Технологія заморозки води без утворення льоду, спочатку створена для тривалого зберігання улюблених японцями суші, стане в нагоді для кріогенного зберігання органів і навіть, можливо, цілих людських особин.
Сучасні кріогенні технології дозволяють заморожувати людську кров, ембріонів, сперму і яйцеклітини та інші невеликі клітинні конгломерати - і зберігати їх десятиліттями. Але зробити те ж з більш великими структурами, цілими органами, поки вкрай непросто. Слова, що формуються при заморожуванні кристали льоду в буквальному сенсі, розривають клітини, а речовини-кріопротектори, що перешкоджають цьому, доводиться додавати в таких кількостях, що вони і самі починають проявляти токсичний вплив.
Рішення може прийти з досить несподіваного боку - з технології, розробленої в Японії для тривалого зберігання суші та інших напівсирих страв традиційної кухні. Заморозка відбувається моментально, і клітини зберігаються інтактними.
Прийнято вважати, що при заморожуванні органів пошкодження клітини виникають з вини кристалів льоду, що формуються всередині неї. Однак це відбувається тільки в тому випадку, коли швидкість замерзання не залишає часу на роботу осмотичним механізмам. Якщо процес вести неспішно і контрольовано (як при використанні сучасної техніки SPF, «повільного програмованого заморожування»), то по мірі перетворення в лід води міжклітинного простору, частина її, щоб вирівняти баланс, починає залишати клітку. Клітина злегка «всихає», тож навіть лід, що утворюється згодом, вже не розриває її структури. Якраз метод SPF використовується сьогодні для збереження ембріонів, стовбурових клітин тощо.
У випадку ж з цілим органом він не спрацьовує: лід міжклітинного простору руйнує вже його складну структуру - якщо для окремих клітин це не суттєво, то для якої-небудь печінки просто загибельно. Поки що для цієї мети доводиться занурювати органи в речовини-кріопротектори, щоб вони замістили воду в складі клітин і в міжклітинному просторі. Але в таких кількостях і кріопротектори токсичні, не дозволяючи вести заморозку на скільки-небудь значний час, інакше вони просто самі зруйнують орган. Так що - на жаль! - навряд чи можна сьогодні сподіватися на успішне «розмороження» Джеймса Бедфорда, який в 1967 р. став першою людиною, крионованою після смерті - тіло його зберігається досі.
Абсолютно новий підхід до завдання пропонує метод, що використовує явище вітрифікації, при якій рідина миттєво переходить у твердий стан - але не кристалічний, а аморфний, склоподібний. Як наслідок - ніякого пошкодження від кристалів не виникає. Зате, знову ж таки, потрібні кріопротектори: щоб домогтися вітрифікації, потрібно з їх допомогою сильно збільшити в'язкість і знизити точку замерзання води в клітинах. Знову глухий кут? Не зовсім.
Нещодавно група японських дослідників звернула увагу на метод, що використовується для заморожування суші - компанія ABI випускає систему CAS, в якій замість кріопротекторів для тієї ж мети вітрифікації використовується вплив зовнішнім магнітним полем. Воно доводить воду до «потрібної кондиції», і після припинення цього впливу вода моментально переходить у склоподібний стан. Ніяких кристалів. Тверде тіло.
Удосконалена версія технології CAS вже почала працювати в першому в світі комерційному «Банку зубів» (The Teeth Bank), де вирвані зуби замість того, щоб відправитися в сміття, зберігаються як потенційне джерело отримання стовбурових клітин і - потенційно - «вилікування» і пересадки. Справа за наступним етапом, збереженням цілих органів. А там, як знати, чи не дійде черга і до нас з вами?..
Читайте також: «Homo technicus».
Публікація Gizmag