Как отогреть замороженный орган

Одна из самых больших проблем в трансплантологии – невозможность долгое время сохранять жизнеспособность органов, предназначенных для пересадки. Сейчас орган для трансплантации «живёт» от 6 до 12 часов – потом в нём накапливаются необратимые изменения, и пересаживать его смысла уже нет.

Как отогреть замороженный орган

Есть ряд методов, позволяющих это время увеличить, но почти все они не очень практичны. Клетки пересаживаемого органа должны всё время снабжаться кислородом и питательными веществами, иначе они начнут погибать, но после извлечения органа из тела кровоток в нём, понятное дело, останавливается.

Можно поступить иначе – как можно сильнее затормозить процессы жизнедеятельности в клетках, понизив им температуру. Однако и тут есть сложности: чтобы эффективно замедлить процессы жизнедеятельности, нужно остудить орган до температуры ниже 0°С, но тогда в клетках начнут образовываться кристаллы льда, которые буду портить макромолекулярные комплексы и мембраны.

С другой стороны, появление ледяных кристаллов можно предотвратить, если использовать вещества-криопротекторы: с их помощью можно поддерживать жизнеспособность органа при достаточно низкой температуре в течение нескольких дней.

И есть другой способ – в присутствии криопротекторов очень быстро охладить орган до очень низкой температуры, до -160…-196°С. В этом случае кристаллы льда не образуются – говорят, что раствор перешел в твердую стекловидную форму, минуя фазу кристаллообразования. В таком виде биологическую ткань можно хранить уже довольно долго. Но тут возникает другая проблема: как разморозить «остекленевший» орган? Если отогревать его постепенно, то какие-то его части будут теплеть быстрее, какие-то – медленнее, при нагревании будут возникать те же кристаллы льда, и в целом биологические ткани после таких процедур получаются сильно поврежденными. Чтобы этого не происходило, нужно найти способ быстро нагреть орган по всему его объему.

В статье в Science Translational Medicine исследователи из Университета Миннесоты именно такой способ и описывают: они предлагают добавлять в раствор криопротектора, которым пропитывают орган, наночастицы оксида железа. Наночастицы заворачивают в оболочку на основе кремния, чтобы они не навредили клеткам. Для разморозки используют электромагнитные волны, которые нагревают железные частицы, а поскольку частицы проникают глубоко в орган, то и орган будет разогреваться сразу полностью. Таким способом можно поднимать температуру со скоростью 100–200°С в минуту, что в 10–100 раз быстрее, чем в обычных методах.

Как отогреть замороженный орган
«Разогревающие» наночастицы из оксида железа в кремниевой оболочке (электронная микрофотография)

Глубокое быстрое охлаждение и постепенное оттаивание используют для образцов объемом около 1 миллилитра (собственно биологический образец – например, эмбрион на начальных этапах развития – плюс консервирующий раствор). С наночастицами то же самое удалось сделать для образца объемом 50 мл – живые ткани в нем не пострадали, клетки остались целы.

Конечно, 50 мл – это совсем не почка, не печень и не лёгкое. Однако то, что масштаб метода удалось увеличить сразу в несколько десятков раз, позволяет надеяться, что в ближайшем будущем исследователи смогут точно также заморозить и какой-нибудь большой орган – и тогда у нас, наконец, появится возможность запасать органы для трансплантации и хранить их до востребования.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Похожие записи:
Просмотров
Всего:
5 | За месяц: 1 | За неделю: 0 | За сутки: 0