Успехи витрификации
«Остеклененные» донорские органы хранятся дольше
Журнал АВС по материалам New Scientist: Heart of glass could be key to banking organs
На шестой конференции научного общества Strategies for Engineered Negligible Senescence (SENS), проходившей в колледже Квинс, Кэмбридж, Великобритания (Queens’ College, Cambridge, UK) доктор Стивен ван Сикл (Stephen van Sickle) из амриканской компании Arigos Biomedical представил сообщение о применении технологии витрификации (превращения в стекло) для сохранения донорских органов: хранение замороженных таким образом донорских органов возможно в течение лет или даже десятилетий, что позволит создать настоящие банки органов, повысить их доступность и сократить очереди. К ограничениям метода относятся термомеханические повреждения («стеклянные» органы могут растрескиваться) и биохимическая токсичность используемых при замораживании растворов. Благодаря разработанной технологии можно устранить растрескивание и уменьшить токсичность криопротекторов для витрификации. В предварительных экспериментах с почками свиней удалось достичь отсутствия повреждений и большой скорости охлаждения, что уменьшает время воздействия криопротекторов.
При замораживании живых клеток происходит кристаллизация вне– и внутриклеточной воды, что повреждает важнейшие структуры, так как объем кристаллов больше объема исходной жидкости. Кроме того, кристаллизация предполагает влияние и других факторов, имеющих значение. Во-первых, нарушается осмотическое равновесие (количество воды, в которой растворены белки и соли уменьшается). Во-вторых, выделятся тепло (за счет уменьшения энтропии замерзание – это экзотермический процесс) и структуры клеток повреждаются от перегрева.
При витрификации переохлажденный раствор переходит в твердое состояние, оставаясь аморфным (нет кристаллической структуры вещества), этого можно достичь очень быстрым охлаждением. Однако даже для одной живой клетки необходимая скорость охлаждения недостижима, и эту проблему решают криопротекторы. Криопротекторы образуют водородные связи с молекулами воды и нарушают образование кристаллов льда, их использование позволяет снизить скорость замораживания. Несмотря на то, что по своей природе криопротекторы токсичны для клеток, технология витрификации отработана и успешно используется для консервации человеческих эмбрионов и ооцитов при лечении бесплодия.
При витрификации крупных органов возникает вопрос необходимости применения большего количества криопротекторов и хрупкости «остекленного» органа. Как сообщил доктор ван Сикл, эти проблемы решаются использованием персуффляции (замены крови газом) гелием. Таким образом, орган охлаждается быстрее, а криопротектора требуется меньше, и пространства между тканями остаются разделенными газом, не слипаясь.
Подобные разработки есть и у других компаний – например, 21st Century Medicine сообщала об успешной витрификации, разморозке и пересадке почек кролика (меньших по размеру, чем свиные). Самая крупная организация в области криобиологии, Alcor Life Extension Foundation, сохраняет человеческие тела в жидком азоте с 1976 года. В 2001 году Alcor сообщила о возможности «нейровитрификации» – сохранения человеческого мозга в состоянии без повреждений кристаллами льда, благодаря созданным компанией криопротекторам.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
20.09.2013