Замороженные органы могут быть благополучно возвращены к жизни в один прекрасный день с помощью нанотехнологий, считает новое исследование. Разработка может помочь сделать донорские органы доступными практически для всех, кто нуждается в них в будущем, говорят исследователи.
Количество донорских органов, которые можно было бы пересадить пациентам, могло бы значительно увеличиться, если бы существовал способ замораживания и повторного нагрева органов без повреждения клеток в них.
В новой работе ученые разработали способ безопасного размораживания замороженных тканей с помощью наночастиц-частиц только нанометровой или миллиардной ширины. (Для сравнения, средний размер человеческого волоса составляет около 100 000 нанометров в ширину.)
Исследователи изготовили наночастицы с кремнеземным покрытием, которые содержат оксид железа. Когда они прикладывали магнитное поле к замороженным тканям, наполненным наночастицами, наночастицы быстро и равномерно генерировали тепло. Образцы тканей нагревались со скоростью до более чем 260 градусов по Фаренгейту (130 градусов Цельсия) в минуту, что в 10-100 раз быстрее, чем при предыдущих методах.
Ученые испытали свой метод на замороженных клетках кожи человека, сегментах сердечных клапанов свиньи и участках артерий свиньи. Ни одна из повторно нагретых тканей не проявляла признаков вреда от процесса нагрева, и они сохранили ключевые физические свойства, такие как эластичность. Кроме того, исследователям удалось смыть наночастицы из образца после оттаивания.
Предыдущие исследования успешно разморозили крошечные биологические образцы, которые были только от 1 до 3 миллилитров в объеме. Этот новый метод работает для образцов размером до 50 миллилитров. Исследователи заявили, что существует большая вероятность того, что они смогут расширить свою технику до еще более крупных систем, таких как органы.
С момента первой успешной пересадки почки в 1954 году трансплантация органов спасла жизни сотен тысяч пациентов. Если бы не большой и растущий дефицит донорских органов, то спасительная процедура могла бы помочь еще большему количеству людей.
В настоящее время большинство органов, которые потенциально могут быть использованы для трансплантации, выбрасываются, в значительной степени потому, что они могут быть безопасно сохранены только в течение 4-36 часов. Если бы только половина сердца и легких, которые выбрасываются, были успешно пересажены, списки ожидания для этих органов могли бы быть устранены через два-три года, согласно Альянсу по сохранению органов.
Один из способов сохранить донорские органы для трансплантации-заморозить их. Кристаллы льда, которые могут повреждать клетки, обычно образуются во время замораживания, но в предыдущей работе исследователи нашли метод, известный как витрификация, который включает в себя заливку биологических образцов антифриз — подобными соединениями, которые могут помочь охладить органы, чтобы предотвратить распад, а также предотвратить образование кристаллов льда.
К сожалению, кристаллы льда также могут образовываться в процессе повторного нагрева. Кроме того, если оттаивание не является равномерным по всем образцам, может произойти разрыв или растрескивание. Хотя ученые разработали методы безопасного использования холодовых температур для "криоконсервирования" тканей и органов , они еще не разработали способ безопасного повторного нагрева их.
В будущих исследованиях ученые попытаются пересадить оттаявшие ткани живым животным, чтобы посмотреть, насколько хорошо они это делают.
Однако исследователи подчеркнули , что вряд ли эти выводы будут применимы к спорной области крионики, которая стремится заморозить пациентов — или их мозг — в надежде, что будущие ученые найдут способ безопасно оживить людей.
"Даже если вы сохранили все тело, шансы на то, что нейронные пути, установленные в течение жизни, были сохранены во время и после криоконсервации, вероятно, далеки"
