Einungis tveir tímar – svo hratt þarf það að gerast frá því að manneskjan deyr þar til líffæri eins og hjörtu, lungu og lifur eru grædd í sjúklinga sem þurfa á líffærum að halda.
Eftir einungis tvær mínútur án súrefnis fara frumurnar í líffærunum nefnilega að deyja. Það er ekki fyrr en búið er að græða líffæri í líffæraþega sem blóð með fersku súrefni nær að stöðva niðurbrotið. Nái líffærin fyrst að deyja verður ekki aftur snúið.
Þannig hefur málum verið háttað þar til nú. Hópur vísindamanna við bandaríska háskólann Yale hefur nefnilega komist að því hvernig megi endurlífga dauð líffæri – og halda þeim á lífi – í þessar dýrmætu stundir.
Aðferðin felst í stuttu máli í því að dæla bláum, köldum vökva inn í líkamann. Vökvi þessi færir frumum í deyjandi líffærum m.a. súrefni og steinefni til að líffærin haldist á lífi.
Eftir margar farsælar tilraunir með svín eru sérfræðingar nú reiðubúnir að aðlaga þessa tækni að manneskjunni.
Líffæri deyja skjótt
Líffæri þurfa stöðugt á súrefnisríku blóði að halda. Þegar maður deyr og ferskt blóð rennur ekki lengur um líkamann fá frumurnar ekki til sín súrefni og næringarefni og eins geta þær heldur ekki losað sig við úrgangsefni. Fyrir vikið bólgna frumurnar upp, frumuhimnan rofnar og frumurnar deyja að lokum.
Fram til þessa hefur skilvirkasta aðferðin við að halda líffærum á lífi falist í að kæla þau niður, þar sem lágt hitastig dregur úr líffræðilegum ferlum frumnanna.
20 manns dóu á degi hverjum árið 2021 þegar þeir biðu án árangurs eftir líffæragjöf.
En kuldinn getur einungis seinkað ferlinu lítillega.
Lífseigustu líffærin eru nýrun sem geta spjarað sig í mest 36 stundir áður en að græða verður þau í sjúkling. Hjörtu og lungu geta einungis lifað af í sex klukkutíma fyrir utan líkamann.
Þessi þröngi tímarammi gerir mönnum örðugt að uppfylla mikla þörf fyrir heilbrigð líffæri. Þess vegna fær einungis einn af hverjum tíu sjúklingum nauðsynleg líffæri á heimsvísu.
Líffærin duga ekki fyrir þörfinni
Um heim allan er núna mikill skortur á heilbrigðum gjafalíffærum. Þetta sýna síðustu tölur frá líffæragjafastofnuninni GODT sem er undir Alþjóðaheilbrigðisstofnuninni WHO. Á heimsvísu er fjöldi líffæraflutninga um 144.000 á ári hverju og skiptist niður á 92.532 nýru, 34.694, lifrar, 8.490 hjörtu, 6.470 lungu, 2.025 skjaldkirtla og 172 smáþarma) og þetta nægir fyrir um 1/10 af eftirspurninni.
Í dag er algengasta aðferðin við að halda líffærum á lífi með eins konar „gervilunga“ sem kallast ECMO (Extra Corporeal Membrame Oxygenator). ECMO er dælukerfi sem er tengt við lifandi sjúkling. Blóðið er sent út í maskínuna þar sem við það er síðan bætt súrefni og blóðinu síðan dælt út í líkamann.
Aðferðin heldur t.d. sjúklingum með hjarta- og lungnabilun lifandi á meðan þeir bíða eftir heilbrigðu hjarta og heilbrigðum lungum. En ECMO getur ekki haldið lífi í líffærum eftir að sjúklingur hefur látist.
Ferskt súrefni bjargar deyjandi frumum
Í þessum nýju tilraunum hefur teymi vísindamanna við Yale-háskólann þróað vökva sem getur haldið líffærum lifandi í umtalsvert lengri tíma.
Vökvanum sem samanstendur af þrettán mismunandi næringarríkum og heilandi efnum, er blandað við blóðið og getur að hluta til komið í staðinn fyrir það í líkamanum.
Súrefni er bætt við vökvann sem inniheldur framleiddan blóðrauða. Prótín þetta er að finna með náttúrulegum hætti í rauðum blóðfrumum okkar en það bindur súrefni frá lungum í blóðinu og losar súrefni þegar blóðið rennur út til mismunandi frumna líkamans.
Sérhæfð líkamsstarfsemi er í umsjá fjölmargra mismunandi líffæra. Hvert um sig sér aðeins um fáein afmörkuð verkefni.
Vísindamennirnir bæta einnig við nærandi steinefnum ásamt sýklalyfjum. Þau draga úr áhrifum boðefna sem nefnast cytokin sem jafnan kalla á ónæmisfrumur til að fjarlægja dauðar frumur og gera við skaddaðar frumur.
Í dauðum líkama er það verkefni að fjarlægja dauðar frumur tröllaukið og því kalla þessi boðefni sífellt á fleiri ónæmisfrumur sem safnast saman og enda með því að gera meiri skaða en gagn.
Árið 2019 birti teymið athyglisverðar niðurstöður úr tilraunum þar sem svínaheilar voru meðhöndlaðir með vökvanum. Undrun þótti sæta að heilarnir voru lifandi og virkuðu eins og skyldi mörgum tímum eftir að svínin voru dauð.
Vökvinn OrganEx sem hefur í nýjum tilraunum getað haldið lífi í dauðum grísum, var upphaflega þróaður til að halda lífi í heilum – undir nafninu BrainEx.
Vísindateymið hefur þróað þennan vökva áfram sem nú kallast Organ Ex og hafa þróað hann með fjölmörgum tilraunum á svínum sem var veitt hjartastopp með rafstuði. Einni klukkustund eftir að þau voru dauð var helmingur svínanna tengdur við Organ Ex á meðan hinn fékk meðhöndlun með ECMO.
Eftir sex tíma voru líffærin í ECMO óstarfhæf í svínunum en líffærin í þeim svínum sem voru meðhöndluð með Organ Ex voru í góðu formi.
Heilinn sendir rafboð, frumur líkamans erfiða á fullu og handleggirnir hreyfast í mánuði. Nýjar tilraunir sýna sprengingu lífs á mínútunum, dögunum og mánuðunum eftir dauðann.
Líffærin höfðu náð að virkja gen sem fá frumurnar til að byrja að gera sjálfar við sig. Jafnframt tóku frumurnar í hjörtum og nýrum til sín sykrur úr Organ Ex-vökvanum. Vísindamennirnir mældu einnig rafleiðni og taktfasta vöðvasamdrætti í hjörtunum sem reyndust á endanum ná venjulegum hjartslætti og heilbrigðum blóðþrýstingi.
Eins gátu þeir séð að frumurnar í bæði lifur og heila framleiddu þessi nýju prótín sem gátu að nokkru haldið uppi eðlilegri virkni líffæranna.
Samkvæmt teyminu var erfitt að sjá mun á líffærum dauðra grísa og líffærum í lifandi svínum, jafnvel undir smásjá.
⇑ Blár vökvi endurlífgar líffæri
Í fjölmörgum tilraunum með dauð svín hefur teymi vísindamanna við Yale-háskólann endurlífgað líffæri hjá svínum sem hafa fengið hjartastopp. Með því að nýta kaldan bláan vökva tóku líffærin að gera við sig sjálf og framkvæma síðan hefðbundna starfsemi.
1. Hjartað stöðvað
Í tilrauninni deyfðu vísindamennirnir fyrst svínin og stoppuðu síðan hjörtu þeirra með rafstuði. Þegar hjörtun dældu ekki lengur blóði með fersku súrefni og næringarefnum um líkama svínanna tóku líffærin að brotna niður og deyja.
2. Vísindamenn bættu við súrefni og bláum vökva
Fersku súrefni var bætt við blóðið úr svínunum ásamt bláum vökva sem búið var að setja tilbúinn blóðrauða í en hann flytur súrefni út til frumna í líffærum. Einnig var bætt í vökvann sýklalyfjum ásamt næringarríkum steinefnum.
3. Dæla dreifir vökva um líkamann
Eftir að blóðið var fyllt með súrefni og blandað bláa vökvanum var blöndunni dælt inn í líkamann í gegnum slöngu sem var tengd meginslagæð í fæti. Blóðið og blái vökvinn runnu síðan út úr líkamanum í gegnum slöngu í bláæð.
4. Líffærin haldast lifandi
Vísindamenn mældu stöðugt blöndu blóðs og Organ Ex-vökvans sem rann úr líkama svínanna. Eftir sex tíma hafði súrefnismagnið hækkað, hjartslátturinn var eðlilegur og frumurnar voru færar um að framleiða ný prótín.
Vísindamennirnir sem standa að baki Organ Ex sjá ekki einungis mikla möguleika til að vinna bug á viðvarandi skorti á gjafalíffærum. Þeir telja einnig að Organ Ex gæti mögulega í framtíðinni nýst við að meðhöndla líffærabilun hjá lifandi sjúklingum eða jafnvel til að endurlífga sjúklinga sem hafa farið í hjartastopp.
,,Rannsókn okkar sýnir getu líkamans til að lifna við eftir dauðann.”
David Andrijevic, einn vísindamannanna að baki OrganEx
Aðferð þessi hefur orðið til þess að sérfræðingar eru farnir að rökræða hvar beri að setja mörkin milli lífs og dauða.
Til dæmis er afar umdeilt hvort dauðu svínin – hvers heilar voru endurlífgaðir af Brain Ex – megi teljast „meðvitaðir“. Vísindamennirnir telja svo ekki vera enda hafi ekki fundist „samhæfð rafvirkni“ í heilum þeirra. Fjölmargir aðrir sérfræðingar hafa goldið varhug við þessari þróun og benda á að hér sé ansi hratt farið inn á grá svæði, bæði hvað varðar siðfræði og ekki síður lögfræði.
Tilkoma Organ Ex krefst þannig þess að við ígrundum enn betur hvað felist í dauðanum, útskýrir David Andrijevits á heimasíðu Yale:
„Allar frumur deyja ekki samstundis. Þetta getur verið langvarandi ferli og það er hægt að grípa inn í þetta ferli“.
Sérfræðingar þurfa nú m.a. að ræða kosti og galla á þessari nýju aðferð, t.d. hve mikinn hluta af líkama dýrs þurfi að endurlífga áður en unnt verði að halda því fram að viðkomandi dýr sé í raun lifandi.
Umræðan sem varðar hvernig og í hvaða mæli verður unnt að yfirfæra þessa aðferð á manneskjur verður vafalítið langtum flóknari og umdeildari.
