Bir gün organlarımızı gerçekten dondurabilir miyiz?22 Nisan 2014 Salı. - Doktorların dondurucuları açabileceğini ve hayat kurtarıcı operasyonlarda kullanmak için böbrekleri, karaciğerleri veya kalpleri seçebileceğini hayal edin. Aşağıda bunun neden bu kadar zor olduğu açıklanmaktadır.
Yeni bir böbreğe, yedek bir kalbe veya başka bir hayati organa ihtiyacınız varsa, birçok seçeneğiniz yoktur. Çünkü hayat kurtarabilecek nakiller için sağlıklı insan organları söz konusu olduğunda, arz ve talep arasında büyük bir uçurum vardır.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, 26.517 organ 2013 yılında nakledildi, ancak 120.000'den fazla hasta bekleme listesinde. Basitçe söylemek gerekirse, herkes için yeterli bağış yok.
Daha da kötüsü, bazen mevcut organlar vericiden çıkarıldıktan sonra çok fazla raf ömrüne sahip olmadıkları için boşa harcanmaktadır.
Şu anda, yapabileceğimiz en iyi şey, onları bir veya iki gün boyunca 0 santigrat derecenin biraz üzerinde özel bir çözümde tutmaktır, bu da tamamen uyumlu alıcıları almak için çok fazla zaman tanımaz.
Ancak olası bir cevap var. Bilim adamları organları dondurmanın ve zarar görmeden geri getirmenin bir yolunu bulabilirlerse, onları haftalarca veya aylarca tutabiliriz.
Eğer bunları yaratabilirsek, laboratuvarda tasarlanan organlar için de aynı şey yapılabilir. Bunu göz önünde bulundurarak, Kaliforniya'daki NASA Araştırma Parkı'ndaki Singularity Üniversitesi laboratuvarlarına bağlı bir hayır kurumu olan Organ Koruma İttifakı, bu konuda ilerlemeyi teşvik edenler için bir milyoner ödülü yaratmayı planlıyor.
Kriyo-prezervatif mümkün mü?
Peki, nakil cerrahlarının dondurucuları açtıkları ve hayat kurtarıcı operasyonlar yapmak için böbrekler, karaciğerler veya kalpleri seçtikleri bir zamanı anlayabilir miyiz?
Bilim adamları, küçük insan gruplarını 40 yıldır dondurarak koruyor veya başarıyla donduruyorlar.
Hücreleri yok edebilen ve ölümcül kasılmaya karşı koruyabilen buz kristallerinin oluşumunu önleyen kriyoprotektan bileşiklerinin çözeltileri ile hücreleri selleyen yumurtaları ve embriyoları tutarlar.
Ne yazık ki, bu süreci daha büyük ölçekte uygulamaya çalıştıklarında büyük engellerle karşılaşıyorlar, çünkü en karmaşık organlar ve dokulardaki mimari buz kristalleriyle ilgili hasarlara karşı çok daha savunmasız.
Bununla birlikte, küçük bir grup araştırmacı vazgeçmedi ve kısmen doğanın ipuçlarını takip ederek meydan okumaya hazırlanıyor.
Örneğin, Antarktika'daki buz balıkları, vücut sıvılarının donma noktasını azaltan ve bağlanan antifriz proteinleri (AFP) sayesinde çok soğuk sularda -2 santigrat derecede hayatta kalır. Buz kristalleri yayılmasını durdurmak için.
Araştırmacılar, sıçan kalplerini sıfırın birkaç derece altında 24 saate kadar bir süre boyunca korumak için Antarktika buz balığı AFP'leri içeren çözeltiler kullandılar.
Bununla birlikte, daha düşük bir sıcaklıkta, bu hayvanın AFP'lerinde ters etki etkileri meydana gelir: buz kristallerinin oluşumunu hücre zarlarını delen keskin noktalar üretmeye zorlarlar.
Son zamanlarda Alaska böceğinde -60 ° C tolere edebilen bir başka antifriz bileşiği daha faydalı olabilir.
Ancak antifriz maddeleri tek başına iş yapmayacak. Bunun nedeni dondurma işleminin, içindeki ve dışındaki sıvı akışını etkileyerek hücreleri yok etmesidir.
Buz, hücreler arasındaki boşluklarda oluşur, sıvının hacmini azaltır ve çözünmüş tuzların ve diğer iyonların konsantrasyonunu arttırır. Su hücrelerden dışarıya doğru telafi etmek için dışarı doğru akar ve solmalarına ve ölmelerine neden olur.
Ovüller ve embriyolarda, gliserol gibi kriyoprotektif bileşikler çok faydalıdır: sadece hücreler içinde buz oluşumunu önlemek için suyu değiştirmezler, aynı zamanda hücre kasılmasını ve ölümünü önlemeye yardımcı olurlar.
Sorun şu ki, bu bileşikler organlarda aynı sihirle çalışamazlar. Bir yandan, doku hücreleri buz penetrasyonuna çok daha duyarlıdır.
Ve hücreler korunduğunda bile, aralarındaki boşluklarda oluşan buz kristalleri, organı bir arada tutan hücre dışı yapıları tahrip eder ve işlevini kolaylaştırır.
camlaştırma
Buzlanma tehlikelerinin üstesinden gelmenin bir yolu, bunun olmasını önlemektir. Bu nedenle bazı bilim adamları, dokuların buzlanmadan cam haline geleceği kadar soğuduğu vitrifikasyon adı verilen bir tekniğe kendini adamıştır.
Yöntem zaten bazı doğurganlık klinikleri tarafından kullanılmaktadır ve karmaşık dokuların korunmasıyla ilgili bugüne kadar en cesaret verici sonuçlardan bazılarını üretmiştir.
2000 yılında, örneğin, Mike Taylor ve Güney Carolina, Charleston'daki Hücre ve Doku Sistemlerindeki meslektaşları, hücreler ve organlar arasında yer alan bir tavşan damarının 5 cm uzunluğunda segmentlerini vitrifiye etti. ve ısıtmadan sonra işlevlerinin çoğunu koruduklarını gösterdi.
İki yıl sonra, Greg Fahy ve Kaliforniya merkezli bir kriyoprezervasyon araştırma şirketi olan 21st Century Medicine'deki meslektaşları bir atılım yaptı: bir tavşanın böbreğini vitrifiye ederek, cam geçiş sıcaklığının altında tuttular - Buz çözmeden ve incelemek için katledilmeden önce 48 gün boyunca yaşamış bir tavşana nakledilmeden önce 10 dakika 122 santigrat derece.
Fahy, "İlk yaşamı takip eden hayati bir organ ilk kez dondurularak saklandı ve nakledildi" diyor. "Gerçekçi bir teklif olduğunun kanıtıydı."
Ancak böbrek, sağlıklı bir versiyonun yanı sıra işe yaramadı, çünkü esasen belirli bir kısmın, medulla, kriyoprotektan çözeltisini emmesi daha uzun sürdü, bu da buz çözme sırasında üzerinde buz oluşması anlamına geliyordu.
Fahy, "Büyük ruhlar içinde olsak da, iyileştirmemiz gerektiğini de biliyorduk."
Uyarıcı bir not ekleyerek Taylor, "Bu kadar yakın geldik, " diyor. Diyerek şöyle devam etti: "Bu 10 yıldan fazla bir süre önceydi ve eğer teknik yeterince sağlamsa, bulguyu kanıtlayan raporlar ve takip çalışmaları olmalı, var olmayan bir şey."
Fahy, ilerlemenin yavaş olduğunu söylüyor, çünkü yönteminin önemli bir parçası olan bir kimyasal üretmeyi bıraktı. Bununla birlikte, grubu geri döndü ve ileri adım attı: 2013'teki Kriyobiyoloji Derneği'nin yıllık toplantısında Fahy, kordonun kriyoprotektanlarla daha hızlı yüklenmesini sağlayan bir yöntem sundu.
Fahy'nin iyimserliğine rağmen, büyük organları korumak söz konusu olduğunda vitrifikasyonun bazı zorlu zorluklar yarattığı açıktır. Başlamak için, korumaları gereken hücreleri ve dokuları zehirleyebilecek yüksek konsantrasyonlarda kriyoprotektanlara (geleneksel yavaş soğutmaya göre en az beş kat daha fazla) ihtiyaç vardır.
Bileşiklerin yüklenmesi için daha fazla zaman gerektiğinden sorun daha büyük dokularla daha da kötüleşir, bu da daha yavaş soğutma süreleri ve toksik maruziyet için daha fazla fırsat anlamına gelir. Ayrıca, soğutma çok hızlı veya çok düşük sıcaklıklara ulaşırsa, çatlaklar görülebilir.
Bu son derece hassas ısıtma işlemi daha fazla engel oluşturur. Vitrifiye edilmiş örnek hızlı veya oldukça düzgün bir şekilde ısınmazsa, camlık, kristalleşmeye yol açar, devitrifikasyon olarak bilinen bir işlem ve yine çatlama meydana gelebilir.
(Bu) henüz üstesinden gelemediğimiz bir zorluk, "diyor Minnesota Üniversitesi'nde kriyobiyolog ve mühendis John Bischof." Sınırlayıcı faktör, onu çözebileceğimiz hız ve bütünlüktür. " Isınma genellikle dışarıdan içeriye yapılır.
Geçen yıl, Bischof ve yüksek lisans öğrencisi Michael Etheridge sorunu çözmek için bir yol önerdiler: kriyoprotektan solüsyonuna manyetik nanopartiküller ekleyin.
Fikir, parçacıkların doku içinde dağılması ve bir kez manyetik alanlar tarafından uyarıldığında, her şeyi hızlı ve eşit bir şekilde ısıtmasıdır. İkili şu anda Taylor ve meslektaşlarıyla tavşanların arterlerindeki yöntemi test etmek için çalışıyor.
Eylem buz
Çoğunlukla, alandaki ilerlemeler deneme yanılma yoluyla ortaya çıktı: çözüm kombinasyonlarının test edilmesi ve dondurma ve çözme yöntemleri.
Ancak araştırmacılar ayrıca buzun hücre ve dokularda nasıl davrandığını daha yakından incelemek için yeni teknolojilerden faydalanmaya başladılar.
İşlemler ayrıntılı olarak anlaşılırsa, bunları kontrol etmek için yenilikçi ve daha etkili yöntemlerin tasarlanması beklenebilir.
Son 12 ayda bu alanda önemli ilerlemeler kaydedildi. Pittsburgh'daki Carnegie Mellon Üniversitesi'nde makine mühendisi olan Yoed Rabin ile çalışan Taylor, büyük hacimli kumaşlarda yüksek çözünürlüklü tam renkli termal görüntülerin görüntülenmesini sağlayan yeni bir cihaz tanıttı.
Bu arada, Pennsylvania'daki Villanova Üniversitesi'nden Jens Karlsson, son zamanlarda buzun sıkıca bağlı iki hücre arasında küçük ceplere girdiği ve daha sonra bunların içinde kristalleşmeye neden olduğu ultra yavaş hareket mikroskopik video dizilerini yakaladı.
Bu yöntemlerin perspektifleri, donma ve çözülme sürecinin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi yoluyla dokuların nasıl donatılacağını anlamaya çalışan Karlsson, donma sürecinin nasıl manipüle edileceğine dair yeni fikirler getirebilir. vitrifikasyonun
Bir olasılık genetik olarak kriyoprezervasyona direnç gösterebilen hücre-hücre birleşimleri oluşturmaya ikna edilebilen hücreleri tasarlamaktır. Bir sonraki görev, bir organın işlevini etkilememesi için hücre dışı buz oluşumunu yönlendirmenin bir yolunu bulmak olacaktır.
Karlsson ayrıca milyonlarca olası protokolü etkili bir şekilde test etmek için dondurma işleminin bilgisayar simülasyonlarını kullanmaya hazırdır.
"İlerlemeyi hızlandırmak için bu tür araçlara ihtiyacımız var, " diyen Karlsson, görevi "bu çabaya adanmış fonların bir kısmıyla aya ulaşmaya çalışmak" ile karşılaştırıyor.
Sınırlı kaynaklarla bile, alan buzsuz kriyoprezervasyonun bir kan damarı segmenti gibi küçük dokular için pratik olduğunu göstermiştir. "Kalan ve önemli olan bariyer, " diyor Taylor, "onu bir insan organına ölçeklendirmektir."
Vitrifikasyondan önce bu tür çabaların "bir duvara çarpabileceğinden" şüphelenen Karlsson için, dondurma yöntemleri (veya buz bazlı yöntemler olarak adlandırdığı şey) eşit veya hatta bir yolu temsil eder Başarıya karşı daha güvenilir.
Fakat ciddiye alınması gereken son bir kavram daha var. "Hiçbir kriyoprezervasyon tekniği, bileşen hücrelerin% 100 hayatta kalmasını önermiyor" diyor Taylor.
"Birçok uygulamada bu tolere edilebilir, ancak tek bir organ için bu, depolama veya nakilden sonra onarım için önemli derecede yaralanma anlamına gelebilir."
Sonuçta, bu, numunelerin ne kadar iyi dondurularak saklansa da, yeni edinilen organlara kıyasla daha düşük kalitede olmaları muhtemeldir.
Kaynak: www.DiarioSalud.net Etiketler: cinsellik Sağlık Haberler