复读-天然防冻剂

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天然防冻剂

在冰冷的水域中茁壮成长的鱼提供了保存人体细胞的关键。

长期以来,伊恩·勒·吉卢(Ian Le Guillou)的科幻小说一直以低温冷冻一个人来保存他们的身体,直到很多年以后

T他认为,通过低温冷冻一个人来保存他们的身体,直到很多年以后,这一想法一直是科幻小说的主题。然而,需要可靠地储存细胞或组织等生物材料是科学研究的共同问题,社会也越来越关注这一问题。

无论是黑暗,令人窒息的深海或烫伤,冒泡的热水池,生命都会发现一种称之为家的方法。因此,这并不是一个惊喜北极和南极的冷水中的鱼类可以为新一代冷冻保护分子提供灵感。

这种鱼和其他低温极端微生物产生的蛋白质在冰形成时能够识别并与冰结合,就像防冻剂一样。冰晶会对身体造成很大的伤害,从导致蛋白质聚集到削弱将组织固定在一起的结构。

它开辟了新的选择。我们对僵硬的文化印象即将改变。

这使得英国华威大学化学教授马修·吉布森(Matthew Gibson)试图利用合成聚合物重新创造冰结合蛋白质的能力。它们的优点是易于调整或“调整”以适应其用途,并便于大规模生产。

吉布森说:“我们可以让它更可调,因为你可以用成千上万种不同的单体来制造聚合物。”。“如果我们能模仿其中一些特性,我们的目标是应用这些特性来改善或改变我们冷冻细胞的方式。”

通过一个名为低温茎,Gibson通过将它们添加到骨髓干细胞的样品中来测试这些聚合物,这通常在被运输以进行移植时经常冷冻。目前的系统涉及在冷冻时添加溶剂以保护细胞。但是,这不是理想的。细胞的显着比例不存在,并且溶剂本身可以影响它们。

吉布森已经能够证明他的聚合物可以减少溶剂的用量需要冷冻保存,减少对细胞造成的损伤。这种方法也有助于生物医学研究,使科学家能够在实验室可靠地储存和解冻范围更广的细胞。

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他现在正在通过另一个项目扩展这项工作,冰袋,将冷冻保护剂聚合物应用于生物处理的生长领域。传统的药物通常是小分子,可以将片剂形成,并且在药物柜中稳定几个月。现在,越来越多的现代畅销药物是蛋白质,例如治疗关节炎或癌症的抗体,需要更仔细地存储。

更细腻仍然是基于电池的疗法,如汽车T细胞,其被用于治疗癌症的修饰免疫细胞。现在,基于细胞的疗法很少且昂贵,但在未来,它们可能变得更加常见。“他们有一个很复杂的过程,他们从捐赠者收集,然后他们需要修改,冻结和运输,”吉布森说。“你能做的任何事情都可以确保他们可以像他们一样受到保护,或者使冷链更容易,对患者结果有很大影响。”

从个体蛋白质或细胞缩小,图像变得更加复杂。“冰可以在荷兰埃因霍温理工大学的化学工程师解释说,Ilja Voets解释道。“取决于冰形式的位置,它对细胞结构或细胞间结构破坏了;例如,嵌入细胞的额外蜂窝矩阵。“

长期以来,冷冻一个人以保存其身体一直是科幻小说的主题。

冻结组织样品的挑战是冰结合蛋白的类似物可以有所帮助的另一个区域。与之合作保护项目,voets对心脏细胞和组织的冷冻和解冻特别感兴趣。目前,在研究实验室中的文化时,只有大约一半的细胞可以使用。在研究组织样品时变得更加困难。

Voets解释说,通常情况下,在心脏细胞中,“保存条件对于一种细胞类型是最佳的,但对于其他类型的细胞,或者对于整个组织,保存条件不是最佳的。”这是一个巨大的挑战,但冰结合蛋白类似物不必完美地保存组织才能发挥作用。“组织有很强的再生能力。因此,在某些情况下,如果损伤程度适中,那么组织可以自我修复,仍然可以使用。”

VOET使用高分辨率显微镜,了解不同类型的冰结合蛋白类似物是如何防止冰形成的。这将有助于创建改进的版本,可以减少冻结组织伤害。在未来需要,可靠地将自己的组织样本可靠地银行的潜力是“最终的梦想之一”,voets说。

“假设某人有梗死(一个死亡细胞区域)。你可以从这个非常特殊的病人身上移植心脏组织,因为你已经储存了它。那太棒了,它还可以降低排斥反应的风险。我们可以从储存更多类型的细胞和组织中获得很多东西。”

冷冻保存技术的进步已经对社会产生了影响。一些公司提供鸡蛋冷冻服务,作为想推迟生育的员工的额外福利。德国歌德大学专注于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专业发展和儿童保育的竞争需求的决策。“这通常被称为解决社会问题的技术手段,”他说。

这种技术上的修正给个人带来了进一步的负担,使其无法适应,从而使社会不需要改变。莱姆克说,这可能成为一种社会期望,这是一种真正的危险。低温保存可能成为最终的保险单。私人公司已经为脐带血提供银行服务,脐带血富含干细胞。也许在将来,我们也能储存心脏组织。

莱姆克正在通过这个研究项目研究这种他称之为“暂停生活”的社会影响,冷冻学会. 他正在研究冷冻保存实践是如何发展的,以及它们如何影响我们的决策。虽然社会经常将寒冷与死亡联系在一起,但低温保存创造了从医疗到生物多样性的新机会。

莱姆克说:“这不再是一种不转换、保持惰性的状态,而是一种动员事物、打开选择的状态。”。“我们对僵硬的文化印象即将改变。”


Ian Le Guillou是一家位于法国巴黎的自由职业者科学作家。本文最初发表于此地平线,欧盟研究与创新杂志.

主要图片:marinat197/Shutterstock

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