By Хімічні сполуки, інспіровані фізіологією арктичних тварин, можуть дозволити продовжити життєдіяльність трансплантованих органів – пише Кнвул Шейх у журналі Scientific American.
Довготривала експозиція живих тканин на температурах, близьких до рівня замерзання води, може провадити до незворотних ушкоджень. Мікроскопічні кристалики льоду розривають на шматки клітини і вихоплюють вологу, призводячи до того, що органи від донора не годяться для пересадки. Тому органи можна охолоджувати всього лиш кілька годин перед операцією. Але група нових стабільних сполук, що запобігають замерзання – схожих до субстанції, що їх відкрито у тварин, особливо витривалих на морозі – можуть продовжити життєвість органів.
Науковців із University of Warwick у Англії надихнули білки деяких видів, зокрема арктичних риб і лісових жаб, які не допускають замерзання крові, завдяки чому ці тварини можуть нормально функціонувати при наднизьких температурах. Попередні дослідження показали, що ті натуральні часточки, які запобігають замерзанню, дозволяють також консервувати серця щурів при температурі – 1,3̊ С до 24 годин. Та все ж екстракція цих білків є дуже важливою. До того ж, вони дуже токсичні як для деяких видів. “Упродовж довгого часу вважалося, що для вирішення цієї проблеми необхідним буде створення синтетичних білків з такою ж структурою, як і в білків, що запобігають замерзанню – каже Метью Ґібсон, хімік з Warwick, котрий був одним із авторів цього нового дослідження. – Та ми прийшли до висновку, що можна спроектувати нові частинки, котрі будуть діяти так, як білки, що запобігають замерзанню, хоч і не обов`язково виглядатимуть так, як ті”.
Більшість натуральних часточок, які запобігають замерзанню, мають клаптикову структуру з ділянками, які притягують або відштовхують воду. Науковці не знають, яким точно способом це ускладнює виникнення кристаликів льоду. Ґібсон все ж вважає, що часточки води можуть бути хаотично притягувані і відштовхувані, що перешкоджає їхньому скупчуванню у лід. З метою відкрити цей механізм він разом зі співробітниками провів синтез спіральних часточок, які у більшості відштовхували воду, але містили у своїй середній частині атоми заліза, котре призвело до того, що вони там ставали гідрофільними.
Сполуки, що виникли таким чином, і які було описано у липні минулого року в часописі Journal of the Chemical Society, несподіваним чином ефективно запобігали виникненню кристаликів льоду. Більш того, деякі з них були нетоксичними для нематодів Caenorhabditis elegans, що наводить на думку, – вони можуть бути безпечними і для інших тварин.
“Це справді незвичайні частинки, оскільки це не білки, а частинки іншого типу, які, не зважаючи на це, можуть відтворити, принаймні частково, вплив натуральних білків, що запобігають замерзанню” – говорить Клара До Амарал, біолог з Mount St. Joseph University, яка не брала участі у тих дослідженнях. Часточки, що запобігають замерзанню, які створив Ґібсон, все ж ще будуть змушені пройти перевірку у експериментах за участю людей і можуть становити тільки часткове вирішення. “Ми ще не знаємо повного образу – додає До Амарал. – Те, що стійкі на мороз організми здатні виживати, не виникає з одного магічного зв`язку. Це ціла система адаптаційних механізмів”.
