Par kriokonservāciju bieži runā kā par vienu lielu jautājumu: vai pēc tās cilvēku kādreiz varēs atgriezt dzīvē?
Šis jautājums ir saprotams no cilvēciskā viedokļa, tomēr tehniski tas nav īpaši auglīgs.
Tas veselu bioloģisku, loģistisku un institucionālu problēmu kopumu reducē līdz vienkāršam jautājumam, uz kuru it kā jāatbild ar jā vai nē.
Inženieris sāk citur.
Kādiem nosacījumiem jābūt izpildītiem katrā posmā? Ko var izmērīt? Kuras kļūmes ir novēršamas, bet kuras iznīcina informāciju, ko vēlāk vairs nebūtu iespējams atjaunot?
Šāda domāšana nepierāda, ka atdzīvināšana izdosies. Tā ļauj precīzāk noskaidrot, kur process varētu neizdoties.
Sadalīt problēmu mazākās daļās
Kriokonservācijas gadījums sākas jau pirms pacients nokļūst glabāšanas iestādē.
Komandai nepieciešams savlaicīgs paziņojums, juridiska atļauja, piekļuve pacientam un maršruts transportēšanai.
Pēc juridiskās nāves apstājas asinsrite un līdz ar to arī skābekļa piegāde. Vielmaiņas procesi kļūst nekontrolēti, un šūnās sākas dažādi bojājumu procesi.
Atdzesēšana šo procesu palēnina, tomēr pati par sevi tā nedz atjauno asinsriti, nedz izplata krioprotektīvo šķīdumu.
Perfūzijai jāsasniedz audi caur asinsvadu sistēmu, kas slimības dēļ var būt jau bojāta, aizsprostota vai izmainīta.
Šķīdumam jānonāk audos lietderīgā koncentrācijā, neradot nepieņemamu osmotisku stresu vai ķīmisku toksicitāti.
Pēc tam pacients jāatdzesē līdz stiklošanās pārejas temperatūrai, vienlaikus izvairoties no pārmērīgas ledus kristālu veidošanās un termiskā sprieguma.
Glabāšanas apstākļiem jābūt stabiliem nenoteiktu laiku. Iestādei, kas atbild par pacientu, jāpaliek finansētai, pārvaldītai un darbspējīgai.
Hipotētiska atdzīvināšana pievieno vēl vienu virkni: kontrolētu sasilšanu, krioprotektoru izvadīšanu, bojājumu labošanu, funkciju atjaunošanu un rehabilitāciju.
Neviens atsevišķs eksperiments nevar vienlaikus sniegt atbildi uz visiem šiem jautājumiem.
Inženierpieejas vērtība nav tā, ka tā padara problēmu vienkāršu. Tā ļauj precīzi noteikt, kur un kāpēc rodas kļūme.
Konkrētas kļūmes var pētīt.
Reaģēšanas kvalitāti var vērtēt pēc gadījuma hronoloģijas un S-MIX rādītāja.
Krioprotektoru izplatību var novērtēt pēc perfūzijas datiem un datortomogrāfijas mērījumiem. Atdzesēšanu var vērtēt pēc temperatūras līknēm, nevis pēc gadījuma sarakstīta aprakstA.
Smadzeņu ultrastruktūru var pētīt ar elektronu mikroskopiju pētījumos, kuriem saņemta informēta piekrišana. Glabāšanas sistēmas var pārbaudīt, vērtējot slāpekļa patēriņu, trauksmes sistēmas, dokumentāciju un institucionālo pienākumu nošķīrumu.
Tāpēc Codex išēmiju, perfūziju un atdzesēšanu aplūko kā atsevišķas problēmas.
Visu šo posmu apzīmēšana ar vienu vārdu, “procedūra”, apslēpj informāciju, kas nepieciešama procesa uzlabošanai.
Izpētiet šo praktisko rīku
Izmantojiet interaktīvo rīku, lai izpētītu šajā rakstā minēto jautājumu.
Interaktīvais rīks tiek ielādēts...
Progresam nav nepieciešama cilvēka atdzīvināšana
Ir pamatoti iemesli izvairīties no divām pretējām kļūdām.
Pirmā kļūda ir noraidīt jebkuru rezultātu tikai tāpēc, ka neviens cilvēks vēl nav atdzīvināts. Otrā ir uzskatīt progresu vienā elementā par pierādījumu visai koncepcijai.
Abas kļūdas atmet nozīmīgu informāciju.
2019. gadā BrainEx pētījumā tika atjaunota mikrocirkulācija un daļa molekulāro un šūnu funkciju izolētās cūku smadzenēs četras stundas pēc nāves.
Pētnieki novēroja saglabātu šūnu arhitektūru, aktīvu metabolismu un spontānu sinaptisko aktivitāti. Viņi nenovēroja globālu elektrisko aktivitāti, kas saistīta ar apziņu.
Šis BrainEx rezultāts lika apšaubīt vienkāršotu priekšstatu, ka visas smadzeņu šūnas jau pirmajās minūtēs sasniedz vienu un to pašu neatgriezenisku bojājuma robežu.
Tas neapliecināja prāta atjaunošanu, un tas nebija kriokonservācijas eksperiments.
OrganEx 2022. gadā šo pētniecības pieeju paplašināja. Pēc vienas stundas siltas išēmijas cūkām šī sistēma atjaunoja atsevišķus šūnu procesus un vairākos orgānos samazināja šūnu nāvi.
Arī OrganEx pētījums attiecās uz šūnu atjaunošanu pēc išēmijas. Tas nebija visa organisma atdzīvināšana.
2023. gadā virzījās uz priekšu vēl viens elements.
Pētnieki vitrificēja žurku nieres, glabāja tās līdz 100 dienām, sasildīja ar nanodaļiņu palīdzību un transplantēja žurkām, kurām bija izņemtas viņu pašu nieres.
Transplantētie orgāni uzturēja dzīvniekus. Nieru funkcija atjaunojās nākamajās nedēļās.
Šis nanosasilšanas pētījums ir svarīgs, jo sasilšana ir viens no galvenajiem šķēršļiem orgānu kriokonservācijā.
Tomēr tas ir pētījums tikai ar žurkas nieri.
Cilvēka smadzenes ir lielākas, neviendabīgākas un saistītas ar atmiņas un identitātes problēmu. Vesels cilvēka ķermenis rada citus siltuma pārneses un perfūzijas nosacījumus.
Mērogs nav nebūtiska detaļa. Tas maina problēmas raksturu.
Tomēr šie rezultāti ir nozīmīgi. Tie aizstāj plašus apgalvojumus par to, ko bioloģija “nespēj” atjaunot, ar precīzākiem jautājumiem par nosacījumiem, metodēm un mērogu.
Labošana ir atkarīga no saglabātās informācijas
Pieņemsim, ka nākotnes medicīna kļūst neparasti laba šūnu labošanā.
Labošanai tik un tā vajadzīgs orientieris, pēc kura vadīties.
Ja asinsvads ir plīsis, apkārtējā struktūra var parādīt, kam jābūt kur. Ja sinaptiskais tīkls ir zudis, labošanai var nebūt nekādas saglabātas struktūras, pēc kuras vadīties.
Šī ir atšķirība starp bojājumu un informācijas zudumu.
Bojātu grāmatu var atjaunot, ja burti vēl ir salasāmi. Lapa, kas pārvērtusies pelnos, nekļūst salasāma tikai tāpēc, ka restauratora rīcībā nonāk labāki rīki.
Šai analogijai ir robežas, taču pats jautājums ir konkrēts: vai pašreizējā saglabāšana notur pietiekami daudz no fiziskās struktūras, kas nesa attiecīgo personu?
Zinātnei uz šo jautājumu pagaidām nav pilnīgas atbildes.
Atmiņas netiek uzglabātas kā vienkārša datne vienā vietā. Svarīgi ir sinaptiskie savienojumi, taču nozīme var būt arī sinaptiskajam stiprumam, molekulārajiem stāvokļiem, šūnu ģeometrijai un citiem bioloģiskiem faktoriem.
Šī nenoteiktība aplūkota rakstā “Atmiņa, identitāte un smadzenes”.
Tas nosaka, uz ko jāorientē kvalitātes vērtēšana.
Labs rādītājs nevar aprobežoties ar konstatējumu, ka pacients ir atdzisis. Tam jāļauj vērtēt struktūras saglabātību vairākos līmeņos.
Tas nozīmē apvienot hronoloģiskus un fizioloģiskus datus, informāciju par krioprotektoru izplatību, attēldiagnostiku un, ja tas ir ētiski un praktiski iespējams, mikroskopiju.
Neviens vienīgs mērījums neapliecina, ka persona ir saglabāta.
Tomēr vairāki nepilnīgi mērījumi var atklāt procedūras vājās vietas un palīdzēt izstrādāt labākas procedūras.
Inženierpieeja ļauj nošķirt fiziskus ierobežojumus no neveiksmīgas izpildes.
Ja krioprotektors nesasniedz konkrētu apvidu, iemesls var būt asinsvadu aizsprostojums, nepietiekams spiediens, slikta kanulēšana vai protokols, kas nav mērogojams.
Šie skaidrojumi liek meklēt atšķirīgus risinājumus.
Fizisks ierobežojums nozīmē, ka konkrētajos apstākļos mērķis nav sasniedzams. Izpildes kļūme nozīmē, ka konkrētais mēģinājums to nesasniedza.
Šo divu jēdzienu sajaukšana rada nepamatotu pārliecību abos virzienos.
Viens veiksmīgs mazā orgāna eksperiments neatceļ cilvēka mēroga ierobežojumu. Viens neveiksmīgs praktisks gadījums neapliecina, ka katram labāk kontrolētam gadījumam jābūt tikpat neveiksmīgam.
Pierādījumi jāinterpretē, skaidri norādot to robežas: sugu, orgānu, temperatūru, aizkavi, šķīdumu, mērījuma metodi un vērtēto iznākumu.
Šāda disciplīna apgrūtina pāragru progresa pasludināšanu, taču padara secinājumus daudz uzticamākus.
Organizācija ir daļa no inženierproblēmas
Pat tehniski izcilu procedūru var sagraut iestāde, kas neizpilda savu funkciju.
Tāpēc ilgtermiņa glabāšana ir daļa no inženiertehniskā modeļa, nevis ārējs biznesa jautājums.
Kas juridiski atbild par pacientu? Vai pacientu aprūpei paredzētie līdzekļi ir nošķirti no uzņēmuma ikdienas darbības finansēm? Vai konti un pārvaldība ir pārredzami?
Vai glabāšana var turpināties elektrības padeves traucējumu, personāla mainības, piegādātāja problēmas vai bankrota gadījumā?
Neviena iestāde nav pasargāta no iespējamiem riskiem un kļūmēm.
Jautājums ir par to, vai šie riski ir apzināti, cik iespējams nošķirti cits no cita un vai tiem ir paredzēti risinājumi, kas nav atkarīgi no viena neaizvietojama cilvēka.
Tomorrow.bio, Patient Care Foundation un European Biostasis Foundation izmantotā struktūra ir aprakstīta rakstā “Tomorrow.bio ekosistēma”.
Šī struktūra liecina par plānošanu. Tomēr tā negarantē, ka pacienta aprūpe gadsimtu garumā noritēs bez traucējumiem.
Tas pats standarts jāpiemēro visiem Biostasis procesa posmiem.
Jāformulē mērķis, jāfiksē ievaddati, jāizmēra rezultāti, jāpublicē pietiekami daudz detaļu kritiskai izvērtēšanai un jāuzlabo vājākais posms.
Vienlaikus jāatceras viens būtisks princips: nekas no tā nepierāda, ka atdzīvināšana ir iespējama.
Tomorrow.bio informētās piekrišanas dokumentā skaidri norādīts, ka atdzīvināšana, iespējams, nekad nebūs iespējama.
Inženierpieeja šo nenoteiktību neatceļ.
Tā palīdz izvairīties no situācijas, kurā nenoteiktība tiek uztverta kā iemesls pārtraukt mērījumus.
Kopsavilkums: Biostasis ietver vairākas savstarpēji saistītas tehniskas un institucionālas problēmas. Inženierpieeja ļauj mērīt un uzlabot katru posmu, taču progress atsevišķos posmos nepierāda, ka cilvēka atdzīvināšana kādreiz būs iespējama.
Papildu lasāmviela