Inimese säilitamine on kriopreservatsiooni osa, mida me juba oskame teha. Säilitamise pöörduvaks muutmist me aga veel ei oska.
Lause „me ei oska seda veel pöörduvaks teha“ hõlmab mitut erinevat probleemi, millest osa on lahenduseni palju lähemal kui teised. See artikkel käsitleb tehnilisemalt küsimust, miks elustamine ei ole praegu võimalik.
Soojendamine on kriitiline etapp
Esmapilgul võib üllatada, et jahutamine on lihtsam osa protsessist. Just soojendamise ajal võivad proovid kahjustuda.
Jahutada saab aeglaselt ja hoolikalt. Soojendamine peab toimuma kiiresti, sest aeglane soojendamine annab jääle uue võimaluse tekkida.
Vitrifitseeritud proov peab uuesti läbima temperatuurivahemiku, kus klaasjas struktuur võib osaliselt kristalliseeruda.
Seda protsessi nimetatakse devitrifikatsiooniks ning see võib hävitada vitrifikatsiooniga saavutatud jäävaba seisundi vitrifikatsioon.
Jää teke ei ole soojendamisel ainus oht. Ebaühtlane soojendamine tekitab termilisi pingeid ning jää teket takistav klaasjas olek võib nende pingete tõttu mõraneda.
Soojendusmeetod peab seega korraga vältima kaht eri tüüpi kahjustust ning ühe probleemi lahendamine võib teist süvendada.
Üksiku raku puhul on see veel hallatav. Rakk soojeneb soojendusvannis vähem kui minutiga ning kogu selle maht soojeneb peaaegu üheaegselt.
Suurus muudab probleemi täielikult. Suur objekt ei soojene ühtlaselt: selle välisosad soojenevad kiiremini kui sisemus ning eri koed erineva kiirusega.
Kui mõni piirkond soojeneb teistest aeglasemalt, võib see uuesti läbida temperatuurivahemiku, kus tekib jää, samal ajal kui naaberpiirkonnad on sellest ohualast juba väljunud.
Nõue ei ole seega ainult kiirus. Kogu maht peab soojenema kiiresti ja ühtlaselt ning kõige raskem on tagada just soojenemise ühtlus.
Uuritakse kahte lähenemist. Üks meetod kasutab kõrge intensiivsusega fokuseeritud ultraheli. Seda on katsetatud ümarussil, kes soojendati üles ja elustati.
Teine meetod on nanosoojendus: koesse viiakse magnetilised nanoosakesed, mida kuumutatakse vahelduva magnetvälja abil, nii et soojus tekib koes seestpoolt võimalikult ühtlaselt.
Iga uuritavat meetodit on seni katsetatud vaid väikestes süsteemides. Üleminek väikestelt proovidelt inimese mõõtkavasse nõuab enamat kui lihtsalt suurema seadme ehitamist.
Toksilised ained tuleb eemaldada
Soojendamise keerukusel on ka sügavam, keemiline põhjus.
Krüoprotektandid, mis võimaldavad säilitamist, on krüogeensetel temperatuuridel suhteliselt kahjutud, sest keemilised protsessid on seal peaaegu täielikult seiskunud.
Temperatuuri tõustes muutuvad need aga mürgiseks. Seetõttu tuleb krüoprotektandid eemaldada samal ajal, kui proov soojeneb, ning aega on väga vähe.
Krüoprotektandid tuleb soojendamise ajal eemaldada kiiresti, täpselt ja kogu kehas võimalikult ühtlaselt, enne kui need kudesid kahjustavad.
Need nõuded on omavahel vastuolus. Kiire soojendamine jätab krüoprotektantide eemaldamiseks vähem aega, aeglasem soojendamine aga suurendab jää tekke ohtu.
Probleemi süvendab ka säilitatava keha suurus. Krüoprotektantide väljapesemine eeldab vedeliku liikumist veresoonkonnas, mis on olnud aastaid krüogeensel temperatuuril.
Ükski tänapäevane meetod ei võimalda inimese mõõtkavas korraga nii ohutut soojendamist kui ka krüoprotektantide kiiret eemaldamist. See on üks valdkonna keskseid lahendamata probleeme ning seetõttu ei ole inimese pöörduv kriopreservatsioon praegu võimalik.
Krüoprotektantide toksilisuse vähendamine on teine võimalus sama probleemi lahendamiseks. See on pikk uurimissuund, mitte lahendatud küsimus. Vt valdkonna edasiarendamine.
Algne probleem ootab endiselt
Oletagem, et soojendamine ja krüoprotektantide eemaldamine toimiksid täiuslikult. Ka siis oleks tegemist patsiendiga, kelle haigus või vigastus viis juriidilise surmani.
Sellele lisanduvad isheemiast ja säilitamisest põhjustatud kahjustused, mis kogunesid kogu protsessi jooksul.
Tõeline pöörduvus eeldaks kõigi nende kahjustuste parandamist ning elustamise võimalikkus sõltub seetõttu tehnoloogiatest, mida veel ei ole olemas.
See on probleem, mis jääb elustamisest rääkides sageli tähelepanuta. Soojendamine pälvib palju tähelepanu, sest see on kujutluslikult mõjuv, kuid algse haiguse või vigastuse ravimine on tõenäoliselt veel keerulisem.
Metastaatilise vähi tõttu säilitatud patsient vajab vähi ravi, mitte üksnes krüopreservatsiooni tagajärgede kõrvaldamist. Neist kahest ülesandest on säilitamine lihtsam.
Kõige üksikasjalikum tegevuskava on esitatud Robert Freitase teoses Cryostasis Revival. Selles on kirjeldatud kaks laiemat teed.
Tavapärasema käsitluse järgi skaneeritakse vitrifitseeritud struktuur, eemaldatakse krüoprotektandid ning parandatakse kude soojendamise ajal molekulaarsete masinate abil.
Radikaalsema lähenemise, molekulaarse rekonstruktsiooni puhul kaardistatakse aju aatom haaval ja ehitatakse selle kaardi põhjal uuesti üles.
Mõlemad lähenemised kuuluvad praegu tulevikutehnoloogia valdkonda ning eeldavad nanotehnoloogia arengut. Põhjalikum ülevaade võimalikest lahendustest on artiklis „kuidas elustamine võib õnnestuda“.
Mis on tegelikult tehtud ja millises mõõtkavas
Oleks ebatäpne väita, et pöörduvus on kõigis mõõtkavades üksnes hüpoteetiline. Mõne probleemi lahendamisel on juba edusamme tehtud ning oluline on täpsustada, milliseid.
Küüliku neer on vitrifitseeritud, soojendatud ja siirdatud ning on näidatud, et see toimis. See on näide terve elundi edukast vitrifitseerimisest, soojendamisest ja siirdamisest, mida kirjeldati 2009. aastal.
2023. aastal korrati sama protsessi nanosoojenduse abil. Rottide neerud vitrifitseeriti, neid hoiti krüogeensel temperatuuril kuni 100 päeva, soojendati seestpoolt ning siirdati saajatele, kes elasid ainult selle neeru toel.
Ajukoe uuringud on näidanud funktsionaalset taastumist pärast vitrifikatsiooni ning vastavad artiklid on koondatud lehele „asjakohased uurimusartiklid“.
Elundid on järgmine loogiline aste ning põhjus on nende veresoonkond. Nanosoojendus eeldab nanoosakeste jaotamist veresoonte kaudu. Elundil on veresoonkond olemas, koetükil aga mitte.
Siinkohal tuleb rõhutada piiranguid. Roti neer on umbes viinamarja suurune ja selle ülesanne on üksnes verd filtreerida.
Inimese aju on palju suurem ja tunduvalt keerukam ning taastada tuleb mitte lihtsalt filtreerimisfunktsioon, vaid inimese identiteedi aluseks olev struktuur.
Lõhe hõlmab suurust, keerukust ja vajadust parandada ka surma põhjustanud haigus või vigastus.
Senine areng näitab, et väikestes süsteemides saavutatud tulemusi püütakse järk-järgult laiendada suurematesse mõõtkavadesse. See ei näita aga, millal inimese mõõtkavas tulemusteni jõutakse.
Kokkuvõte: Pöörduv inimese kriopreservatsioon eeldab ohutut soojendamist, krüoprotektandi eemaldamist ning säilitamiskahjustuse ja algse haiguse parandamist. Neid võimekusi ei ole praegu terve inimese mõõtkavas olemas.
Uurige seda praktilist tööriista
Kasutage interaktiivset tööriista, et uurida selles artiklis käsitletud küsimust.
Interaktiivse tööriista laadimine...
Loe edasi