Крионика, разрабатывающая технологии сохранения людей и животных методом глубокого охлаждения организма, — одна из перспективных областей медицины. Исследования в ней помогут не только замедлить течение смертельных заболеваний, но и помочь людям будущего путешествовать в космическом пространстве.
В 1999 году шведка Анна Богенхольм пережила немыслимое: катаясь на лыжах, она провалилась под лед и в результате сильного переохлаждения организма ее сердце перестало биться. Несколько часов женщина была практически мертва, температура ее тела опустилась до 13,7 градуса Цельсия. Но ее спасли, и после 10 дней в больнице она открыла глаза.
Каким же образом Анна Богенхольм пережила это происшествие и осталась в живых? Теперь ученые пытаются понять, что именно происходит в живых клетках при сильном охлаждении, хотя пока они работают не с людьми, а с крошечным почвенным червячком Caenorhabditis elegans, что уже почти полвека служит биологам модельным объектом.
Исследуя реакцию червей на охлаждение, ученые выяснили, что понижение температуры тела червей продлевает им жизнь: они держали животных при температуре четыре градуса Цельсия целую неделю (это как минимум четверть короткой жизни червя), и после возвращения к активной жизни черви прожили в среднем на неделю дольше, чем их незамороженные собратья.
Дальнейшие исследования позволили выяснить, что переживать холод C. elegans помогает особый белок, в форме которого в нашем организме хранится железо, — ферритин. В обычное время ферритин выступает как ловушка для свободных атомов железа, но при понижении температуры он выполняет защитные функции и не дает холоду повреждать живые клетки. Что любопытно, когда ученые заставили нейроны млекопитающих вырабатывать ферритин, а затем подвергли их воздействию холода, те пережили понижение температуры намного лучше обычных клеток. Аналогичный эффект возымело и действие некоторых лекарств, имитирующих работу ферритина.
Изучив реакцию на холод у C. elegans, ученые планируют продолжить свои исследования уже на ближайших родственниках человека — приматах. Несмотря на то что C. elegans и человек далеко отстоят друг от друга в филогенетическом плане, базовые клеточные процессы у нас одинаковые, и в будущем знание того, как можно безопасно погрузить человеческий организм в холодный анабиоз, поможет замедлить нейродегенеративные заболевания (например, болезнь Альцгеймера) и позволить людям пережить многомесячные путешествия в космосе.
Пока ученые наметили лишь ближайшие перспективы — изучить влияние нарабатываемого в клетках ферритина на способность живых млекопитающих, таких как лабораторные мыши, переносить охлаждение организма.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.