Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Наука

Бьющиеся ткани сердца впервые смогли переохладить и вернуть к жизни

National Geographic Россия
29 сентября 2021
0001.webp
Иллюстрация изохорной камеры, которая переохлаждает ткань сердца до минусовых температур без образования льда
Фото: Anthony Consiglio
Это станет отправной точкой для прорыва в области хранения трансплантируемых органов.

Когда речь заходит о сохранении тканей и органов для трансплантации, основной проблемой является предотвращение накопления в них кристаллов льда, которые могут нанести серьезный ущерб. Новая технология может помочь обойти эту сложность.

Ученые впервые применили многообещающую технику переохлаждения, чтобы сохранить и оживить искусственно созданную ткань сердца. Этот шаг пророчит будущее, в котором донорские органы смогут оставаться жизнеспособными в течение гораздо более длительных периодов времени.

Технология, лежащая в основе этого прорыва, называется изохорическим переохлаждением. Она была впервые применена Борисом Рубинским в Калифорнийском университете в Беркли около 16 лет назад.

Этот метод направлен на предотвращение образования вредных кристаллов льда при сохранении биологического материала. Он также начинает показывать многообещающие результаты в области консервирования продуктов питания, где он может привести к значительной экономии энергии.

Если при обычном изобарическом замораживании материал подвергается воздействию атмосферы при постоянном давлении, чтобы заморозить его до твердого состояния, то при изохорном замораживании материал погружается в жидкость.

Затем его герметично закрывают в жестком контейнере, не содержащем воздуха, где нет места для образования кристалликов льда. Команда Рубински ранее охлаждала образцы до −22 °C и оставляла 40 % материала незамерзшим.

В своих последних экспериментах исследователи использовали ранее разработанную систему, в которой сердечная ткань выращивается из взрослых стволовых клеток. Эта ткань бьется в ритме, аналогичном ритму человеческого сердца, а микрофлюидные каналы используются для моделирования воздействия на клетки питательных веществ и лекарств. Эту сконструированную ткань погружали в камеру изохорного переохлаждения и охлаждали до −3 °C, затем клетки сердца удаляли из камеры через 24, 48 и 72 часа и возвращали к теплой температуре 37 °C.

Самопроизвольное биение возобновилось для 65–80 процентов образцов, при этом не наблюдалось значительной разницы между образцами, охлажденными в течение разной продолжительности. Осмотр образцов показал, что ихорическое переохлаждение не изменило структурную целостность сердечной ткани, не изменило частоту сердечных сокращений или форму волны, хотя наблюдалась небольшая тенденция к увеличению продолжительности сердечных сокращений ткани, охлаждаемой в течение более длительных периодов.

Ткань также оставалась чувствительной к лекарству под названием изопротеренол, используемому для увеличения частоты сердечных сокращений.

«Насколько нам известно, это первый в истории отчет о переохлаждении и возрождении автономно работающей сконструированной сердечной мышцы человека», — Мэтт Пауэлл-Палм, ведущий автор исследования.

В настоящее время хранение трансплантируемых органов ограничивается часами, что значительно ограничивает доступ к ним нуждающимся пациентам. Новая технология потенциально позволит хранить органы в течение одного-трех дней.

рекомендации
Планета Земля

Три космостанции отходов и другие причины выбрать товары с экомаркировкой

Горы

Восхождение на Килиманджаро: самое интересное приключение в Африке

Фотоаппарат generic icon

Как прошел наш фототур в Дагестан