Вы здесь

Осуществлена обратимая заморозка органа с помощью наночастиц!

Американские медики впервые смогли успешно разморозить кусочки замороженных тканей и органов, не повредив при этом клеток и межклеточной среды, используя индукционный нагрев наночастиц из оксида железа, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Translational Medicine 1 марта 2017 г.  (Vol. 9, Issue 379).

"Нам впервые удалось показать, что мы можем взять крупные образцы биоматерии и быстро разморозить ее, не повреждая тканей, повышая температуру на сотни градусов за минуту. Подобные результаты радуют нас и позволяют надеяться, что в будущем мы сможем создать целые банки замороженных органов для трансплантации", — заявил Джон Бишоф (John Bischof) из университета Миннесоты в Миннеаполисе (США).

Одной из главной проблемой при пересадке органов является то, что почти все органы, в том числе сердце, печень и почки, живут крайне недолго вне живого тела. В среднем, их можно хранить даже при околонулевых температурах лишь несколько часов, после чего их пересадка станет опасной для пациента. Поэтому больше половины потенциальных трансплантатов врачи не могут использовать, они просто успевают испортиться...

Как рассказывает Бишоф, решение этой проблемы очевидно – органы можно заморозить и разморозить их только тогда, когда в этом появится необходимость. Но не все так просто – при простой заморозке органов и тканей в их клетках начинают формироваться кристаллы воды, в буквальном смысле разрывающие мембраны клеток и убивающие их.

Некоторые животные, такие, как лягушки или черви, решили для себя эту проблему: в их организме содержится специальное вещество-"антифриз", криопротектор, препятствующее формированию кристаллов и позволяющее таким существам пережить заморозку. Первые синтетические аналоги таких веществ, превращающие замороженные органы в своеобразное ледяное "стекло", были созданы два десятилетия назад (процесс называется витрификацией).

Однако и в данном случае ученые столкнулись с новыми проблемами – оказалось, что правильно разморозить орган так же сложно, как и правильно заморозить его, и эта проблема до сих пор не была полностью решена — в лучшем случае выживает около 80% клеток, чего недостаточно для нормальной работы любого органа. Бишоф и его коллеги добились 100% результата и сделали последний шаг на пути к неограниченному хранению органов, создав своеобразный обратный антипод технологии мгновенной заморозки.

Проблема при разморозке органов заключается в том, что замороженные ткани разогреваются неравномерным образом, в результате чего их клетки и они сами в целом получают различные повреждения, в том числе - могут трескаться. Соответственно, если бы существовала технология равномерной и очень быстрой разморозки, то тогда проблема обратимой криоконсервации органов (а позже и целых крупных организмов млекопитающих) была бы решена.

Ученые из университета Миннесоты нашли ответ на этот вопрос в мире наночастиц. Они обратили внимание на то, что микроскопические фрагменты  железа и многих других металлов можно нагреть до сверхвысоких температур в сотни и тысячи градусов Цельсия, облучая их радиоволнами или микроволнами. Сегодня такие наночастицы ученые используют для "выжигания" раковых опухолей, где они быстро накапливаются после ввода в организм.

Оказалось, что эти же самые наночастицы можно применять для "мгновенной разморозки" органов. Как рассказывают медики, добавление даже небольшого числа  наночастиц в ткани защищает клетки от повреждений и позволяет разморозить их буквально за минуту, повысив температуру с -160о С до комнатной температуры.

Работу этой методики ученые продемонстрировали, заморозив и разморозив несколько сердечных клапанов и артерий, извлеченных из сердца свиней. Как показали микроскопические исследования результатов экспериментов, подвергшиеся такой криоконсервации ткани и органы были лишены повреждений и в целом не отличались по структуре от других частей сердца, не подвергавшихся заморозке.

Сейчас данная технология, как признают Бишоф и его коллеги, еще не пригодна для заморозки больших органов – все опыты велись на небольших кусочках ткани, объем упаковки которых не превышал 50 мл. Американские исследователи уверены, что им удастся адаптировать данную методику для разморозки образцов массой в килограмм и объемом в литр, и считают, что технология будет работать и за этими пределами.

01.03.2017 

Здание Университета Миннесоты

 

 

 

 

Поделиться