Inseneri lähenemine bioloogilisele probleemile

Krüoonikast räägitakse tihti kui ühest suurest küsimusest: kas inimest saab pärast krüopreservatsiooni ellu tagasi tuua?

See küsimus on emotsionaalselt aus, aga tehniliselt kasutu.

See surub terve bioloogiliste, logistiliste ja institutsionaalsete probleemide ahela lihtsaks jah või ei küsimuseks.

Insener alustab teisiti.

Mis peab igal etapil paika jääma? Mida saab mõõta? Millised kahjustused on parandatavad ja millised hävitavad teavet, mida ükski tulevane vahend enam taastada ei suuda?

Selline mõtteviis ei tõesta, et taaselustamine on võimalik. See aitab paremini mõista, millistes etappides võib protsess nurjuda.

Jagage probleem väiksemateks osadeks

Krüopreservatsiooni protsess algab juba enne patsiendi jõudmist säilituskeskusesse.

Meeskond vajab õigeaegset teadet, juriidilist luba, juurdepääsu patsiendile ja transporditeed.

Pärast juriidilist surma vereringe peatub. Hapnikuvarustus katkeb, ainevahetus häirub ning rakkudes käivitub kiiresti arenev kahjustuste ahel.

Jahutamine aeglustab seda protsessi, aga jahutamine üksi ei taasta vereringet ega jaota krüoprotektiivset lahust.

Perfusioon peab jõudma koesse veresoonte kaudu, mis võivad olla haiguse tõttu juba kahjustatud, ummistunud või muutunud.

Lahus peab jõudma koesse toimivas kontsentratsioonis, tekitamata lubamatut osmootset pinget või keemilist toksilisust.

Seejärel tuleb patsient jahutada klaasistunud olekuni, vältides liigset jääkristallide teket ja termilisi pingeid.

Säilitamistingimused peavad püsima stabiilsed teadmata pika aja jooksul. Patsiendi eest vastutav asutus peab säilima rahastatuna, toimiva juhtimisega ja tegevusvõimelisena.

Oletatav taastumine lisab veel ühe ahela: kontrollitud soojendamise, krüoprotektorite eemaldamise, kahjustuste parandamise, funktsioonide taastamise ja rehabilitatsiooni.

Ükski üksik eksperiment ei anna vastust kõigile neile küsimustele.

Insenerliku raamistiku väärtus ei seisne probleemi lihtsustamises. See võimaldab ebaõnnestumisi täpselt määratleda.

Täpselt määratletud ebaõnnestumisi saab uurida.

Reageerimise kvaliteeti saab hinnata juhtumite ajajoonte ja S-MIX näitaja abil.

Krüoprotektiivse lahuse jaotumist saab hinnata perfusiooniandmete ja CT-mõõtmiste põhjal. Jahutamist saab hinnata temperatuurikõverate järgi, mitte juhtumi järel kirjutatud kirjelduse põhjal.

Aju ultrastruktuuri saab nõusolekul põhinevates teadusuuringutes uurida elektronmikroskoopia abil. Säilitussüsteeme saab auditeerida lämmastikukasutuse, häiresüsteemide, dokumentatsiooni ja institutsionaalse sõltumatuse põhjal.

Seepärast käsitletakse Codexis isheemiat, perfusiooni ja jahutamist eraldi probleemidena.

Kui kõike nimetada üheks „protseduuriks”, kaob teave, mida on vaja nende parandamiseks.

Edasiminek ei eelda inimese taaselustamist

Kahte vastandlikku viga tuleks vältida.

Esimene on lükata tagasi kõik tulemused, kuna ühtegi inimest ei ole taaselustatud. Teine on käsitleda edu ühes osas tõestusena kogu ettepaneku kohta.

Mõlemal juhul kaob eristusvõime.

2019. aastal taastas BrainEx uuring eraldatud seapeades mikrotsirkulatsiooni ja mõned molekulaarsed ja tsellulaarsed funktsioonid neli tundi pärast surma.

Teadlased täheldasid säilinud rakuarhitektuuri, aktiivset ainevahetust ja spontaanset sünaptilist aktiivsust. Nad ei täheldanud teadvusega seostatavat globaalset elektrilist aktiivsust.

See BrainEx uuringu tulemus seadis kahtluse alla lihtsustatud arusaama, et kõik ajurakud ületavad minutite jooksul ühe ja sama pöördumatu piiri.

See ei tõestanud teadvuse taastumist ja see ei olnud krüopreservatsioonikatse.

OrganEx laiendas sama uurimissuunda 2022. aastal. Pärast üht tundi soojas isheemias sigadel taastas süsteem valitud rakulised protsessid ja vähendas rakusurma mitmes elundis.

Ka OrganEx uuring käsitles rakulist taastumist pärast isheemiat. See ei olnud kogu keha taaselustamine.

2023. aastal tehti edusamme veel ühes valdkonnas.

Teadlased vitrifitseerisid rottide neere, säilitasid neid kuni 100 päeva, soojendasid neid nanoosakeste abil ja siirdasid need rottidele, kelle enda neerud olid eemaldatud.

Siirdatud elundid hoidsid loomi elus. Neerufunktsioon taastus järgnevate nädalate jooksul.

See nanosoojendamise uuring on oluline, kuna soojendamine on elundite krüopreservatsioonis suur takistus.

Samas käsitles see uuring rottide neere.

Inimese aju on suurem, heterogeensem ja seotud mälu ja identiteedi probleemiga. Terve inimkeha seab soojusülekandele ja perfusioonile hoopis teistsugused piirangud.

Mastaabimuutus ei ole tühiasi. See muudab probleemi olemust.

Need tulemused on siiski olulised. Need asendavad üldised väited selle kohta, mida bioloogia „ei saa” taastada, täpsemate küsimustega tingimuste, meetodite ja mastaabi kohta.

Parandamine sõltub säilinud teabest

Oletagem, et tulevikumeditsiin suudab rakke erakordselt hästi parandada.

Parandamiseks on siiski vajalik sihtmärk.

Kui veresoon on rebenenud, võib ümbritsev struktuur näidata, kuhu mis kuulub. Kui sünaptiline võrgustik on hävinud, ei pruugi parandamiseks piisavat jälge enam alles olla.

See on erinevus kahjustuse ja teabe hävimise vahel.

Kahjustatud raamatut saab taastada, kui tähed on loetavad. Tuhaks muutunud lehekülg ei muutu loetavaks sellest, et konservaatoril on paremad vahendid.

Analoogial on piirid, kuid küsimus on konkreetne: kas praegune säilitamine hoiab alles piisavalt füüsilist struktuuri, mis kannab inimese identiteeti?

Teadus ei tea sellele veel täielikku vastust.

Mälestused ei ole talletatud ühes kohas lihtsa failina. Oluline on sünaptiline ühenduvus, kuid samuti sünapsite tugevus, molekulaarsed seisundid, rakkude geomeetria ja muud bioloogilised muutujad.

Seda ebakindlust käsitletakse artiklis „mälu, identiteet ja aju”.

See mõjutab seda, millele kvaliteedi mõõtmisel keskenduda.

Hea näitaja peab kirjeldama enamat kui lihtsalt patsiendi jahtumist. See peab hõlmama struktuurse säilimise kaudseid näitajaid mitmel tasandil.

See tähendab ajajoonte, füsioloogiliste andmete, krüoprotektiivse lahuse jaotumise, kuvamisuuringute ning, kus see on eetiliselt ja praktiliselt võimalik, mikroskoopia ühendamist.

Ükski üksik mõõtmine ei kinnita säilinud inimest.

Mitu ebatäiuslikku mõõtmist võivad koos paljastada menetluse nõrgad kohad ja aidata välja töötada paremaid protseduure.

Insener eristab põhimõttelist piirangut puudulikust teostusest.

Kui krüoprotektor ei jõua mõnda piirkonda, võib põhjuseks olla veresoone ummistus, ebapiisav rõhk, ebaõnnestunud kanüleerimine või protokoll, mis ei sobi suurema mastaabiga.

Need seletused viitavad erinevatele lahendustele.

Füüsiline piir tähendab, et eesmärki ei saa asjaomastes tingimustes saavutada. Teostuse ebaõnnestumine tähendab, et see katse ei jõudnud eesmärgini.

Neid kahte segi ajades tekib väär kindlus mõlemas suunas.

Üks õnnestunud väikeelundi katse ei kõrvalda inimese mastaabi piirangut. Üks ebaõnnestunud tegelik juhtum ei tõesta, et ka paremini kontrollitud juhtum peab samamoodi nurjuma.

Tõendite tõlgendamisel tuleb arvestada nende piiridega: liik, elund, temperatuur, viivitus, lahus, mõõtmine ja lõpp-punkt.

Selline distsipliin teeb tegelikust edenemisest teatamise aeglasemaks, kuid muudab järeldused palju usaldusväärsemaks.

Organisatsioon on osa inseneriprobleemist

Ka tehniliselt suurepärase protseduuri võib nurjata asutus, kes ei toimi.

Pikaajaline säilitamine on seetõttu inseneriraamistiku osa, mitte pelgalt kõrvaline äriküsimus.

Kes vastutab juriidiliselt patsiendi eest? Kas patsiendihoolduse fond on tegevusettevõtte rahandusest eraldatud? Kas kontod ja juhtimine on läbipaistvad?

Kas säilitamine saab jätkuda voolukatkestuse, personalivahetuse, tarnijaprobleemi või pankroti korral?

Pole olemas asutust, kus puuduksid võimalikud tõrkestsenaariumid.

Küsimus on selles, kas need riskid on tuvastatud, võimaluse korral üksteisest eraldatud ning kas nende jaoks on olemas lahendused, mis ei sõltu ühest vastutustundlikust inimesest.

Tomorrow.bio, Patient Care Foundation ja European Biostasis Foundation kasutatavaid struktuure selgitatakse artiklis „Tomorrow.bio ökosüsteem”.

See struktuur näitab, et planeerimisele on mõeldud. Ta ei ole tagatis, et sajanditepikkune hoolduskorraldus kulgeb häireteta.

Sama standard peaks kehtima biostaasi igas osas.

Sõnastage eesmärk. Pange sisendid kirja. Mõõtke, mis tegelikult toimus. Avaldage piisavalt üksikasju kriitika võimaldamiseks. Parandage nõrgim lüli.

Ja pidage pidevalt meeles üht põhimõtet: miski sellest ei tõesta, et taaselustamine on teostatav.

Tomorrow.bio teadliku nõusoleku dokument ütleb selgelt, et taaselustamine ei pruugi kunagi võimalikuks saada.

Insener ei kõrvalda seda ebakindlust.

Nii väldime seda, et ebakindlust kasutatakse mõõtmise lõpetamise ettekäändena.

Loe edasi

• Kuidas säilituskvaliteeti mõõdetakse
• Võimalikud teed tulevase taaselustamise poole
• Miks taaselustamine ei ole praegu võimalik