Hebreeuwse Universiteit ‘ice tech’ zou tekort transplantatie-organen kunnen oplossen

Het team van prof. Braslavsky

Prof. Ido Braslavsky werkt aan manieren om hart, lever en nieren te bevriezen

Door David Shamah

Voor veel hart-, nier- en leverpatiënten is een transplantatie de enige haalbare oplossing om ze in leven te houden. Maar de kans op het vinden van een geschikte donor is vrij klein: ongeveer één op de tien, volgens de World Health Organization.

Artsen zouden veel gemakkelijker de andere 90 procent van de transplantatiekandidaten te redden, als ze wat ze nodig hebben, in een orgaanbank konden vinden.


Helaas is er nu geen manier om organen gedurende een lange termijn te bewaren. Maar dankzij onderzoek aan de Hebreeuwse Universiteit kan dat snel veranderen.

“De mogelijkheid om organen te bevriezen en ze vervolgens te ontdooien, zonder schade aan het orgaan zelf, zou revolutionair zijn wat betreft onze kansen om levens te redden”, aldus Prof. Ido Braslavsky van het Instituut voor Biochemie, Voedselwetenschap en Voeding bij de Robert H. Smith Faculteit van Landbouw, Voedsel en Milieu van de Hebreeuwse Universiteit.

”Het perfectioneren van cryopreservatie – het proces van het behoud van cellen, weefsels en organen bij temperaturen onder nul – zou het bewaren van weefsels en organen en het efficiënt bij elkaar passen tussen die van donor en de patiënt mogelijk maken en uiteindelijk de levens van miljoenen mensen over de hele wereld redden”, aldus Braslavsky.

Het onderzoek dat hij en zijn team doen bij ijsbindende eiwitten – dezelfde eiwitten die het vissen, dieren, en zelfs bacteriën mogelijk maakt om te overleven in de Antarctische wateren – zou het probleem kunnen oplossen, zei Braslavsky.

Vandaag de dag is het beste wat artsen kunnen doen, organen op te slaan in koele temperaturen – in een draagbare koelkast, in wezen – en ze naar patiënten in nood, door de stad dan wel het hele land te vervoeren. Dit wereldwijd doen is twijfelachtiger; na ongeveer 12 uur neigen harten en levers slechter te worden tot het punt, waarop zij niet langer bruikbaar zijn. Nieren houden het iets langer vol – ongeveer 30 uur – maar zelfs die moeten snel worden getransplanteerd om de doeltreffendheid ervan te waarborgen.

Het invriezen van organen werkt niet; wanneer de watermoleculen in de organen bevriezen, zetten ze uit en beschadigen de gevoelige cellen en compromitteren het vermogen van het orgaan om in het lichaam te werken. Daarom, zei Braslavsky, worden organen zoals hart, nieren, lever, longen en darmen in koelers maar niet in vriezers bewaard.
Als ze konden worden ingevroren, zouden echter veel meer levens kunnen worden gered, daar artsen de organen zouden kunnen krijgen, die ze nodig hebben.

Professor Ido Braslavsky aan het werk in het lab (Courtesy)

Braslavsky, één van ’s werelds beste onderzoekers op het gebied van cryopreservatie, heeft jarenlang antivries-eiwitten bestudeerd, een soort ijsbindend eiwit, dat organismen helpt weerstand te bieden aan bevriezing, zowel in zee als op het land.
Hij en zijn collega’s van de Hebreeuwse Universiteit, Dr. Maya Bar Dolev, Dr. Liat Bahari, Dr. Amir Bein, Dr. Ran Drori, Dr. Victor Yeshunsky en anderen en in samenwerking met Prof. Peter Davies van de Queens University in Canada, onderzoeken de effecten van de eiwitten, die ongeveer 50 jaar geleden werden ontdekt in Antarctische vis en waarvan nu bekend is, dat ze aanwezig zijn in koude weerstaande vissen, planten, insecten en micro-organismen.

“We onderzoeken de wisselwerking tussen ijs-bindende eiwitten en ijskristallen,” zei Braslavsky. “Omdat we werken bij temperaturen onder nul graden Celsius en we een hoge nauwkeurigheid van de werktemperatuur nodig hebben, ontwierpen we een speciale microscoop met een koeler in fasen, die een niveauregelingscontrole van een duizendste graad van de temperatuur en ook het invriezen mogelijk maakt. Met gebruik van fluorescentieverlichting, kunnen we zien waar de eiwitten, die worden voorzien van fluorescente kleurstoffen, zich bevinden. Met deze apparaten kunnen we ijskristallen volgen als ze groeien en smelten in aanwezigheid van ijsbindende eiwitten.”

Met de eiwitten zijn wezens die in omgevingen met een temperatuur onder nul leven in staat om de bevriezing van hun eigen organen te voorkomen, blijkt uit het onderzoek. Braslavsky en zijn leerlingen toonden aan, dat eiwitten ijs aankleven via “onomkeerbare binding, “waardoor een buffer tussen het ijs en de cellen wordt gecreëerd voor de duur van de “koude periode,” waardoor voorkomen wordt, dat het ijs uitzet en de cellen beschadigt.

De studie, zei Braslavsky, verklaarde hoe ijsbindende eiwitten de groei van het ijs stoppen, een groot mysterie, dat wetenschappers op het gebied gedurende tientallen jaren voor een raadsel zette. Deze bevinding, gepubliceerd in Langmuir and RSC Advances in 2015 zou cruciaal kunnen zijn voor het gebruik van deze eiwitten als cryoprotectants (beschermers tegen bevriezing), zei de Hebreeuwse Universiteit.

Bij voortzetting van het onderzoek, hoopt het team het proces mechanisch te kunnen dupliceren. De volgende stap is het onderzoek uit te breiden, meer schepselen te bestuderen om de technieken, die gebruikt worden om bevriezing te voorkomen, te begrijpen en om te proberen manieren te vinden om hetzelfde te doen in het lab, zei het team.

De bevindingen kunnen ook een revolutie teweeg brengen in de industrie van bevroren levensmiddelen.
“Uitzetting van het ijs vormt ook een groot probleem in bevroren voedsel”, zegt Braslavsky, die met zijn team ook werkt aan de toepassing van ijsbindende eiwitten in voedsel. “Velen van ons zijn bekend met roomijs, dat haar textuur heeft verloren in huis diepvriezers, of vlees, dat veel van zijn vloeistoffen heeft verloren en er niet vers uitziet of smaakt na het ontdooien. IJs-bindende eiwitten kunnen de controle van ijs in bevroren voedsel en de ontwikkeling van nieuwe vriesbehandelingen mogelijk maken. Sommige producenten van levensmiddelen zijn reeds begonnen met het gebruik van ijsbindende eiwitten in hun producten.”

Maar roomijs terzijde, het team is gericht op zijn levensreddende missie: het uitzoeken van een manier om succesvol menselijke organen te bevriezen zonder ze te beschadigen. Onderzoek in cryopreservatie is een belangrijk doel van de Organ Preservation Alliance (OPA), een Amerikaanse NGO, gesticht in 2014. De organisatie heeft als doel het onderzoek naar het opslaan van menselijke organen in orgaanbanken te versnellen en te coördineren en het zegt, dat voor de eerste keer dit doel binnen bereik is.

Het onderzoek van Braslavsky wordt ondersteund door de European Research Council (ERC), het zevende kaderprogramma van de Europese Unie (KP7) en de Israel Science Foundation (ISF).

Braslavsky’s onderzoek komt op een moment dat de wetenschap de noodzaak van orgaanbanken begint te begrijpen. Vorig jaar vergaderde de eerste wereldwijde Organ Banking Summit in Californië, waar wereldwijde toonaangevende wetenschappers, investeerders en beleidsmakers samen waren om “de biologische tijd te stoppen” en transplantatie te transformeren. Het volgde op een aankondiging van het Amerikaanse ministerie van Defensie van de allereerste overheidssubsidies gericht op het instellen van orgaanbanken.

Terwijl de race doorgaat, is Braslavsky hoopvol dat het cryopreservatie onderzoek op de drempel van succes is. “Recente ontwikkelingen in cryobiologie methoden en het gebruik van materialen met een specifieke wisselwerking met ijskristallen, zoals ijsbindende eiwitten openen de mogelijkheid voor een aanzienlijke vooruitgang in de cryopreservatie van cellen en organen,” voegde hij eraan toe.

Bron: timesofisrael.com