Prelomový prístup by mohol viesť k úspešným transplantáciám kryokonzervovaných orgánov.
Kryokonzervácia môže predĺžiť životaschopnosť akejkoľvek biologickej vzorky. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Ekaterina Chizhevskaya
Kryokonzervácia, proces konzervácie biologických tkanív ich ochladením na teploty pod bodom mrazu, sa môže zdať ako niečo sci-fi. Vedci však túto technológiu vyvíjajú už takmer storočie.
Po väčšinu tohto času bol pokrok obmedzený až do roku 2023, keď výskumníci z Univerzity v Minnesote úspešne transplantovali kryokonzervovanú obličku inému potkanovi. Tento úspech preukázal potenciál použitia kryokonzervovaných orgánov pri budúcich ľudských transplantáciách.
Nová kryokonzervačná technika
Kryokonzervácia väčších orgánov predstavuje významnú prekážku, pretože tkanivá sú počas rýchleho chladenia náchylné na praskanie. Pre zachovanie integrity orgánov pri konzervácii a transplantácii u ľudí je rozhodujúce, aby sa zabránilo týmto poškodeniam.
Výskumný tím z Katedry strojového inžinierstva J. Mika Walkera ’66 na Texas A&M University, ktorý vedie Dr. Matthew Powell-Palm, publikoval štúdiu v časopise Scientific Reports, kde opisoval novú kryokonzervačnú techniku, ktorá môže zabrániť praskaniu orgánov. Na dlhšie uchovanie orgánov mimo tela vedci používajú proces nazývaný vitrifikácia. Táto metóda zmrazuje tkanivo v špecializovanom roztoku a udržiava ho v stave podobnom sklu, ktorý zabraňuje poškodeniu tvorbou ľadových kryštálov.
Úpravou zloženia vitrifikačného roztoku môžu výskumníci analyzovať, ako rôzne vlastnosti ovplyvňujú pravdepodobnosť praskania v orgáne. „V tejto štúdii sme skúmali rôzne teploty skleného prechodu, o ktorých sa domnievame, že zohrávajú dominantnú úlohu pri praskaní. Zistili sme, že vyššie teploty skleného prechodu znižujú pravdepodobnosť praskania,“ povedal Powell-Palm, odborný asistent strojného inžinierstva.
Lepšie biokompatibilné kryoroztoky
Výskumníci vybavení vedomosťami, že vyššie teploty skleného prechodu s menšou pravdepodobnosťou spôsobia praskanie ako nižšie teploty, sa môžu zamerať na vytváranie vhodných vitrifikačných roztokov s vyššími teplotami skleného prechodu, ktoré zabránia praskaniu.
„Praskanie je len jednou časťou problému,“ povedal Powell-Palm. „Riešenia musia byť biokompatibilné aj s tkanivom.“
Široké využitie vo vede a v medicíne
Tieto poznatky sú nevyhnutné pre oblasť kryokonzervácie, ktorá má uplatnenie aj mimo transplantácie orgánov vrátane ochrany voľne žijúcich živočíchov a biodiverzity, stabilizácie vakcín a znižovania plytvania potravinami.
Kryokonzervácia môže predĺžiť životaschopnosť akejkoľvek biologickej vzorky, čo je prospešné pre akúkoľvek oblasť biologických vied. „V jadre si strojárstvo vyžaduje pochopenie toho, ako niečo – čokoľvek – funguje. Tento projekt integruje fyzikálnu chémiu, fyziku skla, termomechaniku a kryobiológiu,“ povedal Powell-Palm. „Títo študenti odviedli úžasnú prácu pri aplikácii holistického myslenia na túto prácu, ktoré strojárstvo vyžaduje.“
Zdroj: Sci Tech Daily, Scientific Report
(LDS)
