Kriopreservatsioon paistis veel mõni aastakümme tagasi kui ulmefilmi süžee – kehad ja organid hoitakse sügavkülmas ning äratatakse hiljem taas elule. Tegelikult on seda tehnoloogiat arendatud juba pea sada aastat ning võimalus säilitada elutähtsaid kudesid ülimadalatel temperatuuridel on tänaseks lähemal reaalsusele kui kunagi varem. Kui organeid õnnestuks külmutada ilma neid kahjustamata, muutuks meditsiin kardinaalselt: siirdamist ei peaks enam ootama tunde või päevi, vaid nii kaua, kuni leitakse tõeliselt sobiv retsipient. Seni peamiselt visionääre ja futuriste köitnud idee on jõudnud otsustava läveni – ning paistab, et teadus on sellest nüüd üle astumas.
Organite külmutamine – tehnoloogia, mis kirjutaks meditsiini ajaloo ümber
2023. aasta sai murranguliseks. Minnesota ülikooli teadlastel õnnestus tõestada, et külmutatud organ võib naasta töötavasse organismi – nad siirdasid edukalt krüogeenselt säilitatud roti neeru teisele loomale. See oli esimene tõeline tõendus, et organeid saab hoida pikaajaliseks kasutamiseks, mitte üksnes mõneks tunniks pärast eemaldamist.
Kuid üks suurimaid, pea sajandipikkuseid takistusi jäi seni ületamata – suuremad organid pragunevad külmas. Kiire jahutamine tekitab kudedes termilist pinget ja põhjustab mikropragusid, mis muudavad organi siirdamiseks kõlbmatuks. Inimese süda või maks kaotab külmas pragunedes oma terviklikkuse ning seetõttu osutus nende säilitamine seni praktiliselt võimatuks. Meditsiin vajas vastust küsimusele, kuidas seda lõhenemist peatada.
Nüüd näib, et vastus on leitud.
Murrang: teadlased selgitasid, kuidas peatada organite pragunemist külmas
Texase A&M ülikooli J. Mike Walkeri mehaanikainseneeria osakond avaldas uuringu, mis võib radikaalselt muuta organite säilitamise tulevikku. Teadlaste meeskond uuris, kuidas vitrifikatsioonilahuste koostis ja klaasistumistemperatuur mõjutavad kudede lõhenemise riski. Vitrifikatsioon on protsess, mille käigus organid sukeldatakse spetsiaalsesse lahusesse ja külmutatakse nii, et jääkristalle ei moodustu ning kude muutub justkui klaasitaoliseks. Teoorias näis see meetod paljutõotav, kuid praktikas rikkusid tulemuse mikroskoopilised praod.
Uus teadmistepõhi on revolutsiooniline oma lihtsuses: mida kõrgem on lahuse klaasistumistemperatuur, seda väiksem on oht, et organ praguneb. Teisisõnu – mida kõrgemal temperatuuril läheb lahus „klaasisesse olekusse“, seda vastupidavam on kude sügavkülmas. See avastus annab esimest korda selge, mõõdetava näitaja, millest lähtudes saab hakata looma ideaalseid krüokaitselahuseid.
Huvitav on seegi, et teadlased rõhutavad – ainult pragunemise vältimisest ei piisa. Lahus peab olema ka bioloogiliselt kudedega ühilduv, et organid säilitaksid pärast ülesulatamist oma funktsionaalsuse. See tähendab, et teadus saab nüüd sihipäraselt arendada üha täiuslikumaid lahuseid, millel on kõrgem klaasistumistemperatuur ja mis sobivad ühtlasi inimese organitele.
Kriopreservatsioon – mitte ainult siirdamiseks, vaid elu säilitamiseks laiemalt
Kuigi organisiirdamised on selle tehnoloogia kõige nähtavam rakendus, on kriopreservatsiooni potentsiaal palju laiem. See võib saada oluliseks tööriistaks:
ohustatud liikide säilitamisel, hoides alles geneetilist materjali või isegi külmutatud embrüoid;
vaktsiinide stabiliseerimisel, mis on eriti tähtis pandeemiate kontekstis;
toiduraiskamise vähendamisel, võimaldades bioloogilisi tooraineid ja tooteid oluliselt kauem säilitada;
elu- ja bioteaduste arengus, alates üksikutest rakkudest kuni tervete organiteni.
Nüüd on olemas teaduslik valem, mis võimaldab ennustada, kuidas erinevad lahused külmas käituvad. Uuringu kaasautorid leiavad, et see teadmissuund võib tõsta bioloogiliste süsteemide ellujäämist ükskõik millises mõõtkavas – alates mikroskoopilistest rakkudest kuni terve inimorganini. See ei ole ainult tehnoloogiline läbimurre. See on küps samm arstiide unistuse poole: organipank, kus maksad, südamed ja neerud võivad patsiente oodata nii kaua, kui vaja.
24 tundi – nii pikk on sageli kirurgide ajavaru täna. Kui kriopreservatsioon muutub täielikult rakendatavaks, võivad need tunnid asenduda nädalate, kuude või isegi aastatega.
Teadus pole veel finišis, kuid barjäär on juba murenenud – seekord mitte organites
Uuringut rahastas USA Riiklik Teadusfond, mis toetab kõrgeima taseme kriopreservatsiooni-alaseid teadustöid. Meeskond, kuhu kuulus eksperte mehaanikainseneeriast, termomehaanikast, kriobioloogiast ja füüsikokeemiast, suutis nihutada piire, mida peeti XX sajandi algusest peale peaaegu muutumatuteks.
Kui tehnoloogia õnnestub edukalt kohandada inimese organitele, võib meditsiini ajalugu tõepoolest ümber kirjutatud saada. Doonori ootamine ei oleks enam võidujooks ajaga. Organeid saaks transportida üle mandrite, neid turvaliselt säilitada, hoolikalt valida ja siirata mitte ainult neile, kes jõuavad operatsioonisaali mõne tunni jooksul. See avaks võimaluse päästa igal aastal kümneid tuhandeid elusid ning annaks tervishoiusüsteemile lõpuks hingamisruumi.
Sada aastat küsimust, millel polnud vastust. Täna hakkab see vastus tasapisi kuju võtma. Mitte enam ulme, vaid teadus. Mitte pelk unistus, vaid tehnoloogia, mis juba töötab laborites. Jäänud on vaid järgmine samm – tuua see läbimurre pärisellu, kus doonororganid ei ole enam lühiajaline kingitus, vaid saavad muutuda pikaajaliseks päästerõngaks.
Fotod on illustratiivsed © Canva.
