Економист – Лондон
Во текот на една просечна зима, американската шумска жаба Rana sylvatica може и по неколку пати да се замрзне. Тие можат да го изведат ова со замена на поголемиот дел од водата во нивните тела со активирање на гликозата зачувана во нивната јетра. Тоа го сопира создавање лед во нивните ткива онака како што паѓа температурата. Кога природата пак ќе се затопли, жабосладоледот се одмрзнува без никакви болни ефекти.
Она што жабите го прват без размислување, човекот научник се обидува да го направи со размислување и да го реплицира. Резултатот не треба да биде замрзнување и реанимација на комплетен човек – таквата размисла е некаде помеѓу фантазија и измама – туку долготрајно зачувување на органи за трансплантација. Според Светската здравствена организација (СЗО) досега е забележано дка на помалку од 10 проценти од луѓето им се потребни органи за трансплантација. Доставата на тие органи опадна во време кога методот стана побезбеден, а процедурите за интензива нега поефикасни, а делумно и заради намалување на побарувачката за инстант достапни пациенти. Ставени на лед, но не и замрзнати, бубрезите можат да опстојат до 12 часа. Донирано срце не може да опстои ни толку. Ако органите можат да бидат замрзнати и потоа одмрзнати без оштетување, сето тоа ќе се смени. Ќе можат да се отворат соодветни банки на органи. Нема да се изгуби нуту еден орган. А органи за трансплантација кои сосема ќе се совпаднат со потребите на пациентот можат онака како што ќе има потреба од нив да бидат земени од полиците во замрзнувачот.
Проблемот е што водата се шири кога замрзнува. Ако има вода во живото ткиво, токму таа ја прави сета штета во процесот. Но група научници, од хирурзи и бионемичари до механички инженери и научници за храна, се обидуваат да го надминат овој непријатен факт. И по години упорна работа, мнозина од нив сметаат дека се наоѓаат на прагот на успех и дека кризачувувањето наскоро ќе стане скапоцена технологија.
Внесување од ладно
Некои човечки ткива веќе се зачувани во замрзнувач. Тоа е случај со сперма и црвени крвни клетки уште пред неколку децении, а пред три децении тоа беше случајот и со ембриони во рана фаза. Но тоа се специјални случаи. Сперматозоидите и крвните клетки се единечни клетки, и исто така имаат малку вода во нив. Замрзнатиот ембрион има неколку стотини клетки, но тоа се многу мали структури. замрзнувањето на органи во целосна големина се покажа како голем проблем.
Мехмет Тонер од Медицинската школа на Харвард го истражува примерот со шумските жаби. Можеби ќе звучи како изненадување, но овие амфибии ја преживуваат зимата со претворање на нивните внатрешни органи во стакло, а не во лед. Иако многумина не можат тоа да го сфатат, стаклата се техничи течности, а не цврст материјал. Клучната разлика е дека кога стаклото се лади, не создава кристали, додека тоа веднаш се случува со промената на волуменот и агрегатната состојба на ткивата.
„Сталкото“ кај шумските жаби е всушност концентриран раствор на глукоза. Д-р Тонер користи поинаков шеќер, трехалоза, како основна „криптозаштита“. Предноста на трехалозата во споредба со глукозата е што е таа помалку реактивна, па оттука и со помали шанси да направи штета врз ткивата во големи концетати. Лошата страна е што таа целосно не се апсорбира во клетките. Д-р Тонер всушност го надминал тоа додавање на моекуларни елементи нарешени ацетил групи. Ова делува како хемиски клуч кој овозможува влез до инаку недостапните места. И изгледа дека функционира. Во јуни 2015, тој и неговите колеги покажаа дека нивната ацитилизирана трехалоза им овозможува на замрзнатите клетки од глушец повторно да бидат оживеани, како и што планираа. Но повторното одмрзнување си носи и свои опасности. Загревањето на криозачуваното ткиво мора брзо да се изведе – инаку, иако звучи парадоксално, тоа може да предизвика да се создаде лед онаму каде претходно било само стакло. Ова се случува затоа што неводениот дел во стаклото се претвора во обична течност и пред самата вода, и така се одвојува. Тогаш чистата вода кристализира, со сите деструктивни послеидици кои доаѓаат со тоа.
Но, брзото загревање мора подеднакво да биде изведено – за да се спречи, како што вели Џон Бишоф од Универзитетот во Минесота – „органот да не се распука како што е случај со коцка лед кога ќе се стави во вода“. Д-р Бишоф додава ново решение за овој проблем. Тој и неговите колеги предлагаат додавање мали честички магнетит, еден вид на железен оксид, на постоечката криптозаштита. Ставете го органот во брзо флуктуирачко магнетно поле и магнетиот брзо ќе се загрее. Ако честичките се подеднакво распоредени низ ткивото, и загревањето би требало да биде подеднакво. Еден неодамнешен експеримент на д-р Бишоф врз залистоци на срцето и артерии го убеди во неговиот предлог.
Идо Браславкси, од Хебрејскиот универзитет во Ерусалем, има поинаков приод. Многу врсти на риби отпорни на студена вода, инсекти и растенија, активираат протеини кои активно го инхибираат создавањето на кристали лед, иако не се спуштаат до точката на замрзнување на водата. Д-р Браславски поминал многу време во проучување на овие протеини, па на крај направил и специјален микроскоп за тоа. Со прикачување на флуоросцентни ознаки на одделни молекули на протеинот, тој точно може да види каде тие одат и како тие го стимулираат растот на кристалите лед со нивно приклучување на кристалоте во зародиш на начин кој ги сопира самите да се шират. (Тој исто ги применува ова сознание и на начинот на кои формациите од ледот влијаат врз текстурата на сладоледот).
Научниците исто вложија многу напори да избегнат длабоко замрзнување, со полнење на органите со изладен коктел од конзерванси, кислород, антиоксиданси и слично. Во смисла дека ова е неопходно за да се задржи органот во неговиот сопствен систем за одржување во живот. Минатата година, Коркут Ујгун од Медицинската школа на Харвард, во соработка со д-р Тонер, прикажа дека комбинацијата од ладење и полнење може да ја зачува јетрата од глушец и до четири дена.
Сепак, сите овие пристапи се прилично непотврдени. Кенет Стори од Универзитетот Карлетон во Канада, смета дека подобар начин е обидот да се разбере и симулира молекуларната биологија на суштествата кои издржуваат на ладно. Тој во детали ги проучувал промените на клетките на протеини и гени кои се наоѓаат во тие организми, вклучувајќи ги и активностите на „микро РНА“ – мали молекули кои можат да ја прекинат генетската изразеност на кле тките или на машинеријата за создавање на протеини.
Во декември тој објави каталог на 53 микро РНА промени кои се појавуваат кај шумската жаба онаа како што се замрзнува. Цицачите кои хибернираат, инсекти па дури и нематодни црви изгледа ги исклучуваат нивните ќелии на ист начин како и жабите. Оттука тој смета дека постои премостувачки молекуларен сигнал кој, ако биде откриен, би ги подготвувал органите за замрзнување.
Потоа постојат и многу други идеи за криптозачувување – толку многу што некој би помислил дека постои некаква микро-кородинација меѓу нив. А тоа е и целта на Алијансата за презервација на органи (ОПА), американска добротворна организација основана во 2014 година. Таа постигна некаков успех. Минатата година тие организираа хакатон – еден вид индивидуалнен натпревар во идеи за да се пронајдат нови решенија. Победникот, Питер Килбрајд од Универзитетскиот колеџ во Лондон, смислил генијален метод на застаклување кој користи мали честички од силикон диоксид – во суштина песок – во основата на обично, потенцијално отровни криптозачувувчаи. Тоа е потенцијално трансформативна идеја која веќе беше изведена кај некој пациент.
ОПА исто се одлични лобисти. Минатата година тие го убедија американското Министерство за одбрана, институција која е очигледно заинтерсирана за трансплантациите, да финансираат седум истражувања за криптозачувување. Во јануари оваа Министерството го прошири проектот со три нови издвојувања на средства. Националниот инстиут за здравје, одделот на американската влада за медицински истражувања, исто плати за работи во криптопрезервацијата.
И инвеститори, хуманитарни организации и индивидуалци филантропи застануваат во редот за собирање пари. Фондацијата Експрајз, на пример, размислува да додели награда на секој том научници кои ќе успеат да трансплантираат органи кај пет животни кои со недели биле криозачувани. Истражувачкиот оддел на Фондацијата Тиел, која ја основал Питер Тиел, кој помогна одновањето на Пејпал, доделил грант за Аригос биомедикал, фирма која работи на застаклување под висок притисок. Се појавија и други нови фирми: Тишју тестин технолоџис работи на поеднакво загревање на ткива; Силватика бајотек усовршува рецепти за криптозачувувачи; Екс-терма се обидува да копира криптозачувувачки протеини. Ете, трката за криптозачувување е во тек. А финалниот победник на крајот ќе биде банка за органи.