Reni di maiale conservati a -150°C per oltre un anno riscaldati con successo e riportati alla funzionalità, facendo avanzare la banca degli organi

Reni di maiale conservati a temperatura ultrabassa per mesi — uno per oltre un anno — sono stati scongelati, riportati a temperatura e hanno dimostrato di tornare a funzionare, secondo scienziati che affermano che l’impresa potrebbe rappresentare un passo verso il “bancaggio” (organ banking) a lungo termine di organi destinati al trapianto.

Gli organi sono stati raffreddati fino a circa -150 °C, un intervallo sufficientemente freddo da arrestare l’attività biologica. Invece di congelarli nel senso consueto, i reni sono stati portati in uno stato vetrificato, simile al vetro, progettato per evitare i cristalli di ghiaccio che possono lacerare i tessuti delicati. Dopo la conservazione, il team ha riscaldato nuovamente i reni, li ha valutati su macchine di perfusione e li ha trapiantati in maiali. Secondo quanto riportato, gli organi hanno recuperato un colorito sano e hanno prodotto urina — due indicatori di base che il flusso sanguigno e la filtrazione erano ripresi.

Erik Finger, chirurgo dei trapianti all’University of Minnesota che ha co-guidato il lavoro, ha dichiarato che il risultato ha superato le sue aspettative. Ha raccontato di aver lasciato la sala operatoria dopo l’ultimo trapianto convinto che il traguardo segnasse un punto di svolta per il settore. Lo studio è stato pubblicato sul server di preprint bioRxiv e non è ancora stato sottoposto a peer review. I ricercatori sottolineano inoltre che i reni non sono perfetti e che il lavoro non ha ancora dimostrato che gli organi possano mantenere in vita un animale per periodi prolungati.

Ciononostante, esperti esterni descrivono i risultati come una tappa fondamentale. Il criobiologo Peter Kilbride, non coinvolto nello studio, ha affermato che per anni i gruppi di ricerca hanno faticato ad arrivare al punto di dimostrare un recupero funzionale in un organo integro. Korkut Uygun, bioingegnere dell’Harvard Medical School e anch’egli estraneo alla ricerca, ha definito l’approccio un potenziale percorso verso una conservazione indefinita degli organi — un progresso che, a suo dire, potrebbe trasformare i trapianti.

La posta in gioco è elevata. Ogni anno negli Stati Uniti vengono eseguiti decine di migliaia di trapianti e si stima che, nell’ultimo quarto di secolo, queste procedure abbiano aggiunto complessivamente circa 2 milioni di anni di vita. Eppure la scarsità di organi persiste e la logistica resta spietata: una volta che un organo da donatore diventa disponibile, con gli attuali metodi di conservazione in genere deve raggiungere un ricevente compatibile ed essere trapiantato entro circa 24-36 ore.

Una conservazione più lunga potrebbe alleviare più colli di bottiglia contemporaneamente. Con più tempo, i clinici potrebbero abbinare meglio donatori e riceventi e coordinare il trasporto. Potrebbe anche contribuire a ridurre il rischio di rigetto, consentendo ai medici di preparare in anticipo il sistema immunitario dei riceventi. Oggi, chi riceve un trapianto in genere necessita per tutta la vita di farmaci immunosoppressori per prevenire il rigetto — medicinali che possono comportare effetti collaterali significativi e aumentare il rischio di infezioni e tumori. Finger ha riassunto la promessa del concetto: invece di pazienti in attesa di una disponibilità di organi imprevedibile, gli organi potrebbero essere tenuti in riserva per i pazienti.

La sfida di fondo è che la vetrificazione è routine per piccoli campioni biologici — come ovuli, spermatozoi ed embrioni — ma è estremamente difficile per organi interi. Le sostanze chimiche crioprotettive possono impedire la formazione di ghiaccio, ma spesso sono altamente tossiche alle concentrazioni necessarie. Nel frattempo, i tessuti di grandi dimensioni sono difficili da raffreddare rapidamente e in modo uniforme, e altrettanto difficili da riscaldare in modo omogeneo; un riscaldamento non uniforme può fessurare il tessuto vetrificato o causare danni localizzati.

Per affrontare il problema del riscaldamento, Finger ha collaborato con il bioingegnere della University of Minnesota John Bischof e colleghi a una strategia che distribuisce il calore in tutto l’organo. Dopo aver caricato un rene con crioprotettore, il team lo ha perfuso con nanoparticelle di ossido di ferro inerti per le cellule. Durante il riscaldamento, viene applicato un campo elettromagnetico. Man mano che la radiofrequenza del campo alterna tra due stati, le nanoparticelle ruotano per allinearsi ad esso, rilasciando calore all’interno del tessuto. Regolando la potenza del campo, i ricercatori possono controllare il riscaldamento e puntare a un riscaldamento rapido e uniforme dell’intero organo.

Perché è importante

Se gli organi potessero essere conservati in sicurezza per mesi o anni, la medicina dei trapianti potrebbe passare da una logistica d’emergenza a un’assistenza pianificata e ottimizzata, con effetti sui pazienti in lista d’attesa e sugli ospedali che li assistono. L’approccio potrebbe migliorare l’abbinamento e il coordinamento e, in prospettiva, ridurre il rigetto consentendo una preparazione immunitaria pre-trapianto. I prossimi test cruciali saranno la peer review, studi di sopravvivenza a più lungo termine e la dimostrazione che il metodo può essere replicato in organi umani.