Kriopreservacijo pogosto obravnavajo kot uspeh ali neuspeh: nekoga so ohranili ali ga niso. V resnici gre za razpon kakovosti, o katerem odloča nekaj konkretnih ovir.
Nobena od teh ovir ni skrivnostna. Vsaka pomeni konkreten tehnični problem, ki ga strokovnjaki poskušajo rešiti.
Veriga, v vrstnem redu dogajanja
Pet ovir, opisanih spodaj, ni seznam, temveč zaporedje. Vsaka ovira izhaja iz prejšnje, napaka na začetku postopka pa poslabša vse nadaljnje korake.
Čas, saj se ishemična poškodba stopnjuje
Od trenutka, ko srce preneha utripati, možgani trpijo zaradi ishemije. Vsaka oseba, pri kateri se postopek začne po zastoju srca, je vsaj do določene mere izpostavljena ishemiji. Vprašanje je le, koliko.
Če na kraju ni ekipe za takojšen odziv, lahko pred začetkom postopka mine več ur hladne ishemije, pred njo pa je že potekala topla ishemija, ki povzroča bistveno večjo škodo.
Na tem področju teh pojavov ne le opisujejo, temveč jih tudi merijo s kazalniki, kot je S-MIX. Čas je daleč najpomembnejši dejavnik kakovosti, zato so postopki za omejevanje celičnih poškodb usmerjeni predvsem v njegovo skrajševanje.
Neuspešna reperfuzija, posledica predolge zamude
Ishemija pusti posledice. Če je tkivo predolgo brez oskrbe, skozi njega pogosto ni več mogoče preprosto ponovno vzpostaviti pretoka tekočine.
Mikrocirkulacija se upira ponovni perfuziji. V študijah zapoznele perfuzije niti antikoagulanti, dani vnaprej, niti zdravila za razkrajanje krvnih strdkov, dana pozneje, niso obnovili pretoka.
Zapora torej ni predvsem posledica strjevanja krvi, temveč strukturnih sprememb: endotelijske celice otečejo v notranjost žil, tekočina v okoliškem tkivu stisne kapilare, krvne celice pa postanejo tako toge, da ovirajo še preostali pretok.
Če raztopina ne doseže tkiva enakomerno, deli možganov ostanejo brez zaščite, ne glede na to, kako dobra je raztopina sama.
Led in neugodna lastnost vode v telesu
Človeško telo je približno 60 % vode, voda pa se ob zmrzovanju razširi za približno 9 %. Led pri tem nastaja predvsem v medceličnih prostorih.
Led celice mehansko poškoduje, hkrati pa iz njih zaradi osmotskih učinkov izvleče vodo. Prav preprečevanju tega je namenjena vitrifikacija namesto zmrzovanja.
Uspešnost vitrifikacije je odvisna od tega, kako enakomerno je krioprotektant porazdeljen po tkivu. Kjerkoli sredstvo ne doseže tkiva, lahko led vseeno nastane.
Toksičnost in ozko območje med dvema vrstama poškodb
Sredstva za preprečevanje nastanka ledu so v potrebnih koncentracijah toksična, tkivo pa se lahko med ohlajanjem poškoduje tudi zaradi prenizke temperature.
Koncentracija mora biti dovolj visoka za vitrifikacijo in dovolj nizka, da ne zastrupi tkiva. Ohlajanje mora biti dovolj hitro, da prehiti nastajanje ledu, in dovolj nadzorovano, da se izogne toplotnemu stresu.
Širjenje tega varnega območja je bilo cilj več generacij razvoja raztopin, zgodovina teh postopkov pa je v veliki meri zgodovina prav teh izboljšav.
Razpokanje pri najnižjih temperaturah
Vitrificirano tkivo je v steklastem stanju, v katerem lahko ob dovolj velikem toplotnem stresu nastanejo razpoke.
Ohlajanje do -196 °C lahko povzroči drobne razpoke, zato mora ohlajanje potekati čim bolj postopno, kolikor dopuščajo časovne omejitve.
To je eden od razlogov za razvoj shranjevanja pri vmesnih temperaturah, pri katerem so telesa pod temperaturo stekljenja, vendar pri višji temperaturi kot v tekočem dušiku.
Zakaj se kakovost med posamezniki resnično razlikuje
Če povežemo vse člene te verige, dobimo neprijetno ugotovitev: dva člana, ki skleneta enako pogodbo, sta lahko deležna merljivo različne kakovosti kriopreservacije.
Razlika le redko izhaja iz samega protokola, temveč predvsem iz razmer, v katerih ga je bilo treba izvesti.
Ob vnaprej pričakovani smrti lahko ekipa za takojšen odziv začne ohlajati telo že nekaj sekund po zastoju srca. Nepričakovana smrt daleč od ekipe tega ne omogoča.
V nekaterih primerih zakon zahteva predhodno obdukcijo, v drugih pa kriopreservacije sploh ne dopušča. To je pojasnjeno v članku »Kdaj kriopreservacija ni mogoča«.
Prevoz lahko postopek podaljša za več ur, zato logistične in upravne ovire neposredno vplivajo tudi na tehnično kakovost postopka.
Ustrezen odziv na te razlike niso splošne trženjske obljube, temveč merjenje, objava podatkov in postopki nadzora kakovosti, ki dokumentirajo, kaj se je v posameznem primeru dejansko zgodilo.
Član ima pravico do dejanskih podatkov, tudi če so razočaranje.
Kaj se dejansko izboljšuje
Vsak člen verige je predmet dejavnih raziskav in nobeden od petih ni več na ravni, na kateri je bil pred desetletjem.
Raztopine so manj strupene. Ekipe lahko hitreje dosežejo osebe, pri katerih je treba začeti postopek. Merjenje je od opisnih pridevnikov prešlo na konkretne metrike.
Shranjevanje pri vmesnih temperaturah neposredno zmanjšuje tveganje razpokanja, objekt za dolgotrajno hrambo pa je zasnovan za ohranjanje stabilnih razmer skozi desetletja.
To delo je opisano v besedilih »Napredek na tem področju« in »Naše pobude na področju raziskav in razvoja«.
Nespremenjena ostaja narava problema: telo je treba hitro doseči, ponovno vzpostaviti pretok, enakomerno porazdeliti zaščitno sredstvo, vitrificirati brez prevelike toksičnosti in ohladiti brez razpok.
Vsak od teh korakov je še vedno točka, na kateri lahko postopek bistveno spodleti, končni rezultat pa določa najšibkejši člen.
Povzetek: kakovost kriopreservacije je odvisna od skrajševanja časa ishemije, ponovne vzpostavitve pretoka, enakomerne porazdelitve krioprotektanta, nadzora toksičnosti, preprečevanja nastanka ledu in obvladovanja toplotnega stresa. Pomanjkljivost v katerem koli od teh korakov lahko poslabša končni rezultat.
Raziščite to praktično orodje
Uporabite interaktivno orodje za raziskovanje vprašanja v tem članku.
Interaktivno orodje se nalaga …
Nadaljnje branje