Новое слово в криоконсервации

"Самой главной проблемой и ограничением в развитии этой технологии выступало то, что вещества, защищающие клетки от формирования в них частичек льда, являются крайне токсичными сами по себе. Наша методика открывает дорогу для поиска менее токсичных криозащитных веществ, и путь к "остекленению" более сложных тканей и органов", — заявил Адам Хиггинс (Adam Higgins) из Университета Орегона в Корваллисе (США).

Как объясняет Хиггинс, криосохранение сложных тканей и органов тела была невозможна до открытия его научной группы по той причине, что во время заморозки в клетках тела начинают формироваться микроскопические кристаллики льда. Плотность льда чуть ниже, чем плотность жидкой воды, благодаря чему такие кристаллы в буквальном смысле разрывают клетку.

Некоторые живые существа, в том числе различные микроорганизмы, лягушки и рыбы, научились противостоять этому процессу, вырабатывая особую смесь из сахаров и других веществ, которые предотвращают подобные разрывы. Все попытки создать искусственные аналоги этих веществ заканчивались неудачей – они оказывались ядом для клеток.

Хиггинс и его коллеги решили эту проблему, разработав особую стратегию поиска и проверки наименее токсичных криозащитных веществ и использовав её для создания технологии заморозки органов.

В рамках этой методики "искусственного отбора" учёные подготовили несколько десятков растворов глицерина и ряда минеральных солей, и проверили, какие из них будут убивать меньше всего клеток при заморозке тканей и после их разморозки.

Как показали эти эксперименты, простые изменения в пропорциях глицерина и солей, а также новая методика вывода их из образца тканей организма помогла учёным в разы улучшить эффективность криоконсервации – доля клеток, переживших замораживание, увеличилась с 10% до 80%, что уже позволяет говорить о том, что органы можно будет замораживать.

Как отмечают Хиггинс и его коллеги в ближайшее время они займутся поисками более безопасных компонентов криозащитных веществ, которые, как они надеются, помогут им достичь отметки в 99% выживших клеток, что уже позволит запасать органы и сложные ткани тела для дальнейшей пересадки и изучения. Кроме того, криотехнологии такого рода позволят без фатальных последствий заморозить и сохранить сперму, кровь, эмбрионы, семена растений и прочий биологический материал.

Значение этого открытия переоценить сложно. В настоящее время по указанным выше причинам криоконсервации подвергаются в основном отдельные клетки человека, да и то зачастую эффективность процесса оставляет желать лучшего. Новое же открытие, если оно подтвердится, может дать ключ к решению проблемы заморозки тканей, органов, а, возможно, и самого человека.

Результаты открытия опубликованы в журнале PLoS ONE.