Ученые впервые оживили клетки мозга после экстремальной заморозки

Этот метод может быть использован для изучения тканей, проверки лекарств и потенциального замораживания организмов на длительное время.

Ученые из Университета имени Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) и Эрлангенской университетской клиники (Германия) впервые смогли сохранить участки мозга с помощью экстремальной глубокой заморозки и восстановить их работу после размораживания. Результаты опубликованы в журнале PNAS.

Природа давно демонстрирует удивительные решения для выживания при экстремальном холоде. Сибирская саламандра может переносить -50 °C и оставаться в вечной мерзлоте десятилетиями. Все благодаря печени, которая вырабатывает глицерин - вещество, действующее как антифриз, понижая точку замерзания и защищая клетки от повреждений при замораживании и размораживании.

"Образование кристаллов льда разрушает клетки, повреждая их наноструктуру. Даже крошечные ледяные кристаллы могут механически разрывать мембраны и синапсы, что делает ткань нефункциональной", — объясняет доктор Александр Герман, руководитель отдела молекулярной неврологии в Эрлангене.

Аналогично работают химические вещества при витрификации человеческих эмбрионов: вода в клетках переходит в стеклообразное состояние. Оно твердое как лед, но молекулы не образуют регулярной решетки, что предотвращает повреждения.

До сих пор сохранить нервную ткань так, чтобы она могла снова работать, считалось невозможным. Мозг содержит миллионы нейронов, соединенных бесчисленными синапсами. Традиционные антифризы часто токсичны, а сам процесс заморозки разрушает сложную сеть связей, лишая клетки функциональности.

Команда FAU создала оптимизированный состав консервантов и тщательно разработала процесс охлаждения. Срезы гиппокампа грызуна охлаждали до -130 °C. Гиппокамп важен для памяти и обработки информации, что делает его идеальной моделью для проверки сохранности структуры и функции. После размораживания с помощью электронной микроскопии исследователи убедились, что наноструктура ткани не повреждена.

"Нейроны снова начали обмениваться электрическими сигналами. Это подтверждает, что сложная сеть синапсов осталась функциональной"

Доктор Фан Чжэн показал, что нейроны не просто активны, но и способны к долговременной потенциации - процессу, который укрепляет активно используемые синапсы и делает передачу информации более эффективной.

"Этот механизм критически важен для обучения и формирования памяти", - объясняет Герман.

Это первый случай, когда витрифицированная нервная ткань сохранила способность к такому сложному клеточному процессу.

Научнач публикация: DOI 10.1073/pnas.2516848123

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: