Російські вчені розробили нову технологію сверхдлительного анабіозу
До теперішнього часу технологія занурення людини в тривалий стан анабіозу, в якому всі життєві функції повністю зупиняються і подальшим поверненням до нормального стану залишалася ідеєю, побачити яку можна було хіба що у фантастичних фільмах. Завдяки роботі вітчизняних фахівців в найближчому майбутньому це може стати реальністю.
Передумовою до розробки нової технології стала знахідка, зроблена в 80-их роках минулого століття. У полярних льодах на глибині 3750 метрів (що відповідає віку 400-500 тис. років, а в деяких випадках - 1 млн. років) були виявлені життєздатні мікроорганізми. Жоден з відомих на той момент способів анабіозу (анабіоз висушуванням, анабіоз заморожуванням, осмотичний анабіоз), ні, навіть, їх сукупність, не могли пояснити таке явище.
Відомо, що вода, що знаходиться у вільному стані в живих клітинах повністю не замерзає аж до температури -196 градусів Цельсія, а присутність навіть незначної кількості рідкої води, сприяє виникненню і продовження процесів розпаду, а це, у свою чергу значно обмежує тривалість кріоконсервації. На підставі цих відомостей у науковому співтоваристві затвердилася думка, що зберігати заморожені життєздатні біологічні об'єкти тривалий час можливо тільки при температурах, що не перевищують -196 градусів Цельсія.
На сьогоднішній день в кріомедицини застосовується два основних методи занурення об'єктів у стан анабіозу. Перший, це надшвидке охолодження, коли вода всередині клітин перетворюється в аморфний лід, не ушкоджує клітинні мембрани, минаючи стадію кристалізації. Однак, такий метод підходить лише для надзвичайно малих обсягів клітинної тканини і, тому, широкого застосування не отримав. Другий спосіб - застосування рідких криопротекторов та їх водних розчинів (гліцерину, пропіленгліколю та інших), які забезпечують виникнення мелкоструктурной кристалізації, при якій з рідкої води утворюються дрібні кристали звичайного льоду, що не представляють небезпеки для живих клітин.
Незважаючи на досягнення кріомедицини, застосування рідких криопротекторов не дозволяло створити досить ефективну і просту методику кріоконсервації щодо великих біологічних об'єктів, таких як цілі органи тварин і організму людини, залишивши їх при цьому повністю життєздатними. А збереження в замороженому стані організму людини повністю було лише екзотичної похоронної послугою.
З-за нерівномірного розподілу криопротекторов за обсягом будь-якого складного біологічного об'єкта, в об'єкті утворюється фронт кристалізації, що створює великі перепади температур і тиску, призводять до порушень хімічного складу внутрішньоклітинної рідини. Ці процеси роблять повернення об'єкта до життя неможливим. Також, непереборним поки перешкодою на шляху застосування рідких криопротекторов варто гематоенцефалічний бар'єр (ГЕБ), який заважає проникати їх молекул в нейрони і клітини мозку.
Застосування клатратных гідратів (у перекладі з латинського clatratus означає "обгороджений", "замкнуте") в якості центрів кристалізації, коли заморожування відбувається одночасно у всьому об'ємі об'єкта, дозволило вирішити вищезазначені проблеми. Клатрати являють собою особливий тип з'єднань газів з водою. Вони, так само як і лід мають кристалічну структуру, але на відміну від льоду, клатратные кристали менш міцні і не мають гострих граней. У структурі гідратних решіток знаходяться порожнини розміром в декілька десятків нанометрів у яких можуть утримуватися молекули внутрішньоклітинних речовин. Також для клатратных гідратів ГЕБ не є перешкодою - клітинні мембрани
для них "прозорі".
Група вчених Всесоюзного наукового центру хірургії, м. Москва, очолювана академіком АМН СРСР В.В.Ковановым, ще в кінці 1980-х років теоретично обґрунтувала застосування клатратных гідратів для тривалої консервації біологічних об'єктів. Суть методу полягає в насиченні клітин біологічного об'єкта важкими інертними газами, які перебувають складі Земної атмосфери (аргоном, криптоном, ксеноном). Поміщені в охолоджувані барокамери об'єкти в таких умовах занурюються в анабіоз. При цьому застосування криопротекторов зовсім не потрібно.
Проведені пізніше експерименти показали, що застосування кристалогідратів інертних газів дозволяє здійснювати анабіоз в дуже широкому діапазоні температур, від близьконульових до ультранизьких, а самі об'єкти зберігають життєздатний стан. Так, наприклад, серцю лабораторної щури, обраної для експерименту і замороженої до - 196° С знадобилося трохи більше трьох хвилин з моменту пересадки, щоб відновити свою діяльність.
У січні 2006 року в результаті проведених досліджень був запатентований "Спосіб кріоконсервації цілісних органів і тканин". На даний момент в портфелі Першого московського державного медичного університету імені і. м. sechenov є патенти на пристрої, призначені для тривалого зберігання і перевезення трансплантуються органів.
На наступному етапі досліджень вчені планують реанімувати щура, організм якої зазнає заморожування до -196°С. В ході робіт планується розробити комплекс процедур, що забезпечують безпечний вивід організму із стану анабіозу, а також апаратні і медикаментозні засоби, необхідні для подальшої його реабілітації. Ще одним завданням учених стане підбір оптимальних умов проведення кріоконсервації та найбільш ефективних хімічних компонентів кристалогідратів.