Что может холод
Героя известного французского фантастического фильма разморозили через сто лет, и он был приятно удивлен происшедшими переменами в жизни. Каковы же сейчас реальные возможности замораживания клеток, органов и целых людей, есть ли у нас шанс порадоваться картинам будущего?
Увы, пока специалисты хорошо умеют замораживать только половые клетки и ранние зародыши животных и человека. Но и этого может оказаться достаточно для того, чтобы через много лет вырастить из них целый организм.
Хранить клетки в жидком азоте при температуре -196°С можно практически неограниченное время. Например, клетки злокачественной опухоли, взятые еще в 1952 г. у одной женщины (вскоре после этого скончавшейся) и хранящиеся в таких условиях, до сих пор полностью сохранили жизнеспособность и после оттаивания продолжают расти и делиться, что позволяет использовать их для научных исследований.
Во всем мире существуют специальные хранилища - криобанки, где сохраняют замороженную сперму сельскохозяйственных животных. Есть и криобанки для замороженных эмбрионов - первый такой банк для консервации эмбрионов чистых и мутантных линий лабораторных мышей был создан в 1976 г. в Англии. Из хранящихся там 8-клеточных эмбрионов после размораживания больше чем в половине случаев вырастают полноценные мыши.
Много специализированных криобанков существует и в России - в них хранятся свыше 2000 клеточных линий и гибридом, необходимых для биологии, медицины и сельского хозяйства. Это позволяет с минимальными затратами предотвратить потерю уникального генофонда - и природного, и созданного в лабораториях (мутантных, трансгенных, маркированных клеточных штаммов). Экспонаты таких коллекций служат для приготовления вакцин, диагностикумов и других медико-биологических препаратов, а также высокоспецифичных тест-систем для экологического мониторинга.
Можно хранить в криобанке в замороженном виде и ранние зародыши и гаметы человека. Сенсацией конца XX века стало создание методов, позволяющих сохранять в таких условиях женские яйцеклетки, а при необходимости оттаивать их и оплодотворять. Сперма для оплодотворения тоже может храниться в замороженном виде. Таким способом в мире родилось уже 50 тысяч "детей из пробирки".
Экспериментально установлено, что само по себе переохлаждение до субнулевых температур не вызывает повреждения клеток. Главное, что им грозит при замораживании, - это образование в них кристалликов льда, что вызывает механическую денатурацию макромолекул, обезвоживание и деформацию клеток. Вероятность и характер кристаллизации воды в клетке зависят в первую очередь от скорости охлаждения клеточной суспензии. Чаще всего клетки подвергаются повреждениям в критической температурной зоне, когда выделяется латентное тепло кристаллизации. Чтобы как можно быстрее эту зону миновать, нужно весьма точно контролировать замораживание и регулировать скорость охлаждения.
Для этого созданы специальные программные замораживатели - они подают в холодильную камеру строго дозированные количества жидкого азота в соответствии с заложенной в установку программой. Режим замораживания зависит от природы биологического объекта и состава среды, в которой находятся клетки. У разных их типов разная устойчивость к замораживанию и, соответственно, своя оптимальная скорость охлаждения.
До недавнего времени для замораживания спермы применяли криозамораживатель модели "Ice Cube 1810", разработанный австрийской фирмой "SY-Lab" для программного замораживания компонентов крови, сердечных клапанов, небольших органов и кожи. Прибор способен за несколько минут заморозить одновременно более тысячи ампул с биоматериалом или несколько пакетов с компонентами крови. А ведь бывает нужно охладить всего-то несколько заполненных спермой капилляров размером не больше стержня для шариковой ручки.
Сейчас фирма приступила к выпуску недорогих переносных фризеров "CryoCell", предназначенных специально для заморозки капилляров со спермой и яйцеклетками. Вес устройства вместе с заполненным жидким азотом дьюаром всего 9 килограммов. Скорость охлаждения в них отслеживает и регулирует микропроцессорная система управления с содержащейся в энергонезависимой памяти программой емкостью до 20 шагов. Программирование операции просто и доступно всем.
Замороженные клетки можно пересылать и на большие расстояния, например в австрийский или швейцарский криобанк. Для этого их помещают в специальный транспортный дьюар, которому не страшна тряска. А когда клетки понадобятся - пусть даже это будет много лет спустя, - они проделают обратный путь (причем часть их на всякий случай, чтобы полностью исключить утрату генетического материала, будет оставлена в криобанке).
А дальше все очень просто: образец, например, вашей спермы за 5-7 минут разморозят - и... еще через год-другой ваш потомок "из пробирки" будет весело резвиться на обновленной, экологически чистой планете. Конечно, потомок - это не совсем вы, но все равно приятно!
