Ελπίδες για μελλοντική διατήρηση μοσχευμάτων στην κατάψυξη

Επί δεκαετίες η επιστήμη αναζητεί τεχνικές κατάψυξης των ανθρώπινων οργάνων για αποθήκευση τους επί μεγάλο διάστημα ως την μεταμόσχευση αλλά χωρίς επιτυχία.

Όμως ύστερα από πολυετείς επιστημονικές έρευνες είναι βάσιμες πλέον οι ελπίδες ότι η κρυοσυντήρηση τους είναι στο κατώφλι της επιτυχίας. Οπως τουλάχιστον διαφαίνεται και από ανακοίνωση ερευνητικής ομάδας στο Ισραήλ σχετικά με τις παγοδεσμευτικές πρωτεΐνες που προστατεύουν τα κύτταρα από καταστροφή.

Με τα έως τώρα δεδομένα ήταν αναπόφευκτη η καταστροφή ιστών και κυττάρων σε τόσο χαμηλές θερμοκρασίες γι' αυτό και δεν υπήρχαν περιθώρια ελπίδας τα όργανα για μεταμόσχευση να καταψυχθούν επί μεγάλο χρονικό διάστημα και να διατεθούν αναλόγως αναγκών στους λήπτες.

Ενδεικτικά αναφέρεται ότι η καρδιά και οι πνεύμονες μπορούν να διατηρηθούν αναλλοίωτα μόλις επί έξη ώρες, το πάγκρεας και το ήπαρ επί 12 ώρες και τα νεφρά για λιγότερο από 30 ώρες.

Αιτία είναι οι κρύσταλλοι πάγου που προκαλούν μη αναστρέψιμες αλλαγές στα κύτταρα σε θερμοκρασίες κατάψυξης. Γι αυτό και αναζητείται αποτελεσματικός τρόπος εξουδετέρωσης των κρυστάλλων πάγου στα κύτταρα προκειμένου να μην υποστούν ανεπανόρθωτες βλάβες.

Η προσπάθεια για κάτι τόσο σημαντικό αναπτύσσεται σε πολύ μεγάλη κλίμακα της επιστημονικής κοινότητας μέσω διαφορετικών προσεγγίσεων. Ήδη πρόσφατα ήλθαν στο φως ελπιδοφόρες προτάσεις από ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες που φαίνεται να διαμορφώνουν γόνιμο έδαφος.

Στο πλαίσιο αυτό δημιουργούνται προϋποθέσεις αισιοδοξίας για την πιθανότητα διατήρησης των μοσχευμάτων επί μακρόν σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενός.

Εάν κάποια από τις έρευνες καταλήξει σε πρακτικό αποτέλεσμα τότε εκατομμύρια ανθρώπων θα απαλλαγούν από τον εφιάλτη της έλλειψης μοσχευμάτων αλλά και της ανάγκης να γίνονται μέσα σε περιορισμένο χρονικό διάστημα έλεγχοι ιστοσυμβατότητας καθώς θα υπάρχουν όλα τα αναγκαία χρονικά περιθώρια.

Η έρευνα στο Ισραήλ

Οι πρωτεΐνες που δεσμεύουν τον πάγο προκειμένου να διατηρηθούν κύτταρα και ιστοί σε συνθήκες κρυοσυντήρησης είναι το αντικείμενο προωθημένης έρευνας του καθηγητή Ido Braslavsky στο Ινστιτούτο Βιοχημείας, Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων και Διατροφής της Σχολής Γεωπονίας, Τροφίμων και Περιβάλλοντος στο Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ.

Όπως αναφέρθηκε σε πρόσφατο άρθρο στο περιοδικό «The Economist» σχετικά με την παγκόσμια προσπάθεια διατήρησης των οργάνων σε κατάψυξη αναφέρθηκε ο ρόλος των παγοδεσμευτικών πρωτεϊνών.

Συγκριτικά με άλλες σχετικές ουσίες οι παγοδεσμευτικές πρωτεΐνες σε πολύ μικρές ποσότητες βοηθούν τους οργανισμούς να αντισταθούν ή και να αντέξουν στην ψύξη του νερού αναστέλλοντας την ανάπτυξη και τον σχηματισμό κρυσταλλικού πάγου.

Ο καθηγητής Braslavsky αναφέρει ότι με την ομάδα του σε εργαστηριακό επίπεδο διερευνά συστηματικά την αλληλεπίδραση των παγοδεσμευτικών πρωτεϊνών με τους κρυστάλλους πάγου.

Aναβίωση των κυττάρων από την κρυοσυντήρηση

Στο πρωτοποριακό έργο του συμπεριλαμβάνεται και η ανάπτυξη τεχνικών κρυοσυντήρησης που θα επιτρέψουν την αναβίωση των κυττάρων και των ιστών προφανώς κατά την αντίστροφη φάση όταν δηλαδή χρειασθεί να επανέλθουν σε κανονικές θερμοκρασίες.

Επισημαίνει δε χαρακτηριστικά ότι επειδή σε συνθήκες θερμοκρασιών κάτω του μηδενός στην κλίμακα Κελσίου οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται με μεγάλη ακρίβεια.

Για το λόγο αυτό σχεδίασαν ειδικό μικροσκόπιο που επιτρέπει ρυθμίσεις σε επίπεδο χιλιοστού του βαθμού Κελσίου καθώς και την διαδικασία της κατάψυξης ώστε συνολικά να υπάρχει πλήρης έλεγχος της πειραματικής διαδικασίας.

Χρησιμοποιώντας φωτισμό φθορισμού μπορούν να παρακολουθήσουν την λειτουργία των πρωτεϊνών που τις έχουν μαρκάρει με τις αντίστοιχες χρωστικές ουσίες.

Στα πλαίσια των πειραμάτων παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο την ανάπτυξη κρυστάλλων πάγου οι οποίοι λιώνουν όταν συνυπάρχουν με αποδεσμευτήκαμε πρωτεΐνες διαδικασία που έχει μόνιμη βάση και όχι περιστασιακή.

Ο καθηγητής Braslavsky και η ομάδα του συνεργάζεται με τον καθηγητή Peter Davies από το πανεπιστήμιο Queens στον Καναδά.

Μέσω της συνεργασίας τους ανακάλυψαν ότι οι παγοδεσμευτικές πρωτεΐνες στα έντομα είναι πολύ περισσότερο αποτελεσματικές συγκριτικά με αυτές στα ψάρια όμως στην δεύτερη περίπτωση η διεργασία δέσμευσης του πάγου γίνεται ταχύτερα.

Πάντως είναι ενδιαφέρον ότι οι παγοδεσμευτικές πρωτεΐνες ανακαλύφθηκαν πριν από περίπου 50 χρόνια σε ψάρια της Ανταρκτικής και τώρα έγινε γνωστό ότι υπάρχουν σε ψάρια ανθεκτικά στο κρύο, σε φυτά, έντομα και μικροοργανισμούς.

Η έρευνα που διεξάγει ο καθηγητής Braslavsky επεκτείνεται στις κατεψυγμένες τροφές. Και την περίπτωση αυτή η ανάπτυξη παγοκρυστάλλων αποτελεί μείζον πρόβλημα γι αυτό και υπάρχουν ελπίδες ότι μπορεί να αντιμετωπισθεί με τον ίδιο τρόπο.

Ο καθηγητής και η ομάδα του υποστηρίζεται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας στα πλαίσια του 7ου Προγράμματος Πλαισίου της Ευρωπαϊκής Άνωσης καθώς και από το ίδρυμα του Ισραήλ Science.

Συντάκτης: Χρήστος Προυκάκης 

Πηγή: efsyn.gr