Криогеника

Еден ден ќе имаме технологија да ги вратиме замрзнатите луѓе во живот, а потоа да ги излечиме од тоа што ги убило години порано!

Крионика е наука за замрзнување на човечкото тело во суспендирана состојба и потоа негово оживување во подоцнежен период. Досега,оваа постапка беше научна фантастика. Иако постојат голем број криогени институти во реалниот свет кои нудат замрзнување на човечкото тело, ниту еден сè уште не ја покажал способноста да оживее тело на другиот крај од процесот. Процесот на замрзнување на ткивото предизвикува ширење на замрзнатата вода и уништување на клеточната материја и затоа е малку веројатно во реалноста дека замрзнатото тело би можело да оживее без оштетување.

Ова поле започна со откривање и широко усвојување на глицерол и диметил сулфоксид како криопротектори пред повеќе од 60 години, но овие супстанци не се покажале добри за сите клетки и не се идеални за сите работни текови.

Неколку предизвици се јавуваат кога клетките се ладат за криогенско складирање, како и за време на повторното загревање. За време на ладењето, формирањето на екстра-целуларни ледени кристали доведува до осмотска нерамнотежа низ клеточната мембрана и последователна дехидрација на клетките. Во отсуство на екстрацелуларен мраз, примероците може да се преладат под рамнотежната точка на замрзнување, што доведува до зголемена шанса за фатално формирање на интрацелуларен мраз. Брзото ладење и додавањето на високи концентрации на криопротективни агенси (CPA) може да постигнат витрификација, аморфна состојба без мраз. Сепак, високите концентрации на CPA може да бидат токсични за клетките. За време на затоплувањето, може да дојде до рекристали-зација на мразот, каде што ледените кристали растат и предизвикуваат механичко оштетување и лиза на клетките. Витрификуваните примероци може да станат нестабилни и да се девитрифицираат, што ќе доведе до понатамошен раст на мразот. Конечно, крио-презервацијата може да предизвика апоптоза, што доведува до одложена клеточна смрт по одмрзнувањето. Имајте предвид дека сите овие се крајности, не мора да се случуваат истовремено и може делумно да се ублажат со додавање на криопротективни средства.

Замрзнатото мозочно ткиво функционира совршено кога ќе се одмрзне по 18 месеци

Научниците од Кина развија нова хемиска смеса која овозможува мозочното ткиво повторно да функционира откако ќе биде замрзнато. Растворот од метилцелулоза, етилен гликол и други компоненти ги штити мозочните клетки од оштетување при замрзнување и одмрзнување.

За да биде јасно од самиот почеток, научниците не го замрзнуваа и одмрзнуваа човечкиот мозок. Овој експеримент користи мозочни органоиди - вештачки одгледани, ин витро, ткиво што личи на делови од човечкиот мозок - добиени од човечки ембрионски матични клетки. Овие се во суштина ситни мозочни ткива одгледувани во чинија.

Традиционално, замрзнувањето на мозочното ткиво резултира со значително оштетување на клетките при одмрзнувањето, ограничувајќи ги истражувачките способности. За да го решат ова, истражувачите одгледувале мозочни органоиди со недели, а потоа ги пото-пувале во комерцијална мешавина на хемикалии. Органоидите, со големина од приближно само четири милиметри, содржеле неврони и нервни матични клетки способни да се развијат во различни функционални мозочни клетки.

Зошто научниците сакаат да го замрзнат мозочното ткиво?

Болестите на мозокот чинат огромна цена, и финансиски и во форма на човечки животи. И над 90% од новите кандидатски лекови не успеваат за време на клиничките испитувања. Овој неуспех делумно се должи на предизвикот да се преведат ефектите на лекот од животински модели на луѓе.Тука влегуваат мозочните органоиди. Овие ткива го имитираат развојот и функцијата на човечкиот мозок. Така, тие би можеле да се покажат многу покорисни од уште една ветувачка студија за глувци.

Истражувачите тестирале ветувачки хемикалии на мозочните органоиди - мали парчиња мозочно ткиво израснати во лабораторија кои се развиваат во различни типови на сродни клетки.Овие органоиди биле потопени во различни хемиски раствори и потоа замрзнати во течен азот 24 часа. Тие потоа биле брзо одмрзнати во топла вода и функцијата на клетките, растот и знаците на оштетување на клетките биле следени во одреден временски период.

Претходните истражувања покажале дека без разлика колку брзо се замрзнуваат мозочните материи, процесот на замрзнување и одмрзнување секогаш предизвикува оштетување на ткивото но тимот од Кина најде начин да го заобиколи овој проблем со натопување на ткивото во специјален раствор пред замрзнувањето.

По многу обиди, тие пронајдоа една комбинација на раствори кои најдобро функционирала - мешавина од етилен гликол, метилцелулоза, DMSO и Y27632. Миксот на растворот го нарекле MEDY.

Оваа мешавина е идентификувана по опширно тестирање со различни соединенија за да се најде најдобриот конзерванс за време на процесот на замрзнување и одмрзнување. Утврдено е дека MEDY ја минимизира клеточната смрт и ефикасно го промовира растот.

Истражувачкиот тим потоа го тестирала MEDY под различни услови за да види колку добро ја спречил штетата од замрзнување. Условите вклучувале менување на променливите, како што е староста на органоидите пред замрзнувањето и колку долго биле натопени во растворот MEDY. Тие потоа им дозволиле на органоидите да продолжат да растат откако ќе се одмрзнат до 150 дена.

Органоидите се третирани со MEDY во течен азот најмалку 48 часа. По одмрзнувањето, се следат органоидите две недели, проценувајќи ја клеточната смрт и растот на невритите - гранките на нервните клетки. Органоидите третирани со MEDY покажале висока сличност во изгледот, растот и функцијата со незамрзнатите колеги. Ова беше конзистентно дури и по замрзнување од 18 месеци!

Истражувачите откриле дека нема разлика помеѓу органоидите кои биле замрзнати и оние кои не биле - дури и оние кои биле замрзнати дури 18 месеци.Како последен тест, истражувачкиот тим ја искористил својата техника на примерок од мозочно ткиво добиен од жив човечки пациент и открил дека функционира исто толку добро.

Етилен гликолHO−CH₂CH₂−OH

Етилен гликол (име по IUPAC: етан-1,2-диол) е органско соединение (вицинален диол) со формулата (CH2OH)2. Главно се користи за две намени: како суровина во производството на полиестерски влакна и како антифриз-средство против замрзнување. Тоа е без мирис, безбојна, запалива, вискозна течност. Има сладок вкус, но е токсичен во високи концентрации.

Метил целулоза

Метил целулоза е соединение добиено од целулоза. Се продава под различни трговски имиња и се користи како згуснувач и емулгатор во разни прехранбени и козметички производи, а исто така и како лаксатив. Како и целулозата, таа не е сварлива, нетоксична и не е алерген. Покрај кулинарската употреба, се користи во уметност и занаети како што е папие-маше и често е главната состојка на лепило за тапети.

DMSO

Диметил сулфоксид (DMSO) е органо-сулфурно соединение со формулата (CH3)2SO. Оваа безбојна течност е сулфоксид, важен поларен апротички растворувач кој ги раствора и поларните и неполарни соединенија и се меша со широк опсег на органски растворувачи, како и вода. Има релативно висока точка на вриење. DMSO се метаболизира до соединенија кои оставаат вкус на лук во устата откако DMSO се апсорбира од кожата.

Y27632C₁₄H₂₁N₃O • 2HCl

Y-27632 е инхибитор на мала молекула што го таргетира ROCK (протеин киназа поврзана со Rho) за да го подобри клеточното преживување и раст. Се работи за многу моќен, клеточно-пропустлив, селективен ROCK инхибитор (протеин серин/треонин киназа што формира протеин серин/треонин киназа поврзан со Rho) а, исто така, го инхибира ROCK-II со еднаква моќ. Инхибицијата е конкурентна во однос на АТР.