A jeges kihívás: miért pusztul el az agy fagyasztás után?
A legnagyobb akadályt a jégkristályok jelentik: a fagyás során keletkező kristályok átszúrják az érzékeny szöveteket, tönkretéve a sejtek működéséhez szükséges nanostruktúrákat. Ráadásul a sejteket védő oldatok is mérgezőek, vagy ozmotikus stresszt okoznak, ami tovább rontja a helyzetet. Megoldásként a csapat a vitrifikáció nevű módszert használta: a szöveteket extrém gyors hűtéssel üvegszerű, kaotikusan elrendeződött állapotban tartják, így elkerülhető a jégképződés.
A működő egéragy: hogyan sikerült?
Az eljárást egereken tesztelték először: a hippokampuszt is tartalmazó, kb. 0,35 mm vastag agyszeleteket védőoldattal kezelték, majd folyékony nitrogénnel hűtötték le –196 °C-ra, végül –150 °C-on tárolták. Tíz perctől hét napig maradtak fagyasztva. Felolvasztás után mikroszkópos vizsgálat mutatta, hogy a sejtek és összeköttetéseik épsége megmaradt. A mitokondriumok metabolizmusa is normálisnak bizonyult, és az idegsejtek elektromos ingerlése is szinte a kontrollmintákhoz hasonló válaszokat adott. Ráadásul a memóriafolyamatokban kulcsszerepet játszó hosszú távú szinaptikus erősödés is fennmaradt.
Emellett a módszert az egész egéragy méretére is kiterjesztették, amely nyolc napig maradt üvegesített állapotban. A protokoll többszöri finomhangolására volt szükség, de sikerült elkerülni a jelentős agyzsugorodást és mérgezést. A felolvasztott agyból készített szeleteken a hippokampusz még mindig képes volt a memóriafolyamatok fenntartására. Arra ugyanakkor nem derült fény, hogy valóban megmaradtak-e komplex emlékek, mivel ehhez élő állatokat kellett volna újraéleszteni, nem csak agyszeleteket vizsgálni.
A sci-fiből a laborba – de még nem a valóságba
Ez a kutatás még csak az egerek agyszövetének részleges helyreállításánál tart, de már megkezdődtek a kísérletek emberi agyszövettel is, ahol biztató eredmények születtek. A jövő célja a komplett szervek – például a szív vagy az emberi agy – hosszú távú megőrzése lenne. Ugyanakkor ezeknél a méreteknél újabb műszaki korlátok, például hőátadási gondok lépnek fel, és a jelenlegi technikák mellett gyakori a repedeződés is.
Ezért további fejlesztésekre van szükség a vitrifikáló oldatok és a hűtési-felmelegítési eljárások terén, hogy a nagy méretű szerveknél is alkalmazható legyen a módszer, amely most először hozott vissza életjeleket egy fagyasztott emlős agyában.
