחומים לא כיסו את כל האיבר, ולכן אי אפשר לשלול גבישי קרח זעירים. עם שלושה חזירים אי אפשר אפילו להוכיח שכליה מזוגגת אינה גרועה מכליה מקרח.
בשלב הבא הצוות רוצה להשתיל כליות מזוגגות בחזירים לטווח ארוך ולעקוב אחריהם שבועות. הוא גם מחפש חומרי הגנה פחות רעילים. אחר כך יגיעו כליות אנושיות שנפסלו להשתלה. פינגר מקווה שחלק מהנזק יחלים מעצמו או שאפשר לטפל בו על מכונת חלחול. הוא גם סבור שכליות אנושיות אולי יסבלו את התהליך טוב יותר מכליות חזיר.
השופט המחמיר ביותר, שוב, הוא פאהי, האיש שהארנב שלו חי על כליה מזוגגת 48 ימים ב-2009. הוא מכנה את זרימת הדם המחודשת חשובה מאוד, אבל הנזק מדאיג אותו. פסקו: ״מהניסויים האלה אי אפשר לדעת אם הכליות האלה היו מסוגלות לקיים חיים או לא״.
