Фото: spletnik.ru
Американські медики вперше змогли успішно розморозити шматочки заморожених тканин і органів, не пошкодивши при цьому клітини і міжклітинне середовище, використовуючи наночастки- "грілки" з оксиду заліза, йдеться в статті, опублікованій в журналі Science Translational Medicine.
"Нам вперше вдалося показати, що ми можемо взяти великі зразки біоматеріі і швидко розморозити її, не пошкоджуючи тканин, підвищуючи температури на сотні градусів за хвилину. Подібні результати радують нас і дозволяють сподіватися, що в майбутньому ми зможемо створити цілі банки заморожених органів для трансплантації", – заявив Джон Бішоф (John Bischof) з університету Міннесоти в Міннеаполісі (США).
Однією з головною проблемою при пересадці органів є те, що майже всі органи, в тому числі серце, печінку і нирки, живуть вкрай недовго поза живим тілом. В середньому, їх можна зберігати навіть при близьконульових температурах лише кілька годин, після чого їх пересадка стане небезпечною для пацієнта. Тому більше половини потенційних трансплантатів сьогодні викидається в сміттєвий бак.
Як розповідає Бішоф, рішення цієї проблеми очевидно – органи можна заморозити, і розморозити їх тільки тоді, коли в цьому з'явиться необхідність. Але не все так просто – при простому заморожуванні органів і тканин в їх клітинах починають формуватися кристали води, в буквальному сенсі "розривають" мембрани клітин і вбивають їх.
Деякі тварини, такі як жаби або черв'яки, вирішили цю проблему за людину – в їх організмі міститься спеціальна речовина-"антифриз", що перешкоджає формуванню кристалів і дозволяє таким істотам пережити заморозку. Перші синтетичні аналоги таких речовин, здатні перетворювати заморожені органи в своєрідне крижане "скло", були створені два десятиліття тому.
Однак і в даному випадку вчені зіткнулися з новими проблемами – виявилося, що правильно розморозити орган так само складно, як і заморозити його, і ця проблема досі не була повністю вирішена – в кращому випадку виживає близько 80% клітин, чого недостатньо для нормальної роботи будь-якого органу. Бішоф і його колеги домоглися 100% результату і зробили останній крок на шляху до необмеженого зберігання органів, створивши своєрідний зворотний антипод технології миттєвої заморозки.
Проблема при розморожуванні органів, за словами Бишофа, полягає в тому, що заморожені тканини розігріваються нерівномірним чином, в результаті чого їх клітини і вони самі в цілому тріскаються і розвалюються на частини. Відповідно, якби існувала технологія рівномірної і дуже швидкого розморожування, то тоді б ця проблема була б вирішена.
Вчені з університету Міннесоти знайшли відповідь на це питання в світі наночастинок. Вони звернули увагу на те, що мікроскопічні фрагменти заліза і багатьох інших металів можна нагріти до надвисоких температур в сотні і тисячі градусів Цельсія, опромінюючи їх радіохвилями або мікрохвиль. Сьогодні такі наночастинки вчені використовують для "випалювання" ракових пухлин, де вони швидко накопичуються після введення в організм.
Виявилося, що ці ж самі наночастинки можна застосовувати для "миттєвого розморожування" органів. Як розповідають медики, додавання навіть невеликого числа наночастинок в тканини захищає їх клітини від пошкоджень і дозволяє розморозити їх буквально за хвилину, підвищивши температуру з мінус 160 градусів Цельсія до кімнатної температури за одну мить.
Роботу цієї методики вчені продемонстрували, заморозивши і розморозивши кілька серцевих клапанів і артерій, витягнутих з серця свиней. Як показали досліди з ними, тканини і органи були позбавлені пошкоджень і в цілому не відрізнялися за структурою від інших частин серця, що не піддавалися заморожуванню.
Зараз дана технологія, як визнають Бішоф і його колеги, ще не придатна для заморозки великих органів – все досліди велися на невеликих шматочках тканини, чия маса не перевищувала 50 міліграм. Проте, американські дослідники впевнені, що їм вдасться адаптувати дану методику і для розморожування зразків масою в кілограм і обсягом в літр, і вважають, що технологія буде працювати і за цими межами.