Бүйрек бір жыл минус 150 °C-та жатты, содан кейін оны магнитпен жылытты

Бір жыл мен бір тәулік бойы шошқа бүйрегі минус 150 °C-та жатты. Авторлардың бейнелеуі мен температура өлшемдеріне сүйенсек, оның ішінде мұз өспеген: ұлпа шыныдай қатқан. Содан соң оны іштен, шамамен алты минутта жылытты. Қан тамырларына алдын ала темір оксидінің бөлшектерін, қарапайым тілмен айтқанда, тоттың бөлшектерін айдап, содан кейін магнит өрісін қосты: су емес, тот қыздыратын микротолқынды пеш сияқты. Перфузиялық аппаратта бір жыл сақталған бүйрек зәр шығарды. Тағы үш витрификацияланған бүйрек шошқаларға салынды да, бірден қызғылт тартты. Миннесота университетінің командасы тәжірибені 2026 жылғы 14 қазандағы bioRxiv-тегі препринтте сипаттайды.

Бірақ бұл бүйректер зәр шығарғанымен, алғашқы сағаттарда қаннан қалдықты жаңа бүйректерге қарағанда шамамен 50 есе нашар тазалайды. Басты күдікті: салқындатар алдында бүйрек батырылатын антифриз. Дегенмен бұл қадам: шошқа бүйрегінің салмағы шамамен 100 грамм, ол адам бүйрегіне көлемі жағынан жақын, ал нановармингтен кейін бұған дейін тек шамамен бір грамдық егеуқұйрық бүйректері ғана ауыстырылған.

Мұздағы отыз алты сағат

Донор мүшесі бүгін мұзға толы салқындатқышта тасымалданады, ал оның сағаты тықылдап тұр. Жүрек пен өкпе алты-сегіз сағат, бауыр шамамен 12 сағат, бүйрек 36 сағатқа дейін шыдайды. Бұл сандарды 2023 жылы STAT келтірген : сол кезде АҚШ-та күту тізімінде шамамен 100 000 адам тұрғанын, олардың 17-сі күн сайын қайтыс болатынын да атап өткен.

Сол сағаттар әр трансплантацияны жарысқа айналдырады. Мүше көбіне ең сәйкес адамға емес, ең жақын тұратын адамға тиеді. Реципиенттің иммундық жүйесін дайындауға да уақыт жоқ, ал донор бүйрегін алған адамның барлығы дерлік өмір бойы ағзаның қабылдамауына қарсы дәрі ішеді. Ол дәрілер инфекция мен қатерлі ісік қаупін арттырады.

Енді жарыстың орнына қойманы елестетіңіз. Бүйрек қоймада айлап күтеді, дәрігерлер асықпай ең сәйкес реципиентті тауып, оны дайындайды. Техастағы LifeGift мүше сатып алу ұйымын басқаратын Кевин Майер MIT Technology Review-ге мүшені бір жыл сақтау трансплантологияны түбегейлі өзгертер еді деп айтты. Ол тек бүйрек емес, мүшенің барлық түрінен тұратын банктерді көз алдына елестетеді: науқас күте алмайтын кезде, мысалы кейбір артық дозалану немесе мылтық жарақаты жағдайында, қажетті мүше сұраныс бойынша табылады.

Мұз кеседі, жылу жарады

Мұз қас жау. Қарапайым қатыру мүшені өлтіреді. Жасушалардағы су кристалға айналып, ұлпаны жыртып жібереді. Сондықтан зерттеушілер мүшені қатырудың орнына шыныға айналдыруға тырысады.

Мұз түзілмес үшін ұлпаны криопротекторларға батырады. Олар антифриздің бір түрі, әрі улы. Негізгі құрамдастардың бірі, этиленгликоль, жүргізушілер көліктің радиаторына құятын заттың өзі. Ерітінді неғұрлым күшті болса, мұзды соғұрлым жақсы тоқтатады және жасушаларға соғұрлым көп зиян келтіреді.

Салқындату жұмыстың жартысы ғана. Қайта жылыту қиынырақ. Қатқан тауықты раковинада жібіткендей сырттан қыздырсаңыз, сыртқы қабаттар өзектен бұрын жылиды. Сонда баяу жылып жатқан ортада мұз өсуі мүмкін, ал температура айырмасы шыныны жарып жіберуі мүмкін. Жылы сусынға салған мұз кесегінің сынуының себебі де сол.

Эрик Фингер мен Джон Бишоф басқаратын команда мұны нановарминг арқылы шешеді. Бүйректің қан тамырларымен темір оксиді нанобөлшектерінің ерітіндісін айдайды, содан кейін айнымалы магнит өрісін қосады. Бөлшектер қызады, сондықтан жылу бетінен баяу өтпей, бүкіл мүшеде бірден пайда болады. Бүйректің ешбір бөлігі қалғандарынан қалып қоймайды.

Қоян, бес егеуқұйрық және шошқа

Бұл оқиғаның алдыңғы кезеңі бар. 2009 жылы криобиолог Грегори Фейи шамамен минус 130 °C-қа дейін салқындатылған бүйрегі өзіне қайтарылған қоян туралы жазды . Екінші бүйрек алынды, жануар зерттеу үшін эвтаназияланғанға дейін 48 күн витрификацияланған бүйрекпен өмір сүрді. Бұл бірнеше қоянның ішінде аман қалған жалғыз қоян болды, нәтижені авторлардың өздері анекдоттық деп атады.

Келесі қадамды 2023 жылы Миннесота жасады. Салмағы шамамен бір грамм егеуқұйрық бүйректері минус 150 °C-та 100 күнге дейін жатты. Нановарминггтен кейін оларды ауыстырып салды. Бес егеуқұйрықтың бәрі аман қалды, бір ай ішінде бүйректер толық жұмыс істеді. Сол Фейи сол кезде STAT-қа бүйректер қатты зақымданғанын айтты: «Бұл өмірінің гүлдеген кезіндегі, мінсіз сау бүйректер еді, олар әрең шыдады».

Бір граммнан жүз граммға өту үш жыл алды. Суық үлкен бүйректе баяу қозғалады, ал ескі ерітінді оны мұздан уақытында қорғай алмады. Команда жаңа қоспа мен жаңа салқындату кестесін жасауға мәжбүр болды.

32 бүйрек не көрсетті

Жұмыс жетекшілерінің бірі, трансплантолог-хирург Фингер MIT Technology Review-ге он жыл бұрын үлкен үміт артпағанын айтты. Соңғы трансплантациядан кейін ол бөлмеден шығып: «Бұл өте маңызды» деді. Қайта жылытылған бүйректер туралы ол қарапайым айтады: «Олар бірден қызарып кетеді».

Тәжірибеге 32 бүйрек қатысты, төрт топқа бөлінді: жаңа, бір тәулік мұзда жатқан, тек криопротекторға батырылған және витрификацияланған. Сегізі витрификацияланды. Олардың көбі суықта бір-жеті күн өткізді, біреуі 366 күн жатты. Бір жыл сақталған бүйрек ауыстырылмады. Оны перфузиялық аппаратта сынады, ол мүше арқылы оттегімен байытылған жылы сұйықтық айдайды. Бүйрек зәр шығарды, бірақ басқаларға қарағанда аз.

Үш витрификацияланған бүйрек шошқаларға ауыстырылып, екі сағат бақыланды. Олардан қан біркелкі өтіп, зәр бірден пайда болды. Олар тіпті бір тәулік мұзда жатқан бүйректерге қарағанда көбірек зәр шығарды, бірақ жаңаларға қарағанда екі еседен аз (100 грамм ұлпаға орта есеппен 181 мл, ал салыстыру үшін 73 және 411).

Бірақ зәр нағыз сынақ емес. Жұмыс істейтін бүйрек қанды тазалауы керек, ал оны креатинин клиренсі өлшейді: бүйрек минутына осы қалдық заттан қанның қанша көлемін тазалайды. Мұнда витрификацияланған бүйректер жаңаларға қарағанда шамамен 50 есе, мұздан алынған бүйректерге қарағанда үш есе нашар болды (1,0 және 47,8 мен 3,6-ға қарсы). Мұздан алынған бүйрек алғашқы сағаттарда да әрең жұмыс істейді, сондықтан әділ салыстыру сол. Соған қарамастан алшақтық үлкен.

Микроскоп астында витрификацияланған бүйректердің түтікшелері зақымданғаны көрінді. Бұл бүйрек суды және пайдалы заттарды қанға қайтаратын ұсақ құбырлар. Ауыстырудан кейін қан тамырларының қабырғалары да зақымданды. Зерттеушілердің басты күдіктісі улы ерітінді: тек соған батырылып, қатырылмаған бүйректер де дерлік сондай зақымдануды көрсетеді. Мұны толық дәлелдеу мүмкін емес, өйткені ол бүйректер шошқаларға ауыстырылмаған.

Жартылай серпіліс

Әріптестер нәтижені әртүрлі оқыды. Kyros Kairos компаниясының тең құрылтайшысы криобиолог Питер Килбрайд мұны мәселенің жартысын шешетін серпіліс деп атады. Жоғарыдағы сандарға қарағанда, мұзсыз сақтау мен қайта жылыту шешілген, ал бүйректің басты міндеті, қанды тазалау, шешілмеген. Гарвард профессоры Мехмет Тонер жұмысқа жақынырақ. Ол АҚШ Ұлттық ғылыми қоры қаржыландыратын ATP-Bio орталығының директор орынбасары. Ол Gizmodo-ға күрделі мүшедегі биологиялық уақытты енді қауіпсіз түрде кідіртуге болатынын айтты.

Тәжірибе әлі не көрсетпеді

Авторлар шектеулерді өздері атады. Бұл препринт. Рецензиялау әлі жоқ. Әр топта үш трансплантация болды, бақылау екі сағатқа созылды, сондықтан шошқа мұндай бүйрекпен бір апта немесе бір ай өмір сүре алатынын ешкім білмейді. Бір жылдық сақтау жалғыз бүйректе сыналды. Термометрлер бүкіл мүшені қамтымады, сондықтан ұсақ мұз кристалдарын жоққа шығаруға болмайды. Үш шошқамен витрификацияланған бүйрек мұздағыдан нашар емес екенін де дәлелдеу мүмкін емес.

Келесі кезеңде команда витрификацияланған бүйректерді шошқаларға ұзақ мерзімге ауыстырып, оларды апталар бойы бақылағысы келеді. Сондай-ақ улылығы аз криопротекторларды іздеп жатыр. Одан кейін трансплантацияға жарамсыз деп танылған адам бүйректері келеді. Фингер зақымданудың бір бөлігі өздігінен жазылады немесе перфузиялық аппаратта емделеді деп үміттенеді. Ол сондай-ақ адам бүйрегі бұл процесті шошқа бүйрегінен жақсырақ көтеруі мүмкін деп ойлайды.

Ең қатал төреші тағы да Фейи, 2009 жылы қояны витрификацияланған бүйрекпен 48 күн өмір сүрген адам. Ол қалпына келген қан ағымын өте маңызды деп атайды, бірақ зақымдану оны алаңдатады. Оның үкімі: «Бұл тәжірибелерден бұл бүйректер өмірді қамтамасыз ете алар ма еді, жоқ па, біз айта алмаймыз».