Концепція «кріосну» — перебування протягом тривалого часу в анабіозному стані глибокої заморозки — була опорою у світі наукової фантастики. Хоча ідея спокійного сну під час подолання величезних відстаней у космосі на борту космічного корабля залишається далекою мрією, дослідники все ближче наближаються до її втілення в реальність.
Як детально описано в дослідженні, опублікованому в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences на початку цього місяця, команді дослідників з Університету Ерланген-Нюрнберг у Німеччині вдалося повернути активність мозку мишей після ретельного збереження тканини у склоподібному стані, методом, який називається вітрифікацією, перед тим, як повільно розморозити її, пише Futurism.
Замість того, щоб підвішувати цілі людські тіла, як Еллен Ріплі, яку зіграла Сігурні Вівер у науково-фантастичному блокбастері жахів «Чужий», Джерман та його колеги припускають, що їхні висновки можуть закласти основу для захисту мозку після важких травм, збереження донорських органів або навіть підвішування цілих тіл ссавців шляхом кріоконсервації.
Акт заморожування неймовірно шкідливий для органічної тканини, оскільки кристали льоду можуть розривати клітинні стінки. І це лише верхівка айсберга, з яким довелося зіткнутися дослідникам.
«Окрім льоду, ми повинні враховувати кілька факторів, включаючи осмотичний стрес і токсичність, спричинену кріопротекторами», — сказав Джерман журналу Nature.
Щоб уникнути утворення кристалів льоду, команда зосередилася на вітрифікації у своїх спробах відновити активність у замороженому мозку мишей, яка утримує молекули у склоподібному стані шляхом охолодження рідин з надзвичайно високою швидкістю.
«Ми хотіли побачити, чи може функція відновитися після повного припинення молекулярної рухливості у склоподібному стані», — пояснив Джерман.
Для дослідження команда почала використовувати невеликі, вітрифікуючі зрізи мозку мишей товщиною 350 мікрометрів. Їх занурили в розчин хімічних речовин для кріоконсервації, а потім охолоджували до -320 градусів за Фаренгейтом за допомогою рідкого азоту.
Провівши від десяти хвилин до семи днів у глибокій морозильній камері, команда розморозила зрізи. Вони дослідили їх за допомогою мікроскопії та виявили, що нейрональні та синаптичні мембрани залишилися неушкодженими, незважаючи на випробування.
«Примітно, що довготривала потенціація гіпокампу (ДП) добре збереглася, що свідчить про те, що клітинний механізм навчання та пам’яті залишається функціональним», – йдеться в статті, посилаючись на постійне посилення синапсів між нейронами, що широко вважається клітинною основою навчання та пам’яті.
Нейрони також реагували на електричні стимули, що відхилялися, але залишалися в основному нормальними.
«Ці результати розширюють відомі біофізичні межі для церебральної гіпотермічної зупинки, демонструючи відновлення після повного припинення молекулярної рухливості у склоподібному стані, і таким чином сприяють досягненню мети структурного та функціонального збереження нервової тканини», – підсумували дослідники.
Команда зараз рада випробувати цю техніку на людських тканинах, а також на цілих органах для довготривалого збереження.
«У нас вже є попередні дані, що показують життєздатність у тканинах кори головного мозку людини», – сказав Джерман журналу Nature.
Але перш ніж ми зможемо почати призупиняти всю біологічну активність, чекаючи на наше пробудження в чужій планетарній системі, ще багато роботи.
По-перше, Джерман визнав, що нам знадобляться «кращі рішення для вітрифікації та технології охолодження та зігрівання», перш ніж метод можна буде застосувати до «великих людських органів» – не кажучи вже про цілих ссавців.
