T他了解冷冻地冻结一个人以保护身体,直到未来多年来一直是科学小说故事的主食。然而,需要可靠地储存诸如细胞或组织的生物材料是科学研究的共同关心,也越来越多地为社会。
无论是黑暗、令人窒息的深海,还是滚烫、冒泡的热水池,生命总能找到自己的家。因此,生活在北极和南极冰冷海水中的鱼类可能为新一代低温保护分子提供灵感,这一点也不奇怪。
鱼类和其他寒冷的氧气管,产生可以识别和结合冰的蛋白质,在形成时,用抗冻结等作用。冰晶可以对身体进行大量损害,从导致蛋白质聚集在一起以使将组织保持在一起的结构。
它打开了新的选择。我们文化中关于冷漠的意象即将改变。
这位LED Matthew Gibson是英国的沃里克大学化学教授,试图使用合成聚合物来重建冰结合蛋白的能力。这些优点是更容易调整或“调整”以适应其目的并按比例制造。
Gibson说:“我们可以让它更具可调性,因为你确实有成千上万种不同的单体可以用来制造聚合物。”“如果我们能模拟其中一些特性,我们的目标是利用这些特性来改善或改变我们冷冻细胞的方式。”
通过一个叫做低温ostem.在美国,吉布森通过将这些聚合物添加到骨髓干细胞样本中来测试这些聚合物。骨髓干细胞通常在移植时被冷冻。目前的系统包括在冷冻时加入溶剂来保护电池。然而,这并不理想。相当一部分细胞无法存活,而且溶剂本身也会影响它们。
吉布森已经能够表现出他的聚合物可以降低溶剂的量用于低温保存,减少对细胞的损伤。这种方法也可以帮助生物医学研究,允许科学家在实验室中可靠地储存和解冻更广泛的细胞。
他现在正在通过另一个项目扩展这项工作,冰包,将低温防护聚合物应用于生物处理的生长领域。传统药物通常是小分子的,可以做成片剂,在药柜里可以稳定存放几个月。现在,越来越多的现代畅销药物是蛋白质,如治疗关节炎或癌症的抗体,它们需要更仔细地储存。
更精细的是基于细胞的疗法,比如CAR - T细胞,这是一种修饰过的免疫细胞,用于治疗癌症。现在,以细胞为基础的疗法很罕见也很昂贵,但在未来,它们可能会变得更加普遍。吉布森说:“它们有一个相当复杂的过程,从捐赠者那里收集,然后需要修改、冷冻和运输。”“你能做的任何事情,以确保他们得到最好的保护,或使冷链更容易,都将对患者的结果有很大的影响。”
放大单个蛋白质或细胞,图像变得更加复杂。“冰可以在细胞内外形成,”荷兰埃因霍温理工大学的化学工程师Ilja Voets解释说。“取决于冰在哪里形成,它会破坏细胞结构或细胞外结构;例如,细胞嵌入的细胞外基质。”
冷冻一个人来保存他们的身体一直是科幻小说的主要内容。
冷冻组织样本的挑战是类似冰结合蛋白可以帮助解决的另一个领域。使用保护在这个项目中,Voets对心脏细胞和组织的冷冻和解冻特别感兴趣。目前,在实验室研究培养时,冷冻后只有大约一半的细胞可以使用。在研究组织样本时,这就更加困难了。
通常,在心脏细胞中,Voets解释说,“保存条件对一种细胞类型是最佳的,但对其他类型或整个组织不是最佳的。”这是一个巨大的挑战,但冰结合蛋白类似物并不需要完美地保存组织才能发挥作用。“组织有很强的再生能力。所以在某些情况下,如果损伤不大,那么组织可以自我修复,仍然可以使用。”
Voets正在使用高分辨率显微镜来了解不同类型的冰结合蛋白类似物是如何阻止冰的形成的。这将有助于创造出可以减少组织冻伤的改良版本。沃茨说,能够可靠地储存自己的组织样本,并在未来需要时解冻,是“我们的终极梦想之一”。
“说某人有一个梗塞[死单区域]。您将能够从那个非常特定的患者移植心脏组织,因为您已银行银行。这会很棒,它也可以降低拒绝的风险。我们可以获得很多我们可以获得更多类型的细胞和组织。“
低温保存技术的进步已经对社会产生了影响。一些公司为想推迟生孩子的员工提供卵子冷冻服务。德国歌德大学(Goethe University)关注生物技术的社会学教授托马斯·莱姆克(Thomas Lemke)说,这从本质上推迟了如何协调职业发展和育儿的相互竞争需求的决策。他说:“这通常被称为一种社会问题的技术解决方案。”
这种技术解决方案进一步对个人的负担来适应,以便社会不需要改变。莱姆斯说,有一种真正的危险,可以成为一个社会期望。冷冻保存可能成为终极保险单。私营公司已经为脐带血提供银行,其含有富含干细胞的血液血液。也许是在未来,我们也能够对心脏组织组织。
莱姆克正在通过一个研究项目,研究这种他称之为“暂停生命”的社会影响,冷冻电同同情.他正在研究低温保存方法是如何发展起来的,以及它们如何影响我们的决策。虽然社会经常把寒冷与死亡联系在一起,但低温保存创造了从医疗保健到生物多样性的新机会。
“它不再是剩余惰性的非转型状态。但相反,它动员了事物并打开了选择,“莱姆克说。“我们的冻结的文化图像即将改变。”
Ian Le Guillou是法国巴黎的自由科学作家。这篇文章最初发表于地平线,欧盟研究与创新杂志.
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