Технология заморозки воды без образования льда, изначально созданная для длительного хранения любимых японцами суши, пригодится для криогенного хранения органов и даже, возможно, целых человеческих особей.
Суши, лед, стекло и зубы: Будут заморозки

Современные криогенные технологии позволяют замораживать человеческую кровь, эмбрионов, сперму и яйцеклетки и прочие небольшие клеточные конгломераты — и хранить их десятилетиями. Но сделать то же с более крупными структурами, целыми органами, пока крайне непросто. Формирующиеся при заморозке кристаллы льда в буквальном смысле слова разрывают клетки, а вещества-криопротекторы, препятствующие этому, приходится добавлять в таких количествах, что они и сами начинают проявлять токсическое воздействие.

Решение может прийти с довольно неожиданной стороны — из технологии, разработанной в Японии для длительного хранения суши и других полусырых блюд традиционной кухни. Заморозка происходит моментально, и клетки сохраняются интактными.

Принято считать, что при заморозке органов повреждения клетки возникают по вине кристаллов льда, формирующихся внутри нее. Однако это происходит только в том случае, когда скорость замерзания не оставляет времени на работу осмотическим механизмам. Если процесс вести неспешно и контролируемо (как при использовании современной техники SPF, «медленного программируемого замораживания»), то по мере превращения в лед воды межклеточного пространства, часть ее, чтобы выровнять баланс, начинает покидать клетку. Клетка слегка «усыхает», так что даже образующийся впоследствии в ней лед уже не разрывает ее структуры. Как раз метод SPF используется сегодня для сохранения эмбрионов, стволовых клеток и т. д.

В случае же с целым органом он не срабатывает: лед межклеточного пространства разрушает уже его сложную структуру — если для отдельных клеток это не существенно, то для какой-нибудь печени просто гибельно. Пока что для этой цели приходится погружать органы в вещества-криопротекторы, чтобы они заместили воду в составе клеток и в межклеточном пространстве. Но в таких количествах и криопротекторы токсичны, не позволяя вести заморозку на сколь-нибудь значительное время, иначе они просто сами разрушат орган. Так что — увы! — вряд ли можно сегодня надеяться на успешную «разморозку» Джеймса Бедфорда, который в 1967 г. стал первым человеком, крионированным после смерти — тело его сохраняется до сих пор.

Совершенно новый подход к задаче предлагает метод, использующий явление витрификации, при которой жидкость мгновенно переходит в твердое состояние — но не кристаллическое, а аморфное, стеклообразное. Как следствие — никакого повреждения от кристаллов не возникает. Зато, опять же, требуются криопротекторы: чтобы добиться витрификации, требуется с их помощью сильно увеличить вязкость и понизить точку замерзания воды в клетках. Опять тупик? Не совсем.

Недавно группа японских исследователей обратила внимание на метод, использующийся для заморозки суши — компания ABI выпускает систему CAS, в которой вместо криопротекторов для той же цели витрификации используется воздействие внешним магнитным полем. Оно доводит воду до «нужной кондиции», и после прекращения этого воздействия вода моментально переходит в стеклообразное состояние. Никаких кристаллов. Твердое тело.

Усовершенствованная версия технологии CAS уже начала работать в первом в мире коммерческом «Банке зубов» (The Teeth Bank), где вырванные зубы вместо того, чтобы отправиться в мусор, сохраняются как потенциальный источник получения стволовых клеток и — потенциально — «излечения» и пересадки. Дело за следующим этапом, сохранением целых органов. А там, как знать, не дойдет ли очередь и до нас с вами?..

Читайте также: «Homo technicus».

По публикации Gizmag