Збереження органів нирки починається знову після заморожування

Візьміть кролячу нирку. Заморозьте його при -130 ° C. Повільно відлига. Потім пересадіть цю нирку кроликові, у якого її немає. Перевірте, чи добре у кролика. Якщо так, ця нирка працює.

Ця успішна трансплантація раніше кріоконсервованого органу - це подвиг, досягнутий Грегорі Фахі та його командою в дослідницькому центрі 21-го століття з медицини, вченими, що займають передові позиції в області кріобіологічних досліджень. Історичний прорив, про який автори розповідають у спеціалізованому журналі Organogenesis (1). "Це важливий прогрес для кріобіології, оскільки ця робота дає надію, що одного разу ми зможемо застосувати цей протокол до людських органів", - пояснює П'єр Бутрон, дослідник, що спеціалізується на криобіології (прочитайте його інтерв'ю), автор книги "Зупини старіння".


Від -45 ° C до -130 ° C

Вже в 2004 році Гегорі Фахі та його співвітчизник Брайан Воук зробили важливий крок у охолодженні нирок кроликів до -45 ° C, перш ніж повернути їх до кімнатної температури та здійснити повторну імплантацію тваринам, у яких була видалена інша нирка (2). Кролики повністю пережили трансплантацію для свого виживання від повторно імплантованої нирки. Результат, який тоді оцінив як "вражаючий" професор Девід Пегг (Університет Йорка, Великобританія), сам відомий дослідник і головний редактор журналу, який опублікував це дослідження. "Ми ніколи не падали до такої низької температури", - радів тоді Грегорі Фахі.

Веселий, але недостатньо. "Нам доведеться піти набагато нижче, якщо ми дійсно хочемо зберегти органи без пошкодження", - гартувала Франсуаза Арно, колишня студентка CNRS в Медичному дослідницькому центрі ВМС США (Сілвер Спрінгз). До якої температури? "Ніхто насправді не знає", - відповів Девід Пегг. Але особисто я думаю, що вам доведеться опускатися нижче -100 ° C або навіть -120 ° C, щоб мати шанс зберегти органи понад кілька днів. »Завдання, досягнуте Грегорі Фахі.

Що змінилося між досвідом 2004 року та досвідом 2009 року? Що дозволило знизити температуру ще нижче, не завдаючи шкоди? «Застосований протокол в основному однаковий, - пояснює П’єр Бутрон, дослідник, що спеціалізується на кріобіології, - були внесені дуже тонкі зміни. Дослідникам особливо вдалося адаптувати розчин кріоконсерванту, який використовується для запобігання утворенню льоду, який пошкоджує орган (прочитайте нашу статтю про кріоконсерванти). Це мінімальні зміни, але найважливіше, оскільки розчин повинен бути дуже концентрованим, щоб бути ефективним, але використовувані продукти не повинні бути токсичними для органу, це важка ставка, яку щойно виграли.


Нирки та мозок

органів
Цей успіх є результатом багаторічної роботи Грегорі Фахі та його співробітників, які є однією з небагатьох дослідницьких груп у світі, що працюють над кріоконсервацією органів. До квітня 2006 року вони успішно охолодили зрізи структури мозку щурів, гіпокампу, не пошкодивши їх, підтримуючи їх життєздатністю (3). Це було першим доказом того, що складні та організовані нейронні мережі можна зберегти за допомогою вітрифікації (прочитайте нашу статтю про вітрифікацію) при температурі нижче -20 ° С. «Ці результати, зазначені тоді Грегорі Фахі, відкривають нові можливості. Перспективи трансплантації області мозку після хвороби або травми. "


Заморозити цілий мозок

Дуже рано дослідники криобіології виявили інтерес до мозку. У серії приголомшливих експериментів, проведених у 1960-х роках Ісаму Суда, дослідниця університету Кобе, Суда хотіла дізнатися, чи зберігає мозок ссавця свої функції після заморожування. Для цього він знеболив котів, повільно охолоджував, видалив їм мозок і перфузував розчином гліцерину, щоб кріопротектор (читайте нашу статтю про кріопротектори) дифундував у кожен нейрон. Потім він заморозив мозок при -20 ° C. Через півтора місяці він зігрів мозок коту, циркулював штучну кров і підключив його до електроенцефалографа. Результати справді вражають, оскільки пристрій показав мозкові хвилі! Він повторив ці експерименти кілька разів, зберігаючи мозок до 7 років. Знову ж пристрій повернув слід мозкових хвиль.

"Здається, кріоконсервація нервової системи створює менше перешкод, ніж кріоконсервація цілих органів", - пояснює П'єр Бутрон. Досвід Суди не відтворено. Останній, в якому брав участь мозок, заморожений при -90 ° C, ніколи не бачив світ у науковому журналі. Це властивість Грегорі Фахі, який визначає перешкоди, з якими стикається Суда, із звичайними кріопротекторами. Насправді це показало б електричну активність ізольованих клітин: «зв’язки між клітинами були втрачені, в мозку з’явилися тріщини, спричинені кристалами льоду. Ми далеко від збереження складних нейронних мереж без пошкоджень. Щоб досягти цього, необхідно, як і у випадку з кролицькими нирками, успішно вітрифікувати мозок, на шляху до якого щойно зробив Грегорі Фахі великий крок.

Також прочитайте наші статті:

Список літератури

(1) Fahy GM, Wowk B, Pagotan R, Chang A, Phan J, Thomson B, Phan L. Фізичні та біологічні аспекти склування нирок. Органогенез. 2009 липень; 5 (3): 167-75.

(2) Fahy GM, Wowk B, Wu J, Phan J, Rasch C, Chang A, Zendejas E. Кріоконсервація органів за допомогою вітрифікації: перспективи та останні досягнення. Кріобіологія. 2004 квітня; 48 (2): 157-78.

(3) Пічугін Ю., Фахі Г.М., Морін Р. Кріоконсервація зрізів гіпокампа щурів методом вітрифікації. Кріобіологія. 2006 квітня; 52 (2): 228-40. Epub 2006 5 січня.

(4) Суда І, Кіто К, Адачі С. Життєздатність довготермінового замороженого мозку кішки in vitro. Природа. 1966 15 жовтня; 212 (5059): 268-70.