Studiu: Activitatea creierelor de șoareci congelate a fost revigorată pentru prima dată
Un nou studiu publicat pe 3 martie în Proceedings of the National Academy of Sciences demonstrează o metodă de crioconservare și decongelare a creierului de șoareci care păstrează o parte din funcționalitatea acestuia. Potrivit nature.com, cercetătorii speră că această descoperire ar putea avea implicații importante în protejarea creierului în cazul bolilor sau al leziunilor severe.
👉 Încercări anterioare de crioconservare a țesutului cerebral
O temă familiară în science fiction este cea a călătorului în timp crioconservat, ale cărui capacități mentale și fizice rămân intacte după decongelare. Cercetătorii care au încercat criogenic congelarea și decongelarea țesutului cerebral de la oameni și animale — în principal vertebrate tinere — au arătat că țesutul neuronal poate supraviețui înghețului la nivel celular și, după decongelare, funcționează oarecum. Cu toate acestea, nu a fost posibilă restaurarea completă a proceselor necesare pentru funcționarea corectă a creierului, cum ar fi activitatea neuronală, metabolismul celular și plasticitatea cerebrală.
Unii cercetători din Germania au dezvoltat o metodă pentru crioconservarea și decongelarea creierelor de șoareci care păstrează parțial această funcționalitate. Într-un interviu, neurologul Alexander German de la Universitatea din Erlangen–Nuremberg, autor principal al studiului, a subliniat importanța descoperirii pentru a proteja creierul în cazul bolilor sau leziunilor severe. „Dacă funcția cerebrală este o proprietate emergentă a structurii sale fizice, cum putem să o recuperăm dintr-o oprire completă?”, se întreabă el.
👉 Metoda de vitrificare utilizată pentru păstrarea funcției creierului
Mrityunjay Kothari, expert în inginerie mecanică la Universitatea din New Hampshire, consideră că acest studiu avansează tehnologia crioconservării țesutului cerebral. Totuși, el atrage atenția că aplicații precum bancarea pe termen lung a organelor mari sau a mamiferelor rămân departe de capabilitățile studiului.
Motivul principal pentru care creierul întâmpină dificultăți în a se recupera complet din îngheț este deteriorarea cauzată de formarea cristalelor de gheață, care dislocă sau perforă structurile delicate ale țesutului. German și colegii săi au adoptat o metodă de crioconservare fără gheață, numită vitrificare, pentru a păstra funcția creierului. Aceasta răcește lichidele suficient de rapid pentru a prinde moleculele într-o stare dezorganizată, asemănătoare sticlei, înainte ca acestea să aibă șansa să formeze cristale de gheață.
Metoda a fost testată pe secțiuni de 350 de micrometri grosime din creierul de șoarece, care includeau hipocampul — o zonă esențială pentru memorie și navigare spațială. Secțiunile au fost tratate cu o soluție conținând substanțe chimice pentru crioconservare înainte de a fi răcite rapid folosind azot lichid la -196 ºC. Acestea au fost păstrate într-un congelator la -150 ºC, în stare asemănătoare sticlei, între zece minute și șapte zile.
După decongelare, echipa a analizat țesutul pentru a verifica dacă a păstrat vreo activitate funcțională. Microscopia a arătat că membranele neuronale și sinaptice erau intacte, iar teste pentru activitatea mitocondrială nu au arătat daune metabolice. Înregistrările electrice ale neuronilor au arătat că, în ciuda deviațiilor moderate comparativ cu celulele de control, răspunsurile neuronilor la stimuli electrici erau aproape normale. Cărările neuronale hipocampale au arătat încă întărirea sinaptică, sau „potențarea pe termen lung”, care stă la baza învățării și memoriei.
Cu toate acestea, deoarece aceste secțiuni se degradează natural, observațiile au fost limitate la câteva ore.
