Sõna „krüonika” võib kergesti eksitada. See seostub külmutamisega: kehaga, mis muutub jääks nagu sügavkülma pandud lihatükk. Tegelik eesmärk on täpsem ja kontrollitum ning seda kirjeldab paremini esmapilgul vastuoluline väljend „säilitamine külmutamata”. Selle võimaldab vitrifikatsioon. Järgnevalt anname lühikese ülevaate sellest, mis see on, mida see võimaldab ja mida see ei võimalda.
Keha viimine klaasjasse olekusse
Vitrifikatsioon on protsess, mille käigus vedelik viiakse tahkesse olekusse, ilma et tekiksid kristallid. Sõna pärineb ladina keelest: vitrum tähendab klaasi ning klaas on siin tabav kujund. Enamik vedelikke kristalliseerub jahutamisel. Sobiva jahutusrežiimi ja keemilise koostise korral muutub vedelik aga üha viskoossemaks ning tardub lõpuks korrastamata jäigaks tahkiseks. Kristalle ei teki. Molekulide paigutus jääb suuresti vedelikule omaseks, kuid nende liikumine aeglustub äärmuslikult.
Krüopreservatsioonis võib see erinevus otsustada, kas ajukude säilib või saab pöördumatult kahjustada. Rakkudes olev vesi asendatakse suures osas krüoprotektantidega ning kude jahutatakse, kuni see ületab klaasistumistemperatuuri, mis jääb umbes -120 °C ja -135 °C vahele, ning tardub. Tulemus ei ole külmunud keha. Tegu on klaasjas olekus koega ning selles olekus on lagunemine sisuliselt peatunud.
Mida vitrifikatsioon saavutab
Hästi tehtuna saavutab vitrifikatsioon korraga neli asja:
- See hoiab ära jääkristallide tekke ning väldib külmumisega kaasnevaid mehaanilisi koekahjustusi.
- See aitab säilitada koe raku- ja peenstruktuuri, eriti aju närvivõrgustikke.
- See aeglustab keemilisi ja bioloogilisi reaktsioone peaaegu seiskumiseni ning pärsib lagunemist.
- See aitab säilitada koe infomustrit, sealhulgas inimese identiteedi seisukohalt olulisi struktuure, piisavalt hästi, et tulevikutehnoloogia võiks neid kunagi taastada.
Just see on biostaasi keskne mõte, ja see seob otse tagasi selle juurde, mis on biostaas: kui inimese jaoks oluline struktuur säilib, võib säilida ka võimalus seda tulevikus taastada, ehkki praegune tehnoloogia seda veel ei võimalda.
Mida vitrifikatsioon ei tee
Siinkohal on olulisem täpsus kui entusiasm. Vitrifikatsioon ei taasta elu. See ei pööra vananemist tagasi ega ravi haigust, mis põhjustas surma. See ei tagagi iseenesest, et kedagi kunagi taaselustatakse. Selle eesmärk on säilitada inimese bioloogiline struktuur piisavalt hästi, et tulevase taastamise võimalus jääks avatuks, erinevalt matmisest või kremeerimisest. See võib anda võimaluse tulevikutehnoloogiale, kuid ei taga seda. Praegu ei ole taaselustamine võimalik.praegu ei ole taaselustamine võimalik.
Kõik järgnev sõltub sellest, et see üks etapp tehakse õigesti. Kui külmakahjustus hävitaks esimestel tundidel ajustruktuuri, ei saaks tulevane meditsiin kadunud teavet enam taastada. Vitrifikatsioon eristab inimese jaoks olulise struktuuri säilitamist pelgast tugevalt kahjustatud koe hoiustamisest. Just seepärast on see kesksel kohal selles, kuidas tänapäevane krüopreservatsioon tegelikult toimub.
Kui fikseerimine on parem valik
Vitrifikatsioon eeldab, et krüoprotektant jõuab kõikjale, kuhu vaja, ja see eeldab vereringesüsteemi, mis veel jaotab ainet ühtlaselt. Kui isheemiline kahjustus on juba ulatuslik, ei pruugi see toimida ning ebaühtlase perfusiooni korral võivad jääkristallid tekkida just kõige olulisemates piirkondades. Nende juhtumite jaoks on olemas teine meetod: aldehüüdiga stabiliseeritud krüopreservatsioon, ASC.
ASC algab aju perfundeerimisega glutaraldehüüdilahusega. Glutaraldehüüd on fiksatiiv, mis moodustab valkude vahel ristsidemeid. Lagunemine peatub koheselt ja struktuur fikseerub enne, kui jahutamine üldse algab. Kui kude on stabiliseeritud, suurendatakse krüoprotektandi kontsentratsiooni aeglaselt umbes 65% etüleenglükoolini ning aju vitrifitseeritakse pikaajaliseks säilitamiseks temperatuuril ligi -135 °C.
Selle meetodi kasuks räägivad tõendid on erakordselt veenvad. ASC abil säilitati sünaptiline ühenduvus kogu seaajus piisavalt hästi, et töö pälvis Brain Preservation Foundationi suurte imetajate auhind, ning tulemust kontrolliti pärast soojendamist 3D elektronmikroskoopia abil.
Kompromiss on tõsine ja seda ei tasu varjata. Fikseerimine ei ole pöörduv ühegi praegu teadaoleva meetodiga. Glutaraldehüüd säilitab konnektoomi erakordse täpsusega, kuid seob valgud keemiliselt omavahel, mistõttu ei ole selle koe bioloogiline taaselustamine võimalik. ASC säilitab struktuurse mustri, kuid välistab algse bioloogilise kandja taastamise. See tõstatab identiteedi järjepidevuse küsimuse.
Just seetõttu ei ole see esmane valik. Kui perfusioon on hea, jätab vitrifikatsioon avatuks nii struktuuri säilitamise kui ka võimaliku bioloogilise taastamise tee. ASC-d kasutatakse siis, kui alternatiiv oleks struktuuri täielik kadu.
Kokkuvõte: tänapäevase krüopreservatsiooni eesmärk on kude vitrifitseerida, mitte seda külmutada. Krüoprotektandid vähendavad jääkristallide teket, nii et bioloogiline struktuur võib muutuda stabiilseks klaasjaks olekuks.
Uurige seda praktilist tööriista
Kasutage interaktiivset tööriista, et uurida selles artiklis käsitletud küsimust.
Interaktiivse tööriista laadimine...
Loe lisaks