Ученые успешно заморозили и разморозили органоиды мозга человека
Замороженная ткань человеческого мозга прекрасно работает, если ее разморозить 18 месяцев спустя
Китайские ученые разработали новую химическую смесь, которая позволяет тканям мозга снова функционировать после замораживания.
Замораживание эффективно предотвращает разложение органических материалов, но оно все равно наносит им ущерб. Когда вода внутри превращается в лед, кристаллы разрывают клетки. Вот почему замороженное мясо или фрукты после размораживания становятся мягкими, но более серьезная проблема заключается в том, что то же самое происходит и с органами или тканями, охлажденными для трансплантации или исследования.
В рамках новой работы ученые из Фуданьского университета в Китае экспериментировали с различными химическими соединениями, чтобы выяснить, какие из них могут помочь сохранить живую ткань мозга во время замораживания. Они начали с тестирования многообещающих химических веществ на органоидах головного мозга – небольших, выращенных в лаборатории комочках мозговой ткани, которые развиваются в разные типы родственных клеток.
Органоиды были погружены в различные химикаты, а затем заморожены в жидком азоте на 24 часа. Затем их быстро разморозили в теплой воде и проверили на предмет функционирования, роста и признаков повреждения клеток с течением времени. Химические вещества, которые лучше всего защищали мини-мозг, затем прошли в следующий раунд, который включал в себя испытание различных комбинаций в аналогичных тестах на замораживание и размораживание.
В конце концов, исследователи пришли к наиболее многообещающей смеси, которую они назвали MEDY, по названию четырех основных ингредиентов: метилцеллюлозы, этиленгликоля, DMSO и Y27632. Команда выращивала мини-мозги разного возраста — от четырех недель до трех с лишним месяцев, замораживала их в MEDY, размораживала, а затем продолжала наблюдать за ними еще несколько недель.
Интересно, что органоиды головного мозга, сохраненные в MEDY, продемонстрировали сходные модели роста и функционирования с теми, которые никогда не были заморожены. Невероятно, но одна партия была заморожена на срок до 18 месяцев и при этом сохраняла аналогичную защиту от повреждений после оттаивания.
Ученые также заморозили образцы живой ткани мозга, взятой у человека, больного эпилепсией, и обнаружили, что MEDY защищает их от повреждений. Этот процесс не нарушил структуру клеток мозга и даже сохранил патологии эпилепсии – это важно, поскольку означает, что образцы можно заморозить для последующего изучения или анализа без ущерба от процесса замораживания, искажающего результаты.
Самым непосредственным результатом новой технологии замораживания является то, что она позволяет дольше хранить органоиды мозга и образцы для биомедицинских исследований, но в конечном итоге ее можно будет применить ко всему мозгу и другим тканям.
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports Methods.