«Амазон живых существ»: ученые работают на созданием криобанков, которые спасут миллионы жизней

Science рассказывает, как биоинженеры учатся охлаждать живые ткани, органы и даже целые организмы, а затем возвращать их к жизни. Оказывается, в криоконсервации в последние годы произошло несколько прорывов — после десятилетий застоя, «зимы крионики».

Например, в прошлом году научились замораживать почки крыс, затем отогревать их, имплантировать живым крысам — и почки работают. Эта технология может спасти огромное число жизней. Сейчас органы умеют хранить лишь несколько часов, поэтому более 60% донорских сердец и легких не доходят до реципиента и, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, менее 10% людей, нуждающихся в пересадке органов, действительно ее получают.

В последние годы криолаборатории успешно замораживали и оживляли кусочки кораллов, личинок мух, эмбрионы рыб и почки крыс. Они освоили щадящие методы охлаждения самых разных объектов — от томатов до целой свиной печени — до температуры чуть ниже точки замерзания без образования льда, сохраняя их свежими неделями.

Ученые надеются создать криобанки тканей, таких как кожа, органов и даже конечностей. Криоконсервация важна и для многих других областей — от сохранения исчезающих видов до хранения продуктов. В итоге любые органы и ткани станут доступными — появится, по словам одного из лидеров в исследованиях криоконсервации, «Амазон живых существ».

Если живую ткань просто заморозить, кристаллы льда пронзают клетки, как ножи, а соли в клеточных жидкостях концентрируются до токсичных уровней в частях тканей, которые замерзают последними. Любой, кто замораживал и размораживал клубнику, видел результат: мягкую, обесцвеченную и потерявшую свежий вкус ягоду.

Поэтому ученые заменяют часть воды криопротекторами — химическими веществами, подобными антифризу в радиаторе автомобиля. Криопротекторы создают из воды вязкую жидкость, препятствующую образованию кристаллов льда. При быстром охлаждении с помощью жидкого азота до температуры -196°C живой ткани, пропитанной криопротекторами, лед не успевает образоваться: молекулы воды не выстраиваются в кристаллы — получается твердое, гладкое, похожее на стекло вещество.

Свои проблемы создает и нагревание — если ткань нагревается слишком медленно, кристаллы льда могут образоваться при приближении к точке замерзания, а при неравномерном нагреве напряжения, вызванные неравномерным расширением или сжатием, могут расколоть ткань — как кубик льда, брошенный в стакан с водой.

Science пишет о том, как все эти проблемы сейчас решаются разными способами — например, заморозкой под высоким давлением. Начали еще в 1980-е с заморозки мышиных эмбрионов из десятков клеток, потом стали применять заморозку человеческих эмбрионов из сотни клеток и вот наконец добрались до крупных органов. А там, глядишь, можно будет и в анабиоз погружаться — до лучших времен.

Источник — Telegram-канал «Кот Шрёдингера»