एक किडनी साल भर −150 °C पर रही, फिर चुंबकों ने उसे गर्म कर दिया

पूरे एक साल और एक दिन तक सूअर की एक किडनी माइनस 150 °C पर पड़ी रही। लेखकों की इमेजिंग और तापमान रीडिंग के मुताबिक़ उसके भीतर बर्फ़ नहीं बनी: ऊतक काँच की तरह जम गया। फिर उसे भीतर से करीब छह मिनट में गर्म किया गया। आयरन ऑक्साइड के कण, यानी आसान भाषा में जंग, पहले ही उसकी रक्त-वाहिकाओं में पंप कर दिए गए थे, और फिर चुंबकीय क्षेत्र चालू किया गया: एक ऐसा माइक्रोवेव जो पानी की जगह जंग को गर्म करता है। परफ़्यूज़न मशीन पर साल भर रखी गई उस किडनी ने मूत्र बनाया। तीन अन्य विट्रिफ़ाई की गई किडनियाँ सूअरों में प्रत्यारोपित की गईं, और वे तुरंत गुलाबी पड़ गईं। मिनेसोटा विश्वविद्यालय की टीम इस प्रयोग का ब्योरा 14 अक्टूबर 2026 के bioRxiv प्रीप्रिंट में देती है।

लेकिन मूत्र बनाने के बावजूद ये किडनियाँ शुरुआती घंटों में खून से अपशिष्ट ताज़ा किडनियों की तुलना में लगभग 50 गुना बदतर साफ़ करती हैं। मुख्य संदिग्ध वह एंटीफ़्रीज़ है जिसमें किडनी को ठंडा करने से पहले भिगोया जाता है। फिर भी यह एक क़दम है: सूअर की किडनी का वज़न क़रीब 100 ग्राम होता है और आकार में वह इंसानी किडनी के क़रीब है, जबकि अब तक नैनोवॉर्मिंग के बाद केवल लगभग एक ग्राम की चूहे की किडनियाँ ही प्रत्यारोपित हुई थीं।

बर्फ़ पर छत्तीस घंटे

आज दान किया गया अंग बर्फ़ से भरे कूलर में सफ़र करता है, और उसकी घड़ी चलती रहती है। दिल और फेफड़े छह से आठ घंटे टिकते हैं, लिवर क़रीब 12, किडनी 36 घंटे तक। ये आँकड़े 2023 में STAT ने दिए थे , जब उसने यह भी लिखा कि अमेरिका में लगभग 1,00,000 लोग प्रतीक्षा सूची में थे और उनमें से रोज़ 17 की मौत हो जाती थी।

ये घंटे हर प्रत्यारोपण को दौड़ बना देते हैं। अंग अक्सर सबसे अच्छे मेल वाले को नहीं, बल्कि सबसे नज़दीक रहने वाले को मिलता है। प्राप्तकर्ता की प्रतिरक्षा प्रणाली को तैयार करने का भी समय नहीं होता, और डोनर किडनी लेने वाला लगभग हर व्यक्ति जीवन भर रिजेक्शन-रोधी दवाएँ खाता है। ये दवाएँ संक्रमण और कैंसर का जोखिम बढ़ाती हैं।

अब दौड़ की जगह एक गोदाम की कल्पना कीजिए। किडनी महीनों भंडार में रहती है, और डॉक्टर इत्मीनान से सबसे उपयुक्त प्राप्तकर्ता खोजकर उसे तैयार करते हैं। टेक्सास की अंग-प्राप्ति संस्था LifeGift के प्रमुख केविन मायर ने MIT Technology Review से कहा कि अंगों को साल भर सहेज पाना प्रत्यारोपण को बदल देगा। वे सिर्फ़ किडनी के नहीं, हर तरह के अंगों के बैंकों की कल्पना करते हैं, जहाँ ज़रूरत पड़ने पर सही अंग तुरंत मिल जाए, जब मरीज़ इंतज़ार नहीं कर सकता, जैसे कुछ दवाओं की ओवरडोज़ या गोली लगने के मामलों में।

बर्फ़ काटती है, गर्मी तोड़ती है

बर्फ़ दुश्मन है। साधारण जमाव अंग को मार देता है। कोशिकाओं का पानी क्रिस्टल बन जाता है, जो ऊतक को चीर देते हैं। इसलिए अंगों को जमाने के बजाय शोधकर्ता उन्हें काँच में बदलने की कोशिश करते हैं।

बर्फ़ बनने से रोकने के लिए ऊतक को क्रायोप्रोटेक्टेंट में भिगोया जाता है। ये एक तरह के एंटीफ़्रीज़ का काम करते हैं, और ज़हरीले होते हैं। मुख्य घटकों में से एक, एथिलीन ग्लाइकॉल, वही चीज़ है जो ड्राइवर कार के रेडिएटर में डालते हैं। घोल जितना तेज़ होता है, बर्फ़ को उतना बेहतर रोकता है और कोशिकाओं को उतना ही ज़्यादा नुक़सान पहुँचाता है।

ठंडा करना आधा काम है। फिर से गर्म करना ज़्यादा कठिन है। उसे बाहर से गर्म करें, जैसे जमा हुआ चिकन सिंक में पिघलता है, तो बाहरी परतें कोर से पहले गर्म हो जाती हैं। तब धीरे गर्म हो रहे बीच के हिस्से में बर्फ़ उग सकती है, और तापमान का अंतर काँच में दरार डाल सकता है। इसी कारण बर्फ़ का टुकड़ा गर्म पेय में डालने पर चटक जाता है।

एरिक फ़िंगर और जॉन बिशोफ़ के नेतृत्व वाली टीम इससे नैनोवॉर्मिंग के ज़रिए निपटती है। किडनी की रक्त-वाहिकाओं में आयरन ऑक्साइड नैनोकणों का घोल पंप किया जाता है, और फिर प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र चालू किया जाता है। कण गर्म हो जाते हैं, इसलिए गर्मी सतह से रेंगकर आने के बजाय पूरे अंग में एक साथ पैदा होती है। किडनी का कोई हिस्सा बाक़ी से पीछे नहीं रहता।

एक ख़रगोश, पाँच चूहे और एक सूअर

इस कहानी का एक पूर्वज है। 2009 में क्रायोबायोलॉजिस्ट ग्रेगरी फ़ाही ने एक ख़रगोश का ब्योरा दिया , जिसे उसकी अपनी किडनी तब लौटाई गई जब अंग को लगभग माइनस 130 °C तक ठंडा किया जा चुका था। दूसरी किडनी निकाल दी गई थी, और जाँच के लिए इच्छामृत्यु देने से पहले जानवर विट्रिफ़ाई की गई किडनी पर 48 दिन जीवित रहा। कई ख़रगोशों में वही अकेला बचा था, और लेखकों ने ख़ुद इस नतीजे को किस्सा-भर बताया।

अगला क़दम 2023 में मिनेसोटा से आया। लगभग एक ग्राम वज़न की चूहे की किडनियाँ माइनस 150 °C पर 100 दिन तक रखी गईं। नैनोवॉर्मिंग के बाद उन्हें प्रत्यारोपित किया गया। पाँचों चूहे बच गए, और एक महीने के भीतर किडनियाँ पूरी तरह काम करने लगीं। उसी फ़ाही ने तब STAT से कहा कि किडनियों को बुरी तरह नुक़सान पहुँचा था: “ये अपनी जवानी में, एकदम स्वस्थ किडनियाँ थीं, और ये मुश्किल से बच पाईं।”

एक ग्राम से सौ ग्राम तक पहुँचने में तीन साल लगे। बड़ी किडनी में ठंडक धीमे पहुँचती है, और पुराना घोल समय रहते उसे बर्फ़ से नहीं बचा सकता था। टीम को नया मिश्रण और ठंडा करने का नया कार्यक्रम तैयार करना पड़ा।

32 किडनियों ने क्या दिखाया

प्रत्यारोपण सर्जन और इस काम के अग्रणी लोगों में से एक फ़िंगर ने MIT Technology Review को बताया कि दस साल पहले उन्हें ज़्यादा उम्मीद नहीं थी। आख़िरी प्रत्यारोपण के बाद वे कमरे से बाहर निकले और बोले: “यह बड़ी बात है।” दोबारा गर्म की गई किडनियों के बारे में वे सीधे कहते हैं: “ये तुरंत गुलाबी पड़ जाती हैं।”

प्रयोग में 32 किडनियाँ चार समूहों में इस्तेमाल हुईं: ताज़ा, एक दिन बर्फ़ पर, सिर्फ़ क्रायोप्रोटेक्टेंट में भिगोई गई, और विट्रिफ़ाई की गई। आठ विट्रिफ़ाई की गईं। उनमें से ज़्यादातर एक से सात दिन ठंड में रहीं, और एक 366 दिन। साल भर रखी गई किडनी का प्रत्यारोपण नहीं हुआ। उसे परफ़्यूज़न मशीन पर परखा गया, जो अंग में ऑक्सीजन-युक्त गर्म द्रव पंप करती है। उसने मूत्र बनाया, हालाँकि बाक़ियों से कम।

तीन विट्रिफ़ाई की गई किडनियाँ सूअरों में प्रत्यारोपित की गईं और दो घंटे तक देखी गईं। उनमें खून एक समान बहा और मूत्र तुरंत आने लगा। उन्होंने तो एक दिन बर्फ़ पर रखी किडनियों से भी ज़्यादा मूत्र बनाया, हालाँकि ताज़ा किडनियों के आधे से कम (औसतन 181 मिली प्रति 100 ग्राम ऊतक, जबकि बाक़ियों के 73 और 411)।

लेकिन असली कसौटी मूत्र नहीं है। चालू किडनी को खून साफ़ करना होता है, और इसे क्रिएटिनिन क्लीयरेंस से नापा जाता है: इस अपशिष्ट से किडनी प्रति मिनट कितना खून साफ़ करती है। यहाँ विट्रिफ़ाई की गई किडनियाँ ताज़ा किडनियों से लगभग 50 गुना और बर्फ़ पर रखी किडनियों से तीन गुना बदतर निकलीं (1.0 के मुक़ाबले 47.8 और 3.6)। बर्फ़ पर रखी किडनी भी पहले घंटों में मुश्किल से काम करती है, इसलिए सही तुलना वही है। फिर भी अंतर बड़ा है।

माइक्रोस्कोप के नीचे विट्रिफ़ाई की गई किडनियों की नलिकाओं को नुक़सान दिखा। ये वे छोटी नलियाँ हैं जहाँ किडनी पानी और उपयोगी पदार्थ खून को लौटाती है। प्रत्यारोपण के बाद रक्त-वाहिकाओं की दीवारें भी क्षतिग्रस्त मिलीं। शोधकर्ताओं का मुख्य संदिग्ध ज़हरीला घोल है: जो किडनियाँ सिर्फ़ उसमें भिगोई गईं, कभी जमाई नहीं गईं, उनमें भी लगभग उतना ही नुक़सान दिखता है। इसे पूरी तरह साबित नहीं किया जा सकता, क्योंकि उन किडनियों को सूअरों में कभी प्रत्यारोपित नहीं किया गया।

आधी सफलता

सहकर्मियों ने नतीजे को अलग-अलग तरह से पढ़ा। क्रायोबायोलॉजिस्ट पीटर किलब्राइड, जो कंपनी Kyros Kairos के सह-संस्थापक हैं, ने इसे सफलता कहा जो आधी समस्या हल करती है। ऊपर के आँकड़ों को देखें तो बर्फ़ के बिना भंडारण और दोबारा गर्म करना हल हो गया है, पर किडनी का मुख्य काम, खून साफ़ करना, नहीं। हार्वर्ड के प्रोफ़ेसर मेहमत टोनर इस काम के ज़्यादा क़रीब हैं। वे ATP-Bio के उप-निदेशक हैं, वह केंद्र जिसके ज़रिए अमेरिकी नेशनल साइंस फ़ाउंडेशन इसे फ़ंड करता है। उन्होंने Gizmodo को बताया कि जटिल अंग में जैविक समय को अब सुरक्षित रूप से रोका जा सकता है।

प्रयोग ने अभी क्या नहीं दिखाया

सीमाएँ लेखकों ने ख़ुद गिनाई हैं। यह प्रीप्रिंट है। अभी कोई सहकर्मी समीक्षा नहीं हुई। हर समूह में तीन प्रत्यारोपण थे, और निगरानी दो घंटे चली, इसलिए कोई नहीं जानता कि सूअर ऐसी किडनी पर एक हफ़्ता या एक महीना जी पाता या नहीं। साल भर के भंडारण को सिर्फ़ एक किडनी पर परखा गया। थर्मामीटर पूरे अंग को कवर नहीं करते थे, इसलिए बर्फ़ के छोटे क्रिस्टलों से इनकार नहीं किया जा सकता। तीन सूअरों से यह साबित भी नहीं होता कि विट्रिफ़ाई की गई किडनी बर्फ़ पर रखी किडनी से बदतर नहीं है।

आगे टीम विट्रिफ़ाई की गई किडनियों को सूअरों में लंबे समय के लिए प्रत्यारोपित करना और उन्हें हफ़्तों तक देखना चाहती है। वह कम ज़हरीले क्रायोप्रोटेक्टेंट भी खोज रही है। उसके बाद इंसानी किडनियाँ आएँगी, जिन्हें प्रत्यारोपण के लिए अस्वीकार कर दिया गया था। फ़िंगर को उम्मीद है कि कुछ नुक़सान अपने आप भर जाएगा या परफ़्यूज़न मशीन पर ठीक किया जा सकेगा। उनका यह भी मानना है कि इंसानी किडनियाँ इस प्रक्रिया को सूअर की किडनियों से बेहतर सह सकती हैं।

सबसे कठोर न्यायाधीश, एक बार फिर, फ़ाही हैं, वही जिनका ख़रगोश 2009 में विट्रिफ़ाई की गई किडनी पर 48 दिन जिया था। वे बहाल हुए रक्त प्रवाह को बहुत अहम कहते हैं, पर नुक़सान उन्हें चिंतित करता है। उनका निष्कर्ष: “इन प्रयोगों से हम नहीं बता सकते कि ये किडनियाँ जीवन को सहारा दे पातीं या नहीं।”