Reni di maiale congelati per un anno tornano a funzionare dopo il riscaldamento

Reni di maiale sono stati raffreddati a -150 °C, conservati in un congelatore per mesi — in un caso per oltre un anno — e poi riportati a temperatura ambiente riprendendo a funzionare. È la prima volta che accade con un organo intero. I risultati, condivisi sul server di preprint bioRxiv e non ancora sottoposti a revisione paritaria, arrivano dal gruppo guidato dal chirurgo dei trapianti Erik Finger e dall'ingegnere biomedico John Bischof, entrambi all'Università del Minnesota. Dopo il riscaldamento, i reni sono stati testati su macchine di perfusione e trapiantati in maiali: hanno ripreso colore e prodotto urina.

Come si congela un organo senza distruggerlo

Il punto di partenza è una tecnica già nota come vitrificazione, che porta le cellule a uno stato simile al vetro invece che al ghiaccio. È il metodo con cui si conservano ovuli, spermatozoi ed embrioni. Applicarlo a un organo intero è molto più complicato, perché bisogna raffreddare e riscaldare in modo uniforme un tessuto grande, evitando che si formino cristalli di ghiaccio capaci di lacerarlo.

Per riuscirci, il gruppo di ricerca ha caricato l'organo con una miscela di crioprotettori — sostanze che funzionano come antigelo — e poi lo ha infuso con nanoparticelle di ossido di ferro. Le particelle non interferiscono con le cellule, ma quando vengono attivate da un campo elettromagnetico a radiofrequenza si riallineano continuamente al campo e rilasciano calore in tutto il tessuto. Regolando la potenza del campo, i ricercatori controllano la velocità del riscaldamento, che accelera una volta superati i -120 °C.

Dal ratto al maiale, tre anni di lavoro

Nel 2023 lo stesso gruppo aveva vitrificato reni di ratto, riscaldandoli dopo un massimo di 100 giorni di congelamento e trapiantandoli negli animali. Il passaggio a organi più grandi non è stato automatico: il rene di un ratto pesa circa un grammo, quello di un maiale intorno ai 100, ed è considerato un buon modello per l'organo umano per dimensioni e aspetto. La miscela di crioprotettori usata sui ratti non funzionava altrettanto bene sui maiali. "Abbiamo dovuto riscoprire e modificare il cocktail", spiega Bischof. "Ecco perché ci sono voluti tre anni."

La procedura, nella sua versione attuale, comincia con il prelievo del rene dal maiale donatore, il lavaggio con una soluzione di conservazione per rimuovere il sangue e il trasporto in laboratorio. Qui l'organo viene collegato a un dispositivo che ne controlla temperatura e pressione, caricato lentamente con i crioprotettori — circa due ore — e poi attraversato per sette-otto minuti dalle nanoparticelle. Il raffreddamento avviene pompando vapore di azoto freddo in una camera. Intorno ai -120 °C il tessuto si comporta come vetro e può restare stabile a lungo; il processo viene messo in pausa per verificare che l'organo sia vitreo in ogni sua parte, altrimenti rischia di incrinarsi. Poi si scende fino a -150 °C, la temperatura di conservazione.

Cosa hanno mostrato i test

Una volta riportati a temperatura ambiente e liberati da crioprotettori e nanoparticelle, i reni sono stati valutati in due modi. In una serie di esperimenti sono stati messi su dispositivi di perfusione, già impiegati in chirurgia per nutrire gli organi e valutarli fuori dal corpo. In un'altra serie sono stati trapiantati in maiali e monitorati per due ore. In entrambi i casi hanno recuperato: "diventano subito rosa", racconta Finger. Hanno prodotto urina entro circa un minuto, anche se in quantità pari a circa due terzi di quella attesa.

La maggior parte dei reni era stata conservata per giorni o settimane. Uno però era rimasto nel congelatore poco più di un anno: una volta riscaldato e messo sulla macchina di perfusione, ha prodotto urina immediatamente. "Sembrava persino meglio di molti altri", dice Finger. "Ora possiamo dire con tranquillità che possiamo conservarli per un anno e riscaldarli con una funzione eccellente."

Perché conta

Ogni anno, nei soli Stati Uniti, decine di migliaia di trapianti di organo vengono eseguiti; si stima che negli ultimi 25 anni abbiano salvato 2 milioni di anni di vita. Il limite attuale è il tempo: un organo umano va portato al ricevente giusto entro 24-36 ore. Chi riceve un trapianto deve inoltre assumere farmaci che sopprimono il sistema immunitario per tutta la vita, con effetti collaterali e maggior rischio di infezioni e tumori.

Potersi permettere di conservare gli organi a lungo cambierebbe l'ordine delle cose. "Con una vera banca degli organi — dice Finger — invece del paziente che aspetta l'organo, sono gli organi che aspettano il paziente." Si avrebbe più tempo per trovare la corrispondenza giusta e, potenzialmente, per preparare il ricevente e il suo sistema immunitario prima del trapianto. Korkut Uygun, ingegnere biomedico alla Harvard Medical School, non coinvolto nello studio, parla di "un momento rivoluzionario per i trapianti". Peter Kilbride, criobiologo, osserva che per anni si è provato e fallito: "Finalmente abbiamo questo passo avanti".

I reni non sono perfetti e i ricercatori non hanno ancora dimostrato che possano sostenere la vita a lungo termine. Ma il punto di questa notizia non è il record: è che un problema considerato per decenni fuori portata si è spostato. Non serve un lampo improvviso, serve la pazienza di rimettere a punto una miscela chimica per tre anni, di misurare la temperatura al decimo di grado, di capire che le nanoparticelle possono fare da termostato interno. Il progresso che non fa rumore procede così: qualcuno continua a provare anche quando non è sicuro che funzionerà.

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Articolo originale della redazione di Good News · WitUp, scritto a partire dalla notizia pubblicata da technologyreview.com.