Kriyoprezervatsiya - Cryopreservation

Suyuq azotga joylashtirilgan biologik namunalarning naychalari.
Suyuq azotdan kriyogen jihatdan saqlanib qolgan namunalar olinadi dewar.

Kriyo saqlanish yoki krio-konservatsiya bu erda jarayon organoidlar, hujayralar, to'qimalar, hujayradan tashqari matritsa, organlar, yoki tartibga solinmaganligi sababli zarar etkazadigan boshqa har qanday biologik inshootlar kimyoviy kinetika juda pastgacha sovutish orqali saqlanib qoladi harorat[1] (odatda qattiq yordamida −80 ° C karbonat angidrid yoki -196 ° C dan foydalanish suyuq azot ). Etarli past haroratlarda, har qanday fermentativ yoki ko'rib chiqilayotgan biologik materialga zarar etkazishi mumkin bo'lgan kimyoviy faollik to'xtatiladi. Kriyoprezervatsiya usullari muzlash paytida muz kristallari hosil bo'lishi natijasida qo'shimcha zarar etkazmasdan past haroratlarga erishishga intiladi. An'anaviy kriyoprezervatsiya muzlatiladigan materialni molekulalar sinfi bilan qoplashga asoslanadi kriyoprotektorlar. O'ziga xosligi sababli yangi usullar o'rganilmoqda toksiklik ko'plab kriyoprotektorlardan.[2] Hayvonlarning genetik resurslarini kriyokonservatsiya qilish zotni saqlash niyatida amalga oshiriladi.

Tabiiy kriyoprezervatsiya

Suv ayiqlari (Tardigrada ), mikroskopik ko'p hujayrali organizmlar, yashashi mumkin muzlash ularning ichki suvlarining katta qismini almashtirish bilan shakar trehaloz, aks holda zarar etkazadigan kristallanishdan saqlaydi hujayra membranalari. Eritmalarning aralashmalari shunga o'xshash ta'sirga erishishi mumkin. Ba'zi eritmalar, shu jumladan tuzlar, kuchli konsentratsiyalarda toksik bo'lishi mumkin bo'lgan kamchiliklarga ega. Suvli ayiqdan tashqari, yog'och qurbaqalari ularning qoni va boshqa to'qimalarining muzlashiga chiday oladi. Karbamid qishlash uchun tayyorlanish jarayonida to'qimalarda to'planadi va jigar glikogeni ichki muz hosil bo'lishiga javoban ko'p miqdorda glyukozaga aylanadi. Karbamid ham, glyukoza ham hosil bo'lgan muz miqdorini cheklash va kamaytirish uchun "kriyoprotektor" vazifasini bajaradi osmotik hujayralarning qisqarishi. Qurbaqalar qish paytida ko'plab muzlash / muzdan tushish hodisalaridan omon qolishi mumkin, agar butun tanadagi suvning 65% dan ko'prog'i muzlashmasa. "Qurbaqalarning muzlashi" hodisasini o'rganadigan tadqiqotlar birinchi navbatda kanadalik tadqiqotchi Dr. Kennet B. Stori.[iqtibos kerak ]

Sovuqqa chidamliligiorganizmlar qishni qattiq muzlatish va hayot funktsiyalarini to'xtatish orqali qishdan omon qoladigan bir necha umurtqali hayvonlarda ma'lum: besh xil qurbaqa (Rana sylvatica, Pseudacris triseriata, Hyla xoch, Hyla versikolor, Hyla xrizoselisi ), salamanderlardan biri (Salamandrella keyserlingii ), ilonlardan biri (Thamnophis sirtalis ) va uchta toshbaqa (Chrysemys picta, Terrapen karolina, Terrapen ornata ).[3] Toshbaqalarni qirib tashlash Chelydra serpentina va devor kertenkeleleri Podarcis muralis shuningdek, nominal muzlashdan omon qoling, ammo u qishlash uchun mos bo'lishi aniqlanmagan. Bo'lgan holatda Rana sylvatica bitta kriyopreservant oddiy glyukoza bo'lib, u qurbaqalarni sekin sovutganda konsentratsiyasini taxminan 19 mmol / l ga oshiradi.[3]

Tarix

Shuningdek qarang: Kryonika § tarix

Kriyoprezervatsiyaning dastlabki nazariyotchisi edi Jeyms Lovelok. 1953 yilda u zarar etkazishni taklif qildi qizil qon hujayralari muzlash paytida tufayli edi osmotik stress,[4] va suvsizlanadigan hujayrada tuz kontsentratsiyasining ko'payishi unga zarar etkazishi mumkin.[5][6] 1950-yillarning o'rtalarida u kemiruvchilarni kriyoprezervatsiyasi bilan tajriba o'tkazdi, hamsterlar miyadagi suvning 60% muzga kristallanib, nojo'ya ta'sir ko'rsatmasdan muzlashi mumkinligini aniqladi; boshqa organlarning zararlanishiga moyilligi ko'rsatilgan.[7] Ushbu ish boshqa olimlarni 1955 yilga qadar qayta tiklanganidan 4-7 kun o'tgach to'liq faol bo'lgan kalamushlarni qisqa muddatli muzlatishga urinishga undadi.[8]

Kriyoprezervatsiya odamlarga 1954 yildan boshlanib, ilgari muzlatilgan sperma urug'lantirish natijasida kelib chiqqan uchta homiladorlik bilan qo'llanilgan.[9] Parrandalar spermasi 1957 yilda Buyuk Britaniyadagi bir guruh olimlar tomonidan boshqarilgan Kristofer Polge.[10] 1963 yil davomida Piter Mazur, da Oak Ridge milliy laboratoriyasi AQShda, agar sovutish hujayradan tashqaridagi suyuqlikni asta-sekin muzlatish paytida hujayradan chiqib ketishi uchun etarli suv berishiga imkon beradigan darajada sekin bo'lsa, o'limga olib keladigan hujayra ichidagi muzlashdan saqlanish mumkinligini ko'rsatdi. Bu tezlik har xil kattalikdagi hujayralar va suv o'tkazuvchanligi bilan farq qiladi: odatda sovutish darajasi 1 ° C / daqiqaga teng ko'plab sutemizuvchilar hujayralari uchun glitserol yoki dimetil sulfoksid kabi kriyoprotektorlar bilan davolashdan keyin mos keladi, ammo bu ko'rsatkich universal darajaga to'g'ri kelmaydi.[11]

Kelajakda tiklanish umidida muzlagan birinchi inson tanasi edi Jeyms Bedford uning 1967 yilda saraton kasalligiga sabab bo'lgan o'limidan bir necha soat o'tgach.[12] Bedford yagona krionika 1974 yilgacha muzlatilgan bemor bugungi kunda ham saqlanib qolgan.[13]

Harorat

Juda past haroratlarda saqlash hujayralarga cheksiz uzoq umr ko'rish uchun taxmin qilinadi, garchi haqiqiy samarali hayotni isbotlash qiyin bo'lsa. Quritilgan urug'lar bilan tajriba o'tkazgan tadqiqotchilar, namunalarni har xil haroratda ushlab turganda buzilishning sezilarli o'zgaruvchanligi borligini aniqladilar - hatto ultra-sovuq harorat. Harorat shisha o'tish nuqtasi (Tg) ning poliol -136 ° C (137 K; -213 ° F) atrofida bo'lgan suv eritmalari bu erda qabul qilingan ko'rinadi. biologik faollik juda sekinlashadi va -196 ° C (77 K; -321 ° F), qaynash nuqtasi suyuq azot, muhim namunalarni saqlash uchun afzal qilingan harorat. Esa muzlatgichlar, muzlatgichlar va sovuqdan muzlatgichlar ko'plab buyumlar uchun ishlatiladi, umuman, biologik faollikni deyarli to'xtatish uchun murakkab biologik tuzilmalarni muvaffaqiyatli saqlab qolish uchun suyuq azotning ultra-sovuqi talab qilinadi.

Xatarlar

Hodisalar kriyoprezervatsiya paytida hujayralarga zarar etkazishi mumkin bo'lgan narsa asosan muzlash bosqichida sodir bo'ladi va quyidagilarni o'z ichiga oladi: eritma effektlari, hujayradan tashqari muz hosil bo'lishi, suvsizlanish va hujayra ichidagi muzning hosil bo'lishi. Ushbu effektlarning ko'pini kamaytirish mumkin kriyoprotektorlar.Saxol qilingan materiallar muzlab qolgandan so'ng, u keyingi zararlardan nisbatan xavfsizdir. [14]

Eritma effektlari
Muz kristallari muzlagan suvda o'sganda, eritilgan qolgan suyuq suvda kontsentratsiyasini keltirib chiqaradigan chiqarib tashlanadi. Ba'zi eritmalarning yuqori konsentratsiyasi juda zararli bo'lishi mumkin.
Hujayradan tashqari muz shakllanishi
To'qimalar asta-sekin soviganida, suv tashqariga chiqadi hujayralar va muz hujayradan tashqari bo'shliqda hosil bo'ladi. Hujayra tashqarisidagi muzning ko'pligi ezilish tufayli hujayra membranasiga mexanik shikast etkazishi mumkin.
Suvsizlanish
Hujayradan tashqari muz hosil bo'lishiga olib keladigan suvning ko'chishi, uyali suvsizlanishni ham keltirib chiqarishi mumkin. Hujayra bilan bog'liq bo'lgan stresslar to'g'ridan-to'g'ri zarar etkazishi mumkin.
Hujayra ichidagi muz shakllanishi
Ba'zilar esa organizmlar va to'qimalar ba'zi hujayradan tashqari muzga toqat qila oladi, har qanday sezilarli hujayra ichidagi muz hujayralar uchun deyarli har doim halokatli bo'ladi.

Xatarlarni oldini olishning asosiy usullari

Kriyoprezervatsiya ziyonlarini oldini olishning asosiy usullari bu yaxshi kombinatsiyalangan boshqariladigan tezlik va sekin muzlash va ma'lum bo'lgan yangi fleshni muzlatish jarayoni vitrifikatsiya.

Sekin dasturlashtiriladigan muzlash

Bir tank suyuq azot, kriogenli muzlatgichni etkazib berish uchun ishlatiladi (laboratoriya namunalarini taxminan -150 ° S haroratda saqlash uchun)

Boshqariladigan tezlik va sekin muzlash, shuningdek, nomi bilan tanilgan sekin dasturlashtiriladigan muzlash (SPF),[15] bu 70-yillarning boshlarida ishlab chiqilgan va birinchi insonga imkoniyat yaratgan yaxshi tasdiqlangan texnikalar to'plamidir embrion 1984 yilda Zoe Leylandning muzlatilgan tug'ilishi. O'shandan beri butun dunyo bo'ylab odam, hayvonlar va hujayralar biologiyasi uchun dasturlash mumkin bo'lgan ketma-ketliklar yoki boshqariladigan stavkalar yordamida biologik namunalarni muzlatib qo'yadigan mashinalar qo'llanilib kelinmoqda. muzlatilguncha yoki kriyopreservlangan holda, suyuq azotda eritish. Bunday mashinalar butun dunyo bo'ylab kasalxonalar, veterinariya amaliyotlari va tadqiqot laboratoriyalarida oositlar, teri, qon mahsulotlari, embrion, sperma, ildiz hujayralarini muzlatish va umumiy to'qimalarni saqlash uchun ishlatiladi. Misol tariqasida, muzlatilgan embrionlarning "sekin muzlatilgani" dan tirik tug'ilish soni taxminan 300-400000 yoki taxmin qilingan 3 million ekstrakorporal urug'lanishning 20 foizini tashkil etadi (IVF ) tug'ilish.[16]

Sovutish hujayradan tashqaridagi suyuqlikni asta-sekin muzlatish paytida hujayradan chiqib ketishi uchun etarli suv berishiga imkon beradigan darajada sekin bo'lsa, o'limga olib keladigan hujayra ichidagi muzlashdan saqlanish mumkin. Hujayradan tashqari muz kristalining o'sishi va qayta kristallanishining o'sishini minimallashtirish uchun[17] biomateriallar kabi alginatlar, polivinil spirt yoki xitosan an'anaviy kichik molekula kriyoprotektorlari bilan birgalikda muz kristalining o'sishiga to'sqinlik qilish uchun ishlatilishi mumkin.[2] Bu stavka har xil o'lchamdagi va suvdagi hujayralar o'rtasida farq qiladi o'tkazuvchanlik: odatda sovutish tezligi taxminan 1 ° C / daqiqaga teng, ko'plab sutemizuvchilar hujayralari bilan davolanishdan keyin mos keladi kriyoprotektorlar kabi glitserol yoki dimetil sulfoksid, lekin stavka universal tegmaslik emas. 1 ° C / daqiqalik tezlikni tezlikni boshqaruvchi muzlatgich yoki dastgohda ko'chma muzlatish idishi kabi qurilmalar yordamida olish mumkin.[18]

Bir nechta mustaqil tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, sekin muzlash texnikasi yordamida saqlanadigan muzlatilgan embrionlar ba'zi yo'llar bilan IVFda yangidan yaxshiroq "bo'lishi" mumkin. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, yangi embrionlar va tuxumlardan ko'ra muzlatilgan embrionlar va tuxumlardan foydalanish o'lik tug'ilish va erta tug'ilish xavfini kamaytiradi, ammo aniq sabablar hali o'rganilmoqda.

Vitrifikatsiya

Tadqiqotchilar Greg Faxi va Uilyam F. Rall 1980 yillarning o'rtalarida reproduktiv kriyoprezervatsiya uchun vitrifikatsiyani joriy etishga yordam berdi.[19] 2000 yildan boshlab, tadqiqotchilar vitrifikatsiya muz kristalining shakllanishi tufayli zarar etkazmasdan kriyoprezervatsiyaning afzalliklarini beradi.[20] Vaziyat to'qima muhandisligining rivojlanishi bilan yanada murakkablashdi, chunki hujayralar ham, biomateriallar ham hujayraning yuqori hayotiyligini va funktsiyalarini, konstruktsiyalarning yaxlitligi va biomateriallarning tuzilishini saqlab qolish uchun muzsiz qolishi kerak. To'qimachilik konstruktsiyalarining vitrifikatsiyasi haqida birinchi bo'lib Liliya Kuleshova xabar berdi,[21] vitrifikatsiyaga erishgan birinchi olim ham oositlar bu 1999 yilda tirik tug'ilishga olib keldi.[22] Klinik kriyoprezervatsiya uchun vitrifikatsiya odatda qo'shishni talab qiladi kriyoprotektorlar sovutishdan oldin. Kriyoprotektorlar - muzlatish va eritish jarayonida hujayralarni hujayra ichidagi muz kristalining hosil bo'lishining zararli ta'siridan yoki eritma ta'siridan himoya qilish uchun muzlatadigan muhitga qo'shilgan makromolekulalar. Ular muzlash paytida hujayralarni yuqori darajadagi omon qolishiga, muzlash nuqtasini pasaytirishga, hujayra membranasini muzlash bilan bog'liq shikastlanishdan himoya qilishga imkon beradi. Kriyoprotektorlar yuqori eruvchanligi, yuqori konsentratsiyalarda kam toksikligi, past molekulyar og'irligi va vodorod birikmasi orqali suv bilan o'zaro ta'sir o'tkazish qobiliyatiga ega.

O'rniga kristallanish, sirop eritmasi an ga aylanadi amorf muz - bu vitriflar. Kristallanish natijasida suyuqdan qattiq holatga o'zgarishlar o'zgarishi o'rniga, amorf holat "qattiq suyuqlik" ga o'xshaydi va transformatsiya "" deb ta'riflangan kichik harorat oralig'idashisha o'tish "harorat.

Suvni vitrifikatsiyasiga tez sovutish yordam beradi va haroratning juda tez pasayishi (sekundiga megakelvin) yordamida kriyoprotektorlarsiz erishish mumkin. Toza suvda shisha holatiga erishish uchun talab qilinadigan stavka 2005 yilgacha imkonsiz deb hisoblanadi.[23]

Vitrifikatsiyani ta'minlash uchun odatda ikkita shart - yopishqoqlikning oshishi va muzlash haroratining pasayishi. Ko'pgina eruvchan moddalar ikkalasini ham bajaradi, ammo kattaroq molekulalar odatda ko'proq ta'sir qiladi, xususan yopishqoqlikka. Tez sovutish vitrifikatsiyani ham rivojlantiradi.

O'rnatilgan kriyopreserv usullari uchun eritilgan eritma hujayra membranasiga kirib borishi kerak, bu esa yopishqoqlikni oshiradi va hujayra ichidagi muzlash haroratini pasaytiradi. Shakar membrana orqali osonlikcha o'tmaydi. Bunday qiladigan erituvchilar, masalan dimetil sulfoksid, keng tarqalgan kriyoprotektor, ko'pincha zich konsentratsiyasida toksikdir. Vitrifikatsiya qiluvchi kriyoprezervatsiyaning qiyin kelishuvlaridan biri kriyoprotektorning toksikligi tufayli kriyoprotektorning o'zi ishlab chiqaradigan zararni cheklashdir. Kriyoprotektorlarning aralashmalari va muz blokerlaridan foydalanish imkon berdi Yigirma birinchi asr tibbiyoti vitrifiye qilish uchun kompaniya a quyon buyrak ularning xususiy vitrifikatsiya aralashmasi bilan -135 ° C gacha. Qayta isitilgandan so'ng, buyrak quyonga muvaffaqiyatli ko'chirildi, to'liq funktsionalligi va hayotiyligi bilan, quyonni yagona ishlaydigan buyrak sifatida abadiy ushlab tura oldi.[24]

Qatnashish

Qonni inert bilan almashtirish mumkin zo'r gazlar va / yoki metabolik jihatdan muhim gazlar kislorod, shuning uchun organlar tezroq soviydi va antifriz kamroq talab qilinadi. To'qimalarning hududlari gaz bilan ajratilganligi sababli, mayda kengayishlar to'planib qolmaydi va shu bilan parchalanishdan saqlaydi.[25] Arigos Biomedical kichik kompaniyasi "cho'chqa yuraklarini allaqachon 120 daraja sovuqdan tikladi",[26] garchi "tiklandi" ning ta'rifi aniq emas. 60 atm bosim issiqlik almashinuvi tezligini oshirishga yordam beradi.[27] Gazli kislorodli perfuziya / persuflyatsiya statik sovuqda saqlash yoki gipotermik mashina perfuziyasiga nisbatan organlarning saqlanishini kuchaytirishi mumkin, chunki gazlarning pastki qovushqoqligi saqlanib qolgan organlarning ko'proq mintaqalariga etib borishi va gramm to'qimalariga ko'proq kislorod etkazib berishi mumkin.[28]

Muzlatiladigan to'qimalar

Odatda, ingichka namunalar va to'xtatilgan hujayralar uchun kriyoprezervatsiya osonroq bo'ladi, chunki ularni tezroq sovutish mumkin va shuning uchun ular kamroq dozalarni talab qiladi zaharli kriyoprotektorlar. Shuning uchun insonni kriyoprezervatsiya qilish jigar va qalblar saqlash uchun va transplantatsiya hali ham amaliy emas.

Shunga qaramay, kriyoprotektorlarning mos kombinatsiyalari va isitish vaqtida sovutish va chayish rejimlari ko'pincha biologik materiallarni, xususan hujayra suspenziyalari yoki ingichka to'qima namunalarini muvaffaqiyatli kriyoprezervatsiya qilishga imkon beradi. Bunga misollar:

Bundan tashqari, odamlarni kriyogen jihatdan saqlab qolish bo'yicha harakatlar olib borilmoqda krionika. Bunday harakatlar uchun bosh ichidagi miya yoki butun tanadagi yuqoridagi jarayonni boshdan kechirishi mumkin. Kriyonikalar yuqorida aytib o'tilgan misollardan boshqacha toifaga kiradi, ammo: kriopreservlangan ko'plab hujayralar, vaktsinalar, to'qima va boshqa biologik namunalar eritilib, muvaffaqiyatli ishlatilgan bo'lsa-da, bu hali kriyopreservlangan miya yoki tanalarda umuman bo'lmagan. Muammo sifatida "muvaffaqiyat" ni aniqlash mezonlari mavjud.

Kriyonika tarafdorlari hozirgi texnologiyalar yordamida kriyoprezervatsiya, xususan miyani vitrifikatsiya qilish odamlarni saqlab qolish uchun etarli bo'lishi mumkin deb da'vo qilmoqda.axborot nazariyasi "kelajakdagi gipotetik ilg'or texnologiyalar yordamida ularni qayta tiklash va yaxlitlash uchun ularni his eting.

Hozirda olimlar transplantatsiya uchun kriyopreservlangan inson a'zolarini transplantatsiyasi hayotga mos keladimi yoki yo'qligini aniqlashga urinmoqdalar, agar bu kriyopreservlangan odamni qayta tiklash uchun katta qadam bo'lsa.[30]

Embrionlar

Asosiy maqola: Embrion kriyoprezervatsiyasi

Embrionlar uchun kriyoprezervatsiya embrionni saqlash uchun ishlatiladi, masalan, qachon ekstrakorporal urug'lantirish (IVF) hozirgi vaqtda zarur bo'lganidan ko'proq embrionlarni keltirib chiqardi.

Xomiladorlik 16 yil davomida saqlangan embrionlardan qayd etilgan.[31] Ko'pgina tadqiqotlar muzlatilgan embrionlardan yoki "ayozdan" tug'ilgan bolalarni baholadi. Natijada tug'ma nuqsonlar ko'payishi yoki rivojlanish anormalliklari bo'lmagan holda ijobiy ijobiy natijalar ko'rsatildi.[32] 11000 dan ortiq kriyopreservlangan inson embrionlari bo'yicha o'tkazilgan tadqiqotlar IVF yoki oositning donorlik tsikllari uchun, yoki yadro yoki bo'linish bosqichida muzlatilgan embrionlar uchun eritishdan keyingi omon qolish uchun saqlash vaqtining sezilarli ta'sir ko'rsatmadi.[33] Bundan tashqari, saqlash muddati IVF yoki oosit donorligi tsiklidan qat'i nazar, klinik homiladorlik, abort, implantatsiya yoki tirik tug'ilish darajasiga sezilarli ta'sir ko'rsatmadi.[33] Aksincha, oosit yoshi, tirik qolish nisbati va ko'chirilgan embrionlarning soni homiladorlik natijalarini taxmin qiladi.[33]

Tuxumdon to'qimasi

Asosiy maqola: Tuxumdon to'qimalarining kriyoprezervatsiyasi

Tuxumdon to'qimalarining kriyopreservatsiyasi reproduktiv funktsiyasini tabiiy chegaradan yuqori darajada saqlamoqchi bo'lgan yoki reproduktiv salohiyati saraton terapiyasi bilan tahdid qiladigan ayollarni qiziqtiradi,[34] masalan, gematologik malignite yoki ko'krak bezi saratonida.[35] Jarayon, tuxumdonning bir qismini olish va uni suyuq azotda saqlashdan oldin sekin muzlatishni amalga oshirishdir. Keyin to'qima eritiladi va bachadon yaqiniga joylashtiriladi, yoki ortotopik (tabiiy joyda) yoki heterotopik (qorin devorida),[35] u erda yangi kontseptsiyaning paydo bo'lishiga imkon beradigan yangi tuxum ishlab chiqarish boshlanadi.[36] Tuxumdon to'qimasi immunitet tanqisligi bo'lgan sichqonlarga ham ko'chirilishi mumkin (SCID sichqonlari ) oldini olish greftni rad etish va to'qimalarni keyinchalik etuk follikulalar rivojlanganda yig'ish mumkin.[37]

Oositlar

Asosiy maqola: Oosit kriyoprezervatsiyasi

Odamning oosit kriyoprezervatsiyasi - bu ayolning tuxumlari bo'lgan yangi texnologiya (oositlar ) qazib olinadi, muzlatiladi va saqlanadi. Keyinchalik, u homilador bo'lishga tayyor bo'lganda, tuxumni eritish, urug'lantirish va bachadonga ko'chirish mumkin embrionlar 1999 yildan boshlab, vitrifiyalangan qizigan tuxumlardan embriondan birinchi bola tug'ilishi haqida Kuleshova va uning hamkasblari "Human Reproduction" jurnalida xabar berishgan,[21] ushbu kontseptsiya tan olingan va keng tarqalgan. Ayolning oositlarini vitrifikatsiyasiga erishishda ushbu yutuq bizning IVF jarayoni haqidagi bilimimiz va amaliyotimizda muhim yutuq bo'ldi, chunki klinik homiladorlik darajasi oositlar vitrifikatsiyasidan keyin sekin muzlashdan to'rt baravar yuqori.[38] Oositni vitrifikatsiya qilish onkologik kasallikka chalingan yosh bemorlarda va IVF o'tkazadigan shaxslar uchun diniy yoki axloqiy sabablarga ko'ra embrionlarni muzlatish amaliyotiga qarshi bo'lganlar uchun unumdorligini saqlab qolish uchun juda muhimdir.

Urug '

Asosiy maqola: Urug 'kriyoprezervatsiyasi

Urug ' kriyoprezervadan so'ng deyarli muddatsiz muvaffaqiyatli ishlatilishi mumkin. Muvaffaqiyatli saqlash bo'yicha eng uzoq ma'lumot 22 yil.[39] Buning uchun ishlatilishi mumkin sperma donorligi bu erda oluvchi davolanishni boshqa vaqt yoki joyda yoki o'tayotgan erkaklar uchun unumdorlikni saqlash vositasi sifatida davolashni xohlaydi vazektomiya yoki ularning unumdorligini buzishi mumkin bo'lgan muolajalar, masalan kimyoviy terapiya, radiatsiya terapiyasi yoki jarrohlik.

Moyak to'qimasi

Asosiy maqola: Moyak to'qimalarining kriyoprezervatsiyasi

Voyaga etmagan moyak to'qimalarining kriyoprezervatsiyasi gonadotoksik terapiya qilish zarur bo'lgan yosh o'g'il bolalarni ko'paytirish uchun rivojlanayotgan usuldir. Hayvonlarga oid ma'lumotlar umid baxsh etadi, chunki sog'lom nasl muzlatilgan moyak hujayralari suspenziyalari yoki to'qima bo'laklari transplantatsiyasidan so'ng olingan. Biroq, muzlatilgan to'qimalardan unumdorlikni tiklashning biron bir varianti, ya'ni hujayra suspenziyasini transplantatsiyasi, to'qimalarni payvand qilish va in vitro pishib etish (IVM) odamlarda hali samarali va xavfsizligini isbotladi.[40]

Mox

To'rt xil ekotiplar ning Physcomitrella patenlari da saqlanadi IMSC.

Butun kriyoprezervatsiya mox o'simliklar, ayniqsa Physcomitrella patenlari, tomonidan ishlab chiqilgan Ralf Reski va hamkasblar[41] va da bajariladi Xalqaro Moss fond markazi. Bu biobank moxlarni yig'adi, saqlaydi va tarqatadi mutantlar va mox ekotiplar.[42]

Mezenximal stromal hujayralar (MSC)

Eritgandan keyin bir necha soat ichida zudlik bilan qon quyilganda MSClar hujayralarni o'sishining log bosqichida bo'lgan (yangi) MSClarga nisbatan kasalliklarni davolashda pasaygan funktsiyani yoki samaradorlikni pasayishini ko'rsatishi mumkin. Natijada, kriyopreservlangan MSClar hujayra o'sishining log bosqichiga qaytarilishi kerak in vitro Klinik tadkikotlar yoki eksperimental terapiya uchun ulardan oldin qo'llaniladigan madaniyat. MSClarni qayta kultivatsiya qilish hujayralarni muzlash va eritish paytida olgan zarbasini tiklashga yordam beradi. MSClarda olib borilgan turli xil klinik sinovlar muvaffaqiyatsiz tugadi, ular yangi eritilgan MSClardan foydalanilgan klinik sinovlarga qaraganda darhol eritilgandan keyin kriyopreservlangan mahsulotlardan foydalanilgan.[43]

Mikrobiologiya madaniyatlarini saqlash

Bakteriyalar va zamburug'larni qisqa muddatda (bir necha oydan bir yilgacha) muzlatgichda saqlash mumkin, ammo hujayralar bo'linishi va metabolizmi to'liq ushlanib qolmaydi va shuning uchun uzoq muddatli saqlash (yillar) yoki madaniyatni genetik jihatdan saqlab qolish uchun maqbul variant emas yoki fenotipik ravishda, chunki hujayra bo'linishi mutatsiyaga olib kelishi yoki sub-kulturatsiya fenotipik o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Turlarga bog'liq bo'lgan afzal variant kriyopreservdir. Nematod qurtlari - bu kriyoprezervadan omon qolishi mumkin bo'lgan yagona ko'p hujayrali eukaryotlar.[44]Shatilovich AV, Tchesunov AV, Neretina TV, Grabarnik IP, Gubin SV, Vishnivetskaya TA, Onstott TC, Rivkina EM (may, 2018). "Kolima daryosi pasttekisligining kech pleystotsenli permafrostidan hayotiy ne'matodlari". Doklady Biologiya fanlari: SSSR Fanlar akademiyasi materiallari, Biologiya fanlari bo'limlari. 480 (1): 100–102. doi:10.1134 / S0012496618030079. PMID  30009350. S2CID  49743808.

Qo'ziqorinlar

Qo'ziqorinlar, xususan zigomitsetlar, ascomitsetalar va undan yuqori bazidiomitsetlar, sporulatsiyadan qat'i nazar, suyuq azotda yoki chuqur muzlatilgan holda saqlanishi mumkin. Kripkonservatsiya zamburug'lar uchun ajralib turadigan usuldir (aks holda sporalarni saqlashning boshqa usullari kam xarajat va osonlik bilan ishlatilishi mumkin), sporulyatsiyali, ammo nozik sporalariga ega (katta yoki muzlab quritadigan sezgir), patogen (metabolik faollikni saqlash xavfli) qo'ziqorin) yoki genetik zaxiralar uchun ishlatilishi kerak (ideal holda asl kon bilan bir xil tarkibga ega bo'lishi kerak). Ko'p boshqa organizmlarda bo'lgani kabi, kriyoprotektorlar ham yoqadi DMSO yoki glitserol (masalan, filamentli qo'ziqorinlar 10% glitserol yoki xamirturush 20% glitserol) ishlatiladi. Kriyoprotektorlarni tanlash o'rtasidagi farqlar turlarga (yoki sinfga) bog'liq, ammo odatda DMSO, glitserol yoki polietilen glikol singari kriyoprotektorlarga ta'sir qiluvchi zamburug'lar uchun eng samarali hisoblanadi (boshqa penetran bo'lmaganlarga shakar mannitol, sorbitol, dekstran va boshqalar kiradi). Muzlatish va eritishni takrorlash tavsiya etilmaydi, chunki u hayotiylikni pasaytiradi. Zaxira chuqur muzlatgichlar yoki suyuq azotni saqlash joylari tavsiya etiladi. Muzlatish uchun bir nechta protokollar quyida keltirilgan (har birida vintli qopqoqli polipropilen kriyotubkalar ishlatiladi):[45]

Bakteriyalar

Ko'p tarqalgan madaniy laboratoriya shtammlari genetik va fenotipik barqaror, uzoq muddatli zaxiralarni saqlab qolish uchun chuqur muzlatiladi. Sub-kultivatsiya va uzoq muddat sovutilgan namunalar plazmid (lar) ning yo'qolishiga yoki mutatsiyalarga olib kelishi mumkin. Umumiy oxirgi glitserol foizlari 15, 20 va 25 ni tashkil qiladi. Yangi madaniy plastinkadan bitta qiziqish koloniyasi tanlanadi va suyuq kulturasi olinadi. Suyuq kulturadan vosita to'g'ridan-to'g'ri teng miqdordagi glitserol bilan aralashtiriladi; koloniyada mutatsiyalar kabi nuqsonlar mavjudligini tekshirish kerak. Uzoq muddatli saqlashdan oldin barcha antibiotiklarni kulturadan yuvish kerak. Usullari bir-biridan farq qiladi, lekin aralashtirish yumshoq tarzda teskari yoki girdob bilan amalga oshirilishi mumkin va sovutish kriyotubkani to'g'ridan-to'g'ri -50 dan -95 ° C gacha joylashtirish, suyuq azotda zarbani muzlatish yoki asta-sekin sovutish va keyin -80 ° da saqlash orqali farq qilishi mumkin. C yoki sovutgich (suyuq azot yoki suyuq azot bug'i). Bakteriyalarning tiklanishi ham har xil bo'lishi mumkin, masalan, munchoqlar kolba ichida saqlanadigan bo'lsa, unda bir nechta boncuklar plastinka uchun ishlatilishi mumkin yoki muzlatilgan zaxiralarni ilmoq bilan qirib tashlab, keyin qoplash mumkin, ammo naycha uchun ozgina zaxira kerak bo'ladi hech qachon to'liq erimaydi va takroriy muzlashdan saqlanish kerak. Uslubiyatdan qat'i nazar, 100% tiklanish mumkin emas.[46][47][48]

Qurtlar

Mikroskopik tuproq nematod yumaloq qurtlar Panagrolaimus detritophagus va Plectus parvus hozirgi kungacha uzoq muddatli kriyoprezervadan so'ng hayotiyligi isbotlangan yagona eukaryotik organizmlardir. Bunday holda, saqlanish sun'iy emas, tabiiy edi doimiy muzlik.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Pegg DE (2007 yil 1-yanvar). "Kriyokonservatsiya tamoyillari". Kriyoprezervatsiya va muzlatish-quritish protokollari. Molekulyar biologiya usullari. 368. 39-57 betlar. doi:10.1007/978-1-59745-362-2_3. ISBN  978-1-58829-377-0. PMID  18080461.
  2. ^ a b Sambu S (2015 yil 25-iyun). "Kriyopreserv protokollarini optimallashtirishga Bayes yondashuvi". PeerJ. 3: e1039. doi:10.7717 / peerj.1039. PMC  4485240. PMID  26131379.
  3. ^ a b Costanzo JP, Lee RE, Rayt MF (1991 yil dekabr). "Glyukoza yuklanishi tez soviydigan yog'och qurbaqalarida muzlash jarohatining oldini oladi" (PDF). Amerika fiziologiya jurnali. 261 (6 Pt 2): R1549-53. doi:10.1152 / ajpregu.1991.261.6.R1549. PMID  1750578.
  4. ^ Lovelock JE (mart 1953). "Odamning qizil qon hujayralarini muzlatish va eritish orqali gemolizasi". Biochimica et Biofhysica Acta. 10 (3): 414–26. doi:10.1016 / 0006-3002 (53) 90273-X. PMID  13058999.
  5. ^ Fuller BJ, Leyn N, Benson EE, nashr. (2004). Muzlatilgan holatdagi hayot. CRC Press. p. 7. ISBN  978-0203647073.
  6. ^ Mazur P (1970 yil may). "Kriyobiologiya: biologik tizimlarning muzlashi". Ilm-fan. 168 (3934): 939–49. Bibcode:1970Sci ... 168..939M. doi:10.1126 / science.168.3934.939. PMID  5462399.
  7. ^ "Kriyoniklar uchun kriyobiologik holat" (PDF). Kryonika. Vol. 9 yo'q. 3. Alcor Life Extension Foundation. Mart 1988. p. 27. № 92 son.
  8. ^ Andjus RK, Smit AU (Iyun 1955). "Voyaga etgan kalamushlarni tana haroratidan 0 dan + 2 daraja S gacha bo'lgan reanimatsiya". Fiziologiya jurnali. 128 (3): 446–72. doi:10.1113 / jphysiol.1955.sp005318. PMC  1365897. PMID  13243342.
  9. ^ "O'limdan keyingi otalik endi isbotlangan". Sidar Rapids gazetasi. 1954 yil 9-aprel.
  10. ^ Polge C (1957 yil dekabr). "Sutemizuvchilar spermatozoidalarini past haroratda saqlash". London Qirollik jamiyati materiallari. B seriyasi, Biologiya fanlari. 147 (929): 498–508. Bibcode:1957RSPSB.147..498P. doi:10.1098 / rspb.1957.0068. PMID  13494462. S2CID  33582102.
  11. ^ Mazur P (1963 yil iyul). "Xamirturush hujayralarining tez muzlatilgan suspenziyalarini differentsial termal analiz va konduktometriya bo'yicha tadqiqotlar" (PDF). Biofizika jurnali. 3 (4): 323–53. Bibcode:1963BpJ ..... 3..323M. doi:10.1016 / S0006-3495 (63) 86824-1. PMC  1366450. PMID  13934216.
  12. ^ "Hurmatli doktor Bedford (va mendan keyin sizga g'amxo'rlik qiladiganlar)". Kryonika. 1991 yil iyul. Olingan 2009-08-23.
  13. ^ Perry RM (oktyabr 2014). "To'xtatishda muvaffaqiyatsizliklar - dastlabki kunlardan saboqlar". ALCOR: Hayotni kengaytirish jamg'armasi. Olingan 29 avgust, 2018.
  14. ^ Mazur P (1984 yil sentyabr). "Tirik hujayralarni muzlatish: mexanizmlari va oqibatlari". Amerika fiziologiya jurnali. 247 (3 Pt 1): C125-42. Bibcode:1957RSPSB.147..498P. doi:10.1098 / rspb.1957.0068. PMID  6383068. S2CID  33582102.
  15. ^ Vutyavanich T, Piromlertamorn V, Nunta S (aprel 2010). "Tezda muzlash va odam spermatozoidalarini sekin dasturlash bilan muzlatish". Fertillik va bepushtlik. 93 (6): 1921–8. doi:10.1016 / j.fertnstert.2008.04.076. PMID  19243759.
  16. ^ "o'lik havola". Arxivlandi asl nusxasi 2009-05-26. Olingan 2020-07-26.
  17. ^ Deller RC, Vatish M, Mitchell DA, Gibson MI (3 fevral, 2014). "Sintetik polimerlar eritish paytida muz kristalining o'sishini kamaytirish orqali vitreus bo'lmagan uyali kriyoprezervatsiyani ta'minlaydi". Tabiat aloqalari. 5: 3244. Bibcode:2014 NatCo ... 5.3244D. doi:10.1038 / ncomms4244. PMID  24488146.
  18. ^ Tompson M, Nemits M, Erxardt R (may 2011). "Daraxtlar hujayralarining tezligini nazorat qilish va eritish". Protokol almashinuvi. doi:10.1038 / protex.2011.224.
  19. ^ Rall WF, Fahy GM (1985 yil 14-20 fevral). "Vitrifikatsiya yo'li bilan -196 daraja Sichqoncha embrionlarini muzsiz kriyoprezervatsiyasi". Tabiat. 313 (6003): 573–5. Bibcode:1985 yil Nat. 313..573R. doi:10.1038 / 313573a0. PMID  3969158. S2CID  4351126.
  20. ^ "Alcor: Bizning ismimizning kelib chiqishi" (PDF). Alcor Life Extension Foundation. 2000 yil qish. Olingan 25 avgust, 2009.
  21. ^ a b Kuleshova LL, Vang XW, Vu YN, Chjou Y, Yu H (2004). "Sovutish va isitish tezligi pasaygan kapsulali gepatotsitlarni vitrifikatsiya qilish". Cryo xatlari. 25 (4): 241–54. PMID  15375435.
  22. ^ Kuleshova L, Gianaroli L, Magli C, Ferraretti A, Trounson A (1999 yil dekabr). "Odam oz sonli oositlarning vitrifikatsiyasidan so'ng tug'ilish: holatlar to'g'risida hisobot". Inson ko'payishi. 14 (12): 3077–9. doi:10.1093 / humrep / 14.12.3077. PMID  10601099.
  23. ^ Bhat SN, Sharma A, Bhat SV (dekabr 2005). "Suvni vitrifikatsiya qilish va stakanga o'tish: spin probi ESR haqida tushunchalar". Jismoniy tekshiruv xatlari. 95 (23): 235702. arXiv:cond-mat / 0409440. Bibcode:2005PhRvL..95w5702B. doi:10.1103 / PhysRevLett.95.235702. PMID  16384318. S2CID  11050312.
  24. ^ Fahy GM, Vovk B, Pagotan R, Chang A, Phan J, Tomson B, Phan L (iyul 2009). "Buyrak vitrifikatsiyasining fizik va biologik jihatlari". Organogenez. 5 (3): 167–75. doi:10.4161 / org.5.3.9974. PMC  2781097. PMID  20046680.
  25. ^ Geddes L (2013 yil 11 sentyabr). "Stakan yuragi bank organlari uchun kalit bo'lishi mumkin". Yangi olim.
  26. ^ Flinn M (10 oktyabr, 2018 yil). "Muz yuragi". BOSS jurnali.
  27. ^ US9314015B2, Stiven Van Sikl, Tanya Jons, "Tez sovutish va isinish yordamida qizdirilgan vitriflangan to'qimalarda termo-mexanik sinishning oldini olish usuli va apparati", 2013 yil 19-aprelda nashr etilgan. 
  28. ^ Suszynski TM, Rizzari MD, Scott WE, Tempelman LA, Teylor MJ, Papas KK (iyun 2012). "Persuflyatsiya (yoki gazsimon kislorodli perfuziya) organlarni saqlash usuli sifatida". Kriyobiologiya. 64 (3): 125–43. doi:10.1016 / j.cryobiol.2012.01.007. PMC  3519283. PMID  22301419.
  29. ^ Li JY, Li JE, Kim DK, Yoon TK, Chung XM, Li DR (2010 yil fevral). "Sintetik zardobning yuqori konsentratsiyasi, bosqichma-bosqich muvozanatlash va sekin sovitish inson embrional ildiz hujayralarini keng miqyosli kriyoprezervatsiyasi uchun samarali usul". Fertillik va bepushtlik. 93 (3): 976–85. doi:10.1016 / j.fertnstert.2008.10.017. PMID  19022437.
  30. ^ Devlin H (2016 yil 18-noyabr). "Kryonika: bu insoniyatga o'likdan qaytish imkoniyatini beradimi?". The Guardian. Olingan 17 aprel 2017.
  31. ^ Planer YANGILIKLARI va press-relizlar> 16 yoshda tug'ilgan 'egizaklar'.[doimiy o'lik havola ] 2006 yil 6-yanvar.
  32. ^ "Genetika va IVF instituti". Givf.com. Arxivlandi asl nusxasi 2012 yil 6 dekabrda. Olingan 27 iyul, 2009.
  33. ^ a b v Riggs R, Mayer J, Dowling-Lacey D, Chi TF, Jones E, Oehninger S (yanvar 2010). "Saqlash vaqti o'limdan keyingi omon qolish va homiladorlik natijalariga ta'sir qiladimi? 11,768 kriyopreservlangan inson embrionlarini tahlil qilish". Fertillik va bepushtlik. 93 (1): 109–15. doi:10.1016 / j.fertnstert.2008.09.084. PMID  19027110.
  34. ^ Isachenko V, Lapidus I, Isachenko E, Krivokharchenko A, Kreienberg R, Woriedh M va boshq. (Avgust 2009). "Oddiy tuxumdon to'qimalarining vitrifikatsiyasi an'anaviy muzlash bilan taqqoslaganda: morfologik, endokrinologik va molekulyar biologik baholash". Ko'paytirish. 138 (2): 319–27. doi:10.1530 / REP-09-0039. PMID  19439559.
  35. ^ a b Oqtay K, Oktem O (fevral 2010). "Tibbiy ko'rsatkichlar bo'yicha tuxumdonlar kriyopreservatsiyasi va tug'ilishni saqlash uchun transplantatsiya: davom etayotgan tajriba haqida hisobot". Fertillik va bepushtlik. 93 (3): 762–8. doi:10.1016 / j.fertnstert.2008.10.006. PMID  19013568.
  36. ^ Kriyopreservlangan tuxumdon to'qimalarining ortotopik transplantatsiyasidan so'ng tirik tug'ilish[doimiy o'lik havola ] Lanset, 2004 yil 24 sentyabr
  37. ^ Lan C, Xiao V, Xiao-Xui D, Chun-Yan X, Xong-Ling Y (fevral 2010). "Muzlatilgan eritilgan inson xomilalik tuxumdon to'qimasini immunitet tanqisligi bo'lgan sichqonlarga transplantatsiya qilishdan oldin to'qima madaniyati". Fertillik va bepushtlik. 93 (3): 913–9. doi:10.1016 / j.fertnstert.2008.10.020. PMID  19108826.
  38. ^ Glujovskiy D, Riestra B, Sueldo C, Fiszbajn G, Repping S, Nodar F, Papier S, Ciapponi A (2014). "Oosit kriyopreservatsiyasidan o'tgan ayollar uchun vitrifikatsiya va sekin muzlash". Tizimli sharhlarning Cochrane ma'lumotlar bazasi (9): CD010047. doi:10.1002 / 14651858.CD010047.pub2. PMID  25192224.
  39. ^ Planer YANGILIKLARI va press-relizlar> Planer tomonidan boshqariladigan tezlikni muzlatgichi yordamida 22 yillik urug'ni saqlashdan so'ng tug'ilgan bola Arxivlandi 2012-09-08 da Arxiv.bugun 14/10/2004
  40. ^ Wyns C, Curaba M, Vanabelle B, Van Langendonckt A, Donnez J (2010). "Prepubertal o'g'il bolalarda tug'ilishni saqlash variantlari". Inson ko'payishining yangilanishi. 16 (3): 312–28. doi:10.1093 / humupd / dmp054. PMID  20047952.
  41. ^ Schulte J, Reski R (2004). "140,000 Physcomitrella patens mutantlarining yuqori o'tkazuvchanlik kriyoprezervatsiyasi". O'simliklar biologiyasi. O'simliklar biotexnologiyasi, Frayburg universiteti, Frayburg, Germaniya. 6 (2): 119–27. doi:10.1055 / s-2004-817796. PMID  15045662.
  42. ^ "Moxlar, chuqur muzlatilgan". ScienceDaily.
  43. ^ François M, Copland IB, Yuan S, Romieu-Mourez R, Waller EK, Galipeau J (fevral 2012). "Kriyopreservlangan mezenximal stromal hujayralar issiqlik zarbasi reaktsiyasi va interferon-b litsenziyasining buzilishi natijasida immunosupressiv xususiyatlarini pasaytiradi". Sitoterapiya. 14 (2): 147–52. doi:10.3109/14653249.2011.623691. PMC  3279133. PMID  22029655.
  44. ^ Weisberger M (2018). "Sibirning doimiy muzliklarida 42000 yil davomida muzlatilgan qurtlar". Jonli fan.
  45. ^ "Arxivlangan nusxa" (PDF). Arxivlandi asl nusxasi (PDF) 2014-05-17. Olingan 2014-05-15.CS1 maint: nom sifatida arxivlangan nusxa (havola)
  46. ^ Bakteriyalarning muzlashdan qurishi va kriyoprezervatsiyasi
  47. ^ "Addgene: Protokol - Bakterial glitserol zaxirasini qanday yaratish kerak". Addgene.org. Olingan 9 sentyabr 2015.
  48. ^ "Arxivlangan nusxa". Arxivlandi asl nusxasi 2013-09-07 da. Olingan 2014-05-15.CS1 maint: nom sifatida arxivlangan nusxa (havola)

Qo'shimcha o'qish