Ученые впервые «оживили» клетки мозга после глубокой заморозки

Ученые впервые смогли восстановить функциональность замороженной мозговой ткани. Это достижение стало важным шагом в развитии технологии криоконсервации. Основной сложностью для криоконсервации мозга является образование кристаллов льда. Когда вода замерзает внутри тонкой клеточной структуры, эти кристаллы расширяются. Они повреждают мембраны, разрушают сложную сеть нейронов и в конечном итоге уничтожают связи, лежащие в основе мышления, памяти и сознания. В результате размороженная ткань становится непригодной.

Неврологи из Университета Эрлангена-Нюрнберга в Германии решила эту проблему методом витрификации. Они охладили ткани настолько быстро, что им удалось полностью предотвратить образование льда. Жидкости внутри клеток не кристаллизовались, а перешли в аморфное стеклообразное состояние. При этом движение молекул полностью прекратилось, но структура ткани не изменилась.

Команда применила этот метод к тонким срезам гиппокампа мыши (гиппокамп – область мозга, критически важная для обучения и памяти). С помощью жидкого азота их охладили до минус 196 градусов Цельсия. Образцы хранили в таком состоянии от десяти минут до недели, после чего разморозили.

Микроскопический анализ показал, что хрупкие нейрональные и синаптические мембраны пережили заморозку в целости и сохранности. Митохондрии (источники энергии внутри клеток, ответственные за метаболизм) функционировали без повреждений, а нейроны проявляли электрическую активность. Ученые также выявили признаки долговременной потенциации (LTP) – процесса укрепления синапсов, который считается клеточной основой обучения и памяти.

Технологию криоконсервации часто описывали в фантастике – человека замораживали, а через несколько лет или даже десятилетий он возрождался к жизни. В реальности подобное пока невозможно. Но открытие ученых важно для современной медицины – так, заморозка позволит защитить мозг после тяжелой травмы или во время болезни и выиграть время для лечения, сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Ранее стало известно, что искусственное бьющееся «сердце на чипе» создали в Канаде. Искусственное сердце намерены использовать для безопасного тестирования лекарств.