krioprezerváció
krioprezerváció, a sejtek és szövetek fagyasztással történő megőrzése.
Schering AG / Getty Images
az American Chemical Society (a Britannica Publishing Partner) az összes videó megtekintése ehhez a cikkhez
a krioprezerváció bizonyos kis molekulák azon képességén alapul, hogy belépjenek a sejtekbe, és megakadályozzák az intracelluláris jégkristályok kiszáradását és kialakulását, ami sejthalált és sejtszervecskék pusztulását okozhatja a fagyasztási folyamat során. Két gyakori krioprotektív szer a dimetil-szulfoxid (DMSO) és a glicerin. A glicerint elsősorban a vörösvértestek krioprotekciójára, a DMSO-t pedig a legtöbb más sejt és szövet védelmére használják. A trehalóz nevű cukrot, amely olyan szervezetekben fordul elő, amelyek képesek túlélni a szélsőséges kiszáradást, fagyasztva szárítási módszerekhez használják krioprezerváció. A trehalóz stabilizálja a sejtmembránokat, és különösen hasznos a sperma, az őssejtek és a vérsejtek megőrzésében.
a celluláris krioprezerváció legtöbb rendszere ellenőrzött sebességű fagyasztót használ. Ez a fagyasztórendszer folyékony nitrogént szállít egy zárt kamrába, amelybe a sejtszuszpenziót helyezzük. A fagyás mértékének gondos ellenőrzése segít megelőzni a gyors sejtes kiszáradást és a jégkristály képződést. Általában a sejteket szobahőmérsékletről körülbelül -90-re veszik 6c (-130 F) egy szabályozott sebességű fagyasztóban. A fagyasztott sejtszuszpenziót ezután egy folyékony-nitrogén fagyasztóba viszik, amelyet rendkívül hideg hőmérsékleten tartanak, nitrogénnel vagy a gőzben, vagy a folyadékfázisban. A fagyasztva szárításon alapuló krioprezerváció nem igényel folyékony nitrogén fagyasztókat.
a krioprezerváció fontos alkalmazása a csontvelőben és a perifériás vérben található hematopoietikus őssejtek fagyasztása és tárolása. Autológ csontvelő-mentés során hematopoietikus őssejteket gyűjtenek a beteg csontvelőjéből a nagy dózisú kemoterápiás kezelés előtt. A kezelést követően a beteg krioprezervált sejtjeit felolvasztják és visszaadják a testbe. Ez az eljárás szükséges, mivel a nagy dózisú kemoterápia rendkívül mérgező a csontvelőre. A hematopoietikus őssejtek krioprezerválásának képessége nagymértékben javította bizonyos limfómák és szolid tumoros rosszindulatú daganatok kezelésének eredményét. Leukémiás betegek esetében vérsejtjeik rákosak, és nem használhatók autológ csontvelő mentésre. Ennek eredményeként ezek a betegek az újszülöttek köldökzsinórjaiból gyűjtött krioprezervált vérre vagy a donoroktól kapott krioprezervált hematopoietikus őssejtekre támaszkodnak. Az 1990-es évek vége óta felismerték, hogy a hematopoietikus őssejtek és a mezenchimális őssejtek (amelyek embrionális kötőszövetből származnak) képesek differenciálódni csontváz-és szívizom-szövetekké, idegszövetekké és csontokká. Napjainkban intenzív érdeklődés mutatkozik ezen sejtek növekedése iránt a szövettenyésztési rendszerekben, valamint ezeknek a sejteknek a krioprezervációja a legkülönbözőbb rendellenességek, köztük az idegrendszer és az izomrendszer rendellenességei, valamint a máj és a szív betegségei jövőbeli terápiájához.
Encyclopedia Ons Britannica, Inc.
a Krioprezervációt emberi embriók és spermiumok fagyasztására és tárolására is használják. Különösen értékes az in vitro megtermékenyítés (IVF) által generált extra embriók fagyasztásához. Egy pár dönthet úgy, hogy cyroprezervált embriókat használ a későbbi terhességekhez, vagy abban az esetben, ha az IVF sikertelen a friss embriókkal. A fagyasztott embriótranszfer során az embriókat felolvasztják és beültetik a nő méhébe. A fagyasztott embriótranszfer a gyermekkori rák kockázatának kicsi, de jelentős növekedésével jár az ilyen embriókból született gyermekek körében.
a mély hipotermia, az emberi betegeknél alkalmazott enyhe krioprezerváció egyik formája, jelentős alkalmazásokkal rendelkezik. A mély hipotermia indukciójának általános alkalmazása komplex kardiovaszkuláris műtéti eljárások. Miután a beteget teljes kardiopulmonális bypassra helyezték, szív-tüdő gép segítségével, a vér áthalad egy hűtőkamrán. A beteg szabályozott hűtése rendkívül alacsony hőmérsékletet érhet el, körülbelül 10-14 C (50-57 F). Ez a mennyiségű hűtés hatékonyan leállítja az összes agyi aktivitást, és védelmet nyújt az összes létfontosságú szerv számára. Amikor ezt a szélsőséges hűtést elérték, a szív-tüdő gép leállítható, és a sebész kijavíthatja a nagyon összetett aorta-és szívhibákat a keringési leállás során. Ez idő alatt nem kering vér a betegben. A műtét befejezése után a vért fokozatosan felmelegítik ugyanabban a hőcserélőben, amelyet hűtésre használnak. A normális testhőmérsékletre való fokozatos felmelegedés a normális agy-és szervfunkciók újraindulását eredményezi. Ez a mély hipotermia azonban távol áll a fagyástól és a hosszú távú krioprezervációtól.
a sejtek több mint egy évtizede élhetnek, ha megfelelően fagyasztják. Ezenkívül bizonyos szövetek, például mellékpajzsmirigyek, vénák, szívbillentyűk és aorta szövetek sikeresen fagyaszthatók. A fagyasztást a korai emberi embriók, petesejtek (petesejtek) és spermiumok hosszú távú életképességének tárolására és fenntartására is használják. Ezeknek a szöveteknek a fagyasztási eljárásai jól megalapozottak, és krioprotektív szerek jelenlétében a szövetek hosszú ideig tárolhatók -14 C (6,8 F) hőmérsékleten.
kutatások kimutatták, hogy a krioprotektív szerek hiányában lefagyasztott egész állatok felolvasztáskor életképes sejteket eredményezhetnek, amelyek ép DNS-t tartalmaznak. Például az egész egerek agysejtjeinek magjait, amelyeket -20 (-4) – en tároltak C (-4) F) több mint 15 éve embrionális őssejtek vonalainak előállítására használják. Ezeket a sejteket később egér klónok előállítására használták.