Μπορούμε να «παγώσουμε» τον εγκέφαλο χωρίς να τον καταστρέψουμε;

Σύνοψη

• Επιστήμονες στην Κίνα πέτυχαν την αναβίωση εγκεφαλικού ιστού ποντικού και ανθρώπινων οργανοειδών μετά από κατάψυξη.
• Η νέα χημική φόρμουλα MEDY αποτρέπει τον κυτταρικό θάνατο που προκαλείται από την κρυσταλλποίηση του νερού.
• Τα δείγματα διατήρησαν τη λειτουργικότητα τους για πάνω από 1,5 χρόνο σε συνθήκες υγρού αζώτου.
• Η ανακάλυψη λύνει το πρόβλημα της «εύθραυστης» φύσης του νευρικού ιστού κατά την αποθήκευση.

Η κρυοσυντήρηση του εγκεφαλικού ιστού αποτελούσε ανέκαθεν ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στη βιολογική έρευνα. Ο εγκέφαλος, λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε νερό και της εξαιρετικής ευαισθησίας των νευρικών κυττάρων, υφίσταται μη αναστρέψιμες βλάβες κατά τη διαδικασία της κατάψυξης. Οι παλαιότερες μέθοδοι οδηγούσαν σε ρήξη των κυτταρικών μεμβρανών εξαιτίας της διαστολής των κρυστάλλων πάγου. Η πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο PNAS αλλάζει τα δεδομένα, παρουσιάζοντας τη μέθοδο MEDY.

Η ομάδα των ερευνητών πειραματίστηκε με διάφορα κρυοπροστατευτικά μείγματα πριν καταλήξει στο MEDY. Η σύνθεση περιλαμβάνει:

1. Μεθυλοκυτταρίνη: Λειτουργεί ως σταθεροποιητικός παράγοντας.
2. Αιθυλενογλυκόλη: Μειώνει το σημείο πήξης.
3. DMSO: Διεισδύει στα κύτταρα για την προστασία των οργανιδίων.
4. Εκχύλισμα Μαγιάς: Παρέχει απαραίτητα θρεπτικά συστατικά για την ανάκαμψη.

Η χρήση αυτών των στοιχείων επέτρεψε στον εγκεφαλικό ιστό να υποβληθεί σε ψύξη χωρίς να χάσει τη δομική του συνοχή. Κατά την απόψυξη, οι νευρώνες όχι μόνο παρέμειναν ζωντανοί, αλλά άρχισαν να εκπέμπουν ηλεκτρικά σήματα, αποδεικνύοντας ότι το δίκτυο επικοινωνίας παρέμεινε ενεργό.

Πέρα από τον εγκέφαλο ποντικών, η έρευνα επεκτάθηκε σε ανθρώπινα εγκεφαλικά οργανοειδή — μικροσκοπικές καλλιέργειες ιστού που προέρχονται από βλαστοκύτταρα. Τα οργανοειδή αυτά, αφού παρέμειναν παγωμένα για 18 μήνες, συνέχισαν να αναπτύσσονται κανονικά μετά την απόψυξη. Αυτό είναι κρίσιμο για τη φαρμακολογία, καθώς επιτρέπει τη δημιουργία «βιβλιοθηκών» ζωντανού ιστού για τη δοκιμή φαρμάκων κατά του Αλτσχάιμερ και του Πάρκινσον χωρίς την ανάγκη συνεχούς καλλιέργειας.

Με τη ματιά του Techgear

Αν και η είδηση φέρνει στο μυαλό σενάρια για κρυοσυντήρηση ολόκληρων οργανισμών, η πραγματικότητα παραμένει εστιασμένη στην εργαστηριακή χρήση. Η πολυπλοκότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου, με τα δισεκατομμύρια συνάψεις, απαιτεί πολύ περισσότερα από μια χημική φόρμουλα για να επανέλθει πλήρως η συνείδηση. Ωστόσο, η ικανότητα διατήρησης λειτουργικού ιστού για 1,5 χρόνο είναι ένα τεχνολογικό ορόσημο που θα επιταχύνει τη νευρολογική έρευνα παγκοσμίως.