Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пробирки с биологическими образцами помещают в жидкий азот.
Криогенно-консервированные образцы извлекаются из дьюара с жидким азотом .

Криоконсервация или криоконсервация - это процесс, при котором органеллы , клетки , ткани , внеклеточный матрикс , органы или любые другие биологические конструкции, чувствительные к повреждению, вызванному нерегулируемой химической кинетикой , сохраняются путем охлаждения до очень низких температур [1] (обычно -80 ° C с использованием твердого диоксида углерода или −196 ° C с использованием жидкого азота ). При достаточно низких температурах любые ферментныеили химическая активность, которая может вызвать повреждение рассматриваемого биологического материала, эффективно прекращается. Методы криоконсервации стремятся достичь низких температур, не вызывая дополнительных повреждений, вызванных образованием кристаллов льда во время замораживания. Традиционная криоконсервация основана на покрытии замораживаемого материала классом молекул, называемых криопротекторами . Новые методы исследуются из-за токсичности, присущей многим криопротекторам. [2] Криоконсервация генетических ресурсов животных осуществляется с целью сохранения породы.

Естественная криоконсервация [ править ]

Водяные медведи ( тихоходки ), микроскопические многоклеточные организмы, могут выжить при замораживании , заменяя большую часть внутренней воды сахарной трегалозой , предотвращая ее кристаллизацию, которая в противном случае повреждает клеточные мембраны.. Смеси растворенных веществ могут достигать аналогичных эффектов. Недостатком некоторых растворенных веществ, включая соли, является то, что они могут быть токсичными при высоких концентрациях. Помимо водяного медведя, древесные лягушки переносят замерзание крови и других тканей. Мочевина накапливается в тканях при подготовке к перезимовке, а гликоген печени в больших количествах превращается в глюкозу в ответ на образование внутреннего льда. И мочевина, и глюкоза действуют как «криопротекторы», ограничивая количество образующегося льда и уменьшая осмотическое сжатие клеток. Лягушки могут пережить многие случаи замораживания / оттаивания зимой, если замерзнет не более 65% всей воды в организме. Исследования феномена «замораживания лягушек» были выполнены в основном канадским исследователем доктором Кеннетом Б.Этаж. [ необходима цитата ]

Устойчивость к заморозкам , при которой организмы переживают зиму за счет замораживания твердых тел и прекращения жизненных функций, известна у нескольких позвоночных: пяти видов лягушек ( Rana sylvatica , Pseudacris triseriata , Hyla crucifer , Hyla versicolor , Hyla chrysoscelis ), одной из саламандр ( Salamandrella keyserlingii ), одна из змей ( Thamnophis sirtalis ) и три черепахи ( Chrysemys picta , Terrapene carolina , Terrapene ornata ). [3] Щелкающие черепахи Chelydra serpentina и настенные ящерицы Podarcis muralis.также выживают при номинальном замораживании, но не было установлено, что он способен к перезимовке. В случае Rana sylvatica одним из криоконсервантов является обычная глюкоза, концентрация которой увеличивается примерно на 19 ммоль / л при медленном охлаждении лягушек. [3]

История [ править ]

Смотрите также: Крионика § История

Одним из первых теоретиков криоконсервации был Джеймс Лавлок . В 1953 году он предположил, что повреждение красных кровяных телец во время замораживания было вызвано осмотическим стрессом [4] и что увеличение концентрации соли в дегидратирующих клетках может повредить их. [5] [6] В середине 1950-х годов он экспериментировал с криоконсервацией грызунов, определив, что хомяков можно заморозить, если 60% воды в мозгу кристаллизовать в лед без каких-либо побочных эффектов; другие органы чувствительны к повреждениям. [7] Эта работа подтолкнула других ученых к попытке кратковременного замораживания крыс к 1955 году, которые были полностью активны через 4-7 дней после оживления. [8]

Криоконсервация применялась к людям, начиная с 1954 года, после трех беременностей в результате оплодотворения ранее замороженной спермой. [9] Сперма птицы была заморожена в 1957 году группой ученых из Великобритании под руководством Кристофера Полджа . [10] В 1963 году Питер Мазур из Окриджской национальной лаборатории.в США продемонстрировали, что летального внутриклеточного замораживания можно избежать, если охлаждение будет достаточно медленным, чтобы позволить достаточному количеству воды покинуть клетку во время постепенного замораживания внеклеточной жидкости. Эта скорость различается для клеток разного размера и водопроницаемости: типичная скорость охлаждения около 1 ° C / мин подходит для многих клеток млекопитающих после обработки криопротекторами, такими как глицерин или диметилсульфоксид, но эта скорость не является универсальным оптимумом. [11]

Первым человеческим телом, замороженным в надежде на будущее возрождение, было тело Джеймса Бедфорда , через несколько часов после его смерти от рака в 1967 году. [12] Бедфорд - единственный крионический пациент, замороженный до 1974 года, который сохранился до сих пор. [13]

Температура [ править ]

Предполагается, что хранение при очень низких температурах обеспечивает неопределенный срок службы клеток, хотя фактический эффективный срок службы довольно трудно доказать. Исследователи, экспериментирующие с высушенными семенами, обнаружили, что при хранении образцов при разных температурах, даже при сверхнизких температурах , наблюдалась заметная вариативность их ухудшения . Температуры ниже точки стеклования (Tg) водных растворов полиола , около -136 ° C (137 K; -213 ° F), по-видимому, принимаются как диапазон, в котором биологическая активность очень существенно замедляется, и -196 ° C (77 K; -321 ° F), точка кипения жидкого азота , является предпочтительной температурой для хранения важных образцов. Пока холодильники, морозильники и морозильники сверххолодной заморозки используются для многих предметов, как правило, сверххолодный жидкий азот требуется для успешного сохранения более сложных биологических структур, чтобы фактически остановить всю биологическую активность.

Риски [ править ]

Явления, которые могут вызвать повреждение клеток во время криоконсервации, в основном происходят на стадии замораживания и включают эффекты растворения, образование внеклеточного льда, обезвоживание и образование внутриклеточного льда. Многие из этих эффектов можно уменьшить с помощью криопротекторов . После того, как консервированный материал замерзнет, ​​он относительно безопасен от дальнейшего повреждения. [14]

Эффекты решения
Поскольку кристаллы льда растут в замерзающей воде, растворенные вещества исключаются, в результате чего они концентрируются в оставшейся жидкой воде. Высокие концентрации некоторых растворенных веществ могут быть очень опасными.
Внеклеточное образование льда
Когда ткани охлаждаются медленно, вода мигрирует из клеток, и во внеклеточном пространстве образуется лед . Слишком много внеклеточного льда может вызвать механическое повреждение клеточной мембраны из-за раздавливания.
Обезвоживание
Миграция воды, вызывающая образование внеклеточного льда, также может вызывать клеточное обезвоживание. Связанные с этим напряжения в ячейке могут непосредственно вызвать повреждение.
Внутриклеточное образование льда
Хотя некоторые организмы и ткани могут терпеть внеклеточный лед, любой заметный внутриклеточный лед почти всегда фатален для клеток.

Основные методы предотвращения рисков [ править ]

Основные методы предотвращения повреждений при криоконсервации - это хорошо зарекомендовавшая себя комбинация контролируемой скорости и медленного замораживания, а также новый процесс мгновенного замораживания, известный как витрификация .

Медленное программируемое замораживание [ править ]

Резервуар с жидким азотом , используемый для питания криогенного морозильника (для хранения лабораторных образцов при температуре около -150 ° C)

Замораживание с контролируемой скоростью и медленное замораживание , также известное как медленное программируемое замораживание (SPF) , [15], представляет собой набор хорошо зарекомендовавших себя методов, разработанных в начале 1970-х годов, которые позволили создать первый человеческий эмбрион.замороженное рождение Зои Лейланд в 1984 году. С тех пор машины, замораживающие биологические образцы с использованием программируемых последовательностей или контролируемых скоростей, использовались во всем мире для биологии человека, животных и клеток - «замораживая» образец, чтобы лучше сохранить его для возможного размораживание перед замораживанием или криоконсервацией в жидком азоте. Такие машины используются для замораживания ооцитов, кожи, продуктов крови, эмбрионов, спермы, стволовых клеток и общего сохранения тканей в больницах, ветеринарных клиниках и исследовательских лабораториях по всему миру. Например, число живорождений от замороженных эмбрионов «медленно замороженных» оценивается примерно в 300 000–400 000 или 20% от оценочных 3 миллионов рождений в результате экстракорпорального оплодотворения ( ЭКО ). [16]

Смертельного внутриклеточного замораживания можно избежать, если охлаждение будет достаточно медленным, чтобы позволить воде покинуть клетку во время постепенного замораживания внеклеточной жидкости. Чтобы свести к минимуму рост внеклеточных кристаллов льда и перекристаллизацию, [17] биоматериалы, такие как альгинаты , поливиниловый спирт или хитозан, могут использоваться для предотвращения роста кристаллов льда вместе с традиционными низкомолекулярными криопротекторами. [2] Эта скорость различается для клеток разного размера и водопроницаемости : типичная скорость охлаждения около 1 ° C / мин подходит для многих клеток млекопитающих после обработки криопротекторами, такими как глицерин.или диметилсульфоксид , но скорость не является универсальным оптимумом. Скорость 1 ° C / мин может быть достигнута с помощью таких устройств, как морозильная камера с регулируемой скоростью или переносной настольный морозильный контейнер. [18]

Несколько независимых исследований предоставили доказательства того, что замороженные эмбрионы, хранящиеся с использованием методов медленного замораживания, могут быть в некотором смысле «лучше», чем свежие при ЭКО. Исследования показывают, что использование замороженных эмбрионов и яиц вместо свежих эмбрионов и яиц снижает риск мертворождения и преждевременных родов, хотя точные причины все еще изучаются.

Стеклование [ править ]

Исследователи Грег Фэхи и Уильям Ф. Ралл помогли внедрить витрификацию в репродуктивную криоконсервацию в середине 1980-х годов. [19] По состоянию на 2000 год исследователи утверждают, что стеклование обеспечивает преимущества криоконсервации без повреждений из-за образования кристаллов льда. [20] Ситуация усложнилась с развитием тканевой инженерии, поскольку клетки и биоматериалы должны оставаться незамерзающими, чтобы сохранить высокую жизнеспособность и функции клеток, целостность конструкций и структуру биоматериалов. Впервые о витрификации тканеинженерных конструкций сообщила Лилия Кулешова [21], которая также была первым ученым, добившимся витрификации ооцитов , в результате чего в 1999 г. произошли живорождения [22].Для клинической криоконсервации витрификация обычно требует добавления криопротекторов перед охлаждением. Криопротекторы - это макромолекулы, добавляемые в среду замораживания для защиты клеток от пагубного воздействия образования внутриклеточных кристаллов льда или от воздействия раствора в процессе замораживания и оттаивания. Они позволяют повысить выживаемость клеток во время замораживания, снизить температуру замерзания и защитить клеточную мембрану от повреждений, связанных с замораживанием. Криопротекторы обладают высокой растворимостью, низкой токсичностью при высоких концентрациях, низкой молекулярной массой и способностью взаимодействовать с водой через водородные связи.

Вместо того чтобы кристаллизоваться , сиропообразный раствор превращается в аморфный лед - стекловидно . В отличие от фазового перехода от жидкости к твердому телу в результате кристаллизации, аморфное состояние похоже на «твердую жидкость», и превращение происходит в небольшом температурном диапазоне, описываемом как температура « стеклования ».

Стеклованию воды способствует быстрое охлаждение и может быть достигнуто без криопротекторов путем чрезвычайно быстрого снижения температуры (мегакельвинов в секунду). Скорость, необходимая для достижения стекловидности в чистой воде, считалась невозможной до 2005 г. [23]

Для стеклования обычно требуются два условия: повышение вязкости и снижение температуры замерзания. Многие растворенные вещества обладают и тем, и другим, но более крупные молекулы обычно оказывают большее влияние, особенно на вязкость. Быстрое охлаждение также способствует стеклованию.

Согласно установленным методам криоконсервации растворенное вещество должно проникать через клеточную мембрану для достижения повышенной вязкости и снижения температуры замерзания внутри клетки. Сахар не проникает через мембрану. Те растворенные вещества, которые это делают, такие как диметилсульфоксид , обычный криопротектор, часто токсичны в высокой концентрации. Один из сложных компромиссов при застекловывании при криоконсервации касается ограничения ущерба, наносимого самим криопротектором из-за токсичности криопротектора. Смеси криопротекторов и блокаторы льда позволили компании Twenty-First Century Medicine витрифицировать почку кролика. до −135 ° C с их запатентованной смесью для стеклования. После согревания почка была успешно трансплантирована кролику с полной функциональностью и жизнеспособностью, способной поддерживать кролика в качестве единственной функционирующей почки на неопределенный срок. [24]

Persufflation [ править ]

Кровь можно заменить инертными благородными газами и / или жизненно важными для метаболизма газами, такими как кислород , чтобы органы могли охлаждаться быстрее и требовалось меньше антифриза. Поскольку участки ткани разделены газом, небольшие расширения не накапливаются, тем самым защищая от разрушения. [25] Небольшая компания Arigos Biomedical «уже извлекла свиньи сердца из 120 градусов ниже нуля», [26] хотя определение термина «выздоровевшие» неясно. Давление 60 атм может помочь увеличить скорость теплообмена. [27] Перфузия / персуфляция газообразным кислородом может улучшить сохранность органов по сравнению со статическим холодным хранением или перфузией гипотермической машины, поскольку более низкая вязкость газов может помочь достичь большего количества областей сохраненных органов и доставить больше кислорода на грамм ткани. [28]

Замораживаемые салфетки [ править ]

Как правило, криоконсервацию легче проводить для тонких образцов и взвешенных клеток, поскольку они могут охлаждаться быстрее и, следовательно, требуют меньших доз токсичных криопротекторов. Поэтому криоконсервация печени и сердца человека для хранения и трансплантации по-прежнему нецелесообразна.

Тем не менее, подходящие комбинации криопротекторов и режимов охлаждения и ополаскивания во время нагревания часто позволяют успешно криоконсервировать биологические материалы, особенно суспензии клеток или образцы тонких тканей. Примеры включают:

  • Сперма в криоконсервации спермы
  • Кровь
    • Специальные клетки для переливания, такие как тромбоциты (тромбосомы от Cellphire)
    • Стволовые клетки . Оптимален при высокой концентрации синтетической сыворотки, ступенчатом уравновешивании и медленном охлаждении. [29]
    • Пуповинная кровь в банке пуповинной крови
  • Образцы тканей, такие как опухоли и гистологические поперечные срезы
  • Яйца ( ооциты ) в криоконсервации ооцитов
  • Эмбрионы на стадии дробления (2, 4, 8 или 16 клеток) или на стадии ранней бластоцисты при криоконсервации эмбриона
  • Овариальная ткань в криоконсервации ткани яичников
  • Семена или побеги растений можно заморозить в целях сохранения .

Кроме того, предпринимаются усилия по сохранению людей в криогенном состоянии, что называется крионикой . При таких усилиях либо мозг в голове, либо все тело может испытать вышеупомянутый процесс. Однако крионика относится к другой категории, нежели вышеупомянутые примеры: в то время как бесчисленные криоконсервированные клетки, вакцины, ткани и другие биологические образцы были разморожены и успешно использованы, это еще не относится к криоконсервированным мозгам или телам. Речь идет о критериях определения «успеха».

Сторонники крионики утверждают, что криоконсервация с использованием нынешних технологий, в частности витрификации мозга, может быть достаточной для сохранения людей в « теоретическом » смысле, чтобы их можно было оживить и сделать целыми с помощью гипотетических чрезвычайно продвинутых технологий будущего.

Прямо сейчас ученые пытаются понять, жизнеспособна ли трансплантация криоконсервированных человеческих органов для трансплантации, если так, то это будет большим шагом вперед в возможности возрождения криоконсервированного человека. [30]

Эмбрионы [ править ]

Основная статья: Криоконсервация эмбрионов

Криоконсервация эмбрионов используется для хранения эмбрионов, например, когда в результате экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) было получено больше эмбрионов, чем требуется в настоящее время.

Сообщалось об одной беременности и в результате здоровых родов от эмбриона, хранившегося в течение 27 лет после успешной беременности эмбриона из той же партии тремя годами ранее. [31] Многие исследования оценивали детей, рожденных от замороженных эмбрионов, или «заморозков». Результат был неизменно положительным без увеличения врожденных дефектов или аномалий развития. [32] Исследование более 11000 криоконсервированных человеческих эмбрионов не показало значительного влияния времени хранения на выживаемость после оттаивания для циклов ЭКО или донорства ооцитов, а также для эмбрионов, замороженных на стадии пронуклеуса или дробления. [33]Кроме того, продолжительность хранения не оказала существенного влияния на клиническую беременность, выкидыш, имплантацию или частоту живорождений, будь то в результате циклов ЭКО или донорства ооцитов. [33] Скорее всего, предикторами исхода беременности являются возраст ооцитов, выживаемость и количество перенесенных эмбрионов. [33]

Ткань яичника [ править ]

Основная статья: Криоконсервация ткани яичника

Криоконсервация ткани яичников представляет интерес для женщин, которые хотят сохранить свою репродуктивную функцию сверх естественных пределов или чей репродуктивный потенциал находится под угрозой из-за лечения рака [34], например, при гематологических злокачественных новообразованиях или раке груди. [35] Процедура заключается в том, чтобы взять часть яичника и произвести медленное замораживание, прежде чем помещать его в жидкий азот на время терапии. Затем ткань может быть разморожена и имплантирована рядом с маточным участком, ортотопической (в естественном месте) или гетеротопической (на брюшной стенке) [35], где она начинает производить новые яйца, что позволяет осуществить нормальное зачатие. [36] Ткань яичников также может быть трансплантирована мышам с ослабленным иммунитетом ( мыши SCID), чтобы избежать отторжения трансплантата , а ткань можно будет забрать позже, когда разовьются зрелые фолликулы. [37]

Ооциты [ править ]

Основная статья: Криоконсервация ооцитов

Криоконсервация человеческих ооцитов - это новая технология, при которой женские яйцеклетки ( ооциты ) извлекаются, замораживаются и хранятся. Позже, когда она будет готова забеременеть, яйца можно разморозить, оплодотворить и перенести в матку в виде эмбрионов . С 1999 года, когда Кулешова и ее коллеги сообщили о рождении первого ребенка от эмбриона, полученного из застеклованных, нагретых женских яиц, в журнале Human Reproduction [21], эта концепция получила признание и широкое распространение. Этот прорыв в достижении витрификации ооцитов женщины сделал важный шаг вперед в наших знаниях и практике процесса ЭКО, поскольку частота клинической беременности после витрификации ооцитов в четыре раза выше, чем после медленного замораживания. [38] Витрификация ооцитов жизненно важна для сохранения фертильности у молодых онкологических пациентов и для людей, подвергающихся ЭКО, которые по религиозным или этическим причинам возражают против практики замораживания эмбрионов.

Семен [ править ]

Основная статья: Криоконсервация спермы

После криоконсервации сперму можно успешно использовать практически бесконечно. Самый длинный зарегистрированный успешный срок хранения - 22 года. [39] Его можно использовать для донорства спермы, если реципиент хочет, чтобы лечение проводилось в другое время или в другом месте, или как средство сохранения фертильности для мужчин, перенесших вазэктомию или лечение, которое может поставить под угрозу их фертильность, например химиотерапию , лучевую терапию или хирургическое вмешательство. .

Ткань яичек [ править ]

Основная статья: Криоконсервация ткани яичка

Криоконсервация незрелой ткани яичек - это развивающийся метод репродуктивной помощи мальчикам, которым необходима гонадотоксическая терапия. Данные на животных являются многообещающими, поскольку после трансплантации замороженных суспензий клеток яичек или кусочков ткани было получено здоровое потомство. Однако ни один из вариантов восстановления фертильности из замороженной ткани, то есть трансплантация клеточной суспензии, трансплантация ткани и созревание in vitro (IVM), пока не доказал свою эффективность и безопасность для людей. [40]

Мох [ править ]

Четыре различных экотипов из Physcomitrella patens хранится в IMSC .

Криоконсервация целых растений мха , особенно Physcomitrella patens , была разработана Ральфом Рески с сотрудниками [41] и проводится в Международном центре запаса мха . Этот биобанк собирает, сохраняет и распространяет мутанты мхов и экотипы мхов . [42]

Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) [ править ]

МСК, при переливании сразу в течение нескольких часов после размораживания, могут демонстрировать пониженную функцию или показывать сниженную эффективность при лечении заболеваний по сравнению с теми МСК, которые находятся в логарифмической фазе роста клеток (свежие). В результате криоконсервированные МСК должны быть возвращены в логарифмическую фазу роста клеток в культуре in vitro, прежде чем они будут введены для клинических испытаний или экспериментального лечения. Повторное культивирование МСК поможет оправиться от шока, который клетки получают при замораживании и оттаивании. Различные клинические испытания МСК, в которых использовались криоконсервированные продукты сразу после оттаивания, оказались безуспешными, по сравнению с теми клиническими испытаниями, в которых использовались свежие МСК. [43]

Сохранение микробиологических культур [ править ]

Бактерии и грибы можно хранить кратковременно (от нескольких месяцев до года, в зависимости от) в холодильнике, однако деление клеток и метаболизм не прекращаются полностью и, таким образом, не являются оптимальным вариантом для длительного хранения (годы) или сохранения культур генетически. или фенотипически, поскольку деление клеток может привести к мутациям или субкультивирование может вызвать фенотипические изменения. Предпочтительным вариантом, зависящим от вида, является криоконсервация. Нематодные черви - единственные многоклеточные эукариоты, которые выживают при криоконсервации. [44] Шатилович А.В., Чесунов А.В., Неретина Т.В., Грабарник И.П., Губин С.В., Вишнивецкая Т.А., Онстотт Т.К., Ривкина Е.М. (май 2018 г.). «Жизнеспособные нематоды из позднеплейстоценовой вечной мерзлоты Колымской низменности».Доклады биологических наук: Известия АН СССР, разделы биологических наук . 480 (1): 100–102. DOI : 10.1134 / S0012496618030079 . PMID  30009350 . S2CID  49743808 .

Грибы [ править ]

Грибы, особенно зигомицеты, аскомицеты и высшие базидиомицеты, независимо от споруляции, можно хранить в жидком азоте или в условиях глубокой заморозки. Криоконсервация - отличительный метод для грибов, которые не образуют споры (в противном случае можно использовать другие методы консервации спор с меньшими затратами и с легкостью), спорулят, но имеют нежные споры (большие или чувствительные к замораживанию), являются патогенными (опасны для сохранения метаболической активности. гриб) или должны использоваться для генетических запасов (в идеале, чтобы иметь такой же состав, как и исходное месторождение). Как и в случае со многими другими организмами, криопротекторы, такие как ДМСО или глицерин(например, нитчатые грибы используют 10% глицерина или дрожжи 20% глицерина). Различия между выбором криопротекторов зависят от вида (или класса), но обычно для грибков наиболее эффективны проникающие криопротекторы, такие как ДМСО, глицерин или полиэтиленгликоль (другие непроникающие вещества включают сахара, маннит, сорбит, декстран и т. Д.). Повторение замораживания-оттаивания не рекомендуется, так как это может снизить жизнеспособность. Рекомендуются резервные морозильные камеры или места для хранения жидкого азота. Ниже приводится краткое описание нескольких протоколов замораживания (в каждом используются полипропиленовые криопробирки с завинчивающейся крышкой): [45]

Бактерии [ править ]

Многие обычные культивируемые лабораторные штаммы подвергаются глубокой заморозке для сохранения генетически и фенотипически стабильных долгосрочных запасов. [46]Субкультивирование и длительное хранение образцов в холодильнике может привести к потере плазмиды (ей) или мутациям. Общие конечные процентные содержания глицерина составляют 15, 20 и 25. Из чашки со свежей культурой выбирают одну интересующую колонию и готовят жидкую культуру. Из жидкой культуры среду непосредственно смешивают с равным количеством глицерина; колонию следует проверить на наличие каких-либо дефектов, таких как мутации. Перед длительным хранением все антибиотики необходимо вымыть из культуры. Способы различаются, но перемешивание может осуществляться осторожно путем переворачивания или быстро путем вихря, а охлаждение может варьироваться путем помещения криопробирки непосредственно при температуре от -50 до -95 ° C, шоковой заморозки в жидком азоте или постепенного охлаждения с последующим хранением при -80 °. C или охладитель (жидкий азот или пар жидкого азота). Восстановление бактерий также может варьироваться,а именно, если гранулы хранятся внутри пробирки, то несколько шариков можно использовать для пластин или замороженный продукт можно соскрести петлей, а затем покрыть пластиной, однако, поскольку требуется лишь небольшой запас, всю пробирку нельзя полностью размораживать и повторно замораживать. - следует избегать оттепели. 100% восстановление невозможно независимо от методологии.[47] [48] [49]

Морозоустойчивость животных [ править ]

Черви [ править ]

Микроскопические обитающие в почве нематоды круглые черви Panagrolaimus detritophagus и Plectus parvus - единственные эукариотические организмы, жизнеспособность которых на сегодняшний день доказана после длительного криоконсервации. В данном случае сохранение было естественным, а не искусственным из-за вечной мерзлоты .

Позвоночные [ править ]

Было доказано, что некоторые виды животных, в том числе рыбы, земноводные и рептилии, переносят замораживание. Эти виды включают по крайней мере четыре вида лягушек ( Pseudacris crucifer , Hyla versicolor , Pseudacris triseriata , Lithobates sylvaticus ) и несколько видов черепах ( Terrapene carolina , вылупившиеся Chrysemys picta ), ящерицы и змеи устойчивы к замораживанию и имеют развитую адаптацию к выживанию. . В то время как некоторые лягушки впадают в спячку под землей или в воде, температура тела все еще опускается до −5–7 ° C, из-за чего они замерзают. Вуд лягушка (Lithobates sylvaticus)может выдерживать многократное замораживание, во время которого около 65% внеклеточной жидкости превращается в лед. [46]

См. Также [ править ]

  • Морозильные камеры Cells Alive System
  • Криобиология
  • Криоконсервация генетических ресурсов животных
  • Криоконсервация генетических ресурсов растений
  • Криогеника
  • Крионика
  • Криостаз (клатрат-гидраты)
  • Криогенный процессор
  • Сохранение ex-situ
  • Замороженный зоопарк
  • Криоконсервация тестикулярной ткани

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Pegg DE (1 января 2007 г.). «Принципы криоконсервации». Протоколы криоконсервации и сублимационной сушки . Методы молекулярной биологии. 368 . С. 39–57. DOI : 10.1007 / 978-1-59745-362-2_3 . ISBN 978-1-58829-377-0. PMID  18080461 .
  2. ↑ a b Sambu S (25 июня 2015 г.). «Байесовский подход к оптимизации протоколов криоконсервации» . PeerJ . 3 : e1039. DOI : 10,7717 / peerj.1039 . PMC 4485240 . PMID 26131379 .  
  3. ^ a b Костанцо Дж. П., Ли Р. Э., Райт М. Ф. (декабрь 1991 г.). «Загрузка глюкозы предотвращает обморожение у быстро охлаждаемых деревянных лягушек» (PDF) . Американский журнал физиологии . 261 (6, часть 2): R1549–53. DOI : 10.1152 / ajpregu.1991.261.6.R1549 . PMID 1750578 .  
  4. ↑ Лавлок JE (март 1953 г.). «Гемолиз эритроцитов человека при замораживании и оттаивании». Biochimica et Biophysica Acta . 10 (3): 414–26. DOI : 10.1016 / 0006-3002 (53) 90273-X . PMID 13058999 . 
  5. ^ Фуллер BJ, Lane N, Benson EE, ред. (2004). Жизнь в замороженном состоянии . CRC Press . п. 7. ISBN 978-0203647073.
  6. ↑ Mazur P (май 1970). «Криобиология: замораживание биологических систем». Наука . 168 (3934): 939–49. Bibcode : 1970Sci ... 168..939M . DOI : 10.1126 / science.168.3934.939 . PMID 5462399 . 
  7. ^ «Криобиологические аргументы в пользу крионики» (PDF) . Крионика . Vol. 9 нет. 3. Фонд продления жизни Alcor . Март 1988 г. с. 27. Выпуск № 92.
  8. ^ Andjus RK, Smith AU (июнь 1955). «Реанимация взрослых крыс от температуры тела от 0 до +2 градусов С» . Журнал физиологии . 128 (3): 446–72. DOI : 10.1113 / jphysiol.1955.sp005318 . PMC 1365897 . PMID 13243342 .  
  9. ^ «Отцовство после смерти теперь стало возможным». Cedar Rapids Gazette . 9 апреля 1954 г.
  10. ^ Polge C (декабрь 1957). «Низкотемпературное хранение сперматозоидов млекопитающих». Труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 147 (929): 498–508. Bibcode : 1957RSPSB.147..498P . DOI : 10,1098 / rspb.1957.0068 . PMID 13494462 . S2CID 33582102 .  
  11. ↑ Mazur P (июль 1963 г.). «Исследования быстрозамороженных суспензий дрожжевых клеток с помощью дифференциального термического анализа и кондуктометрии» (PDF) . Биофизический журнал . 3 (4): 323–53. Bibcode : 1963BpJ ..... 3..323M . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (63) 86824-1 . PMC 1366450 . PMID 13934216 .   
  12. ^ «Дорогой доктор Бедфорд (и те, кто позаботится о вас после меня)» . Крионика. Июль 1991 . Проверено 23 августа 2009 .
  13. Перейти ↑ Perry RM (октябрь 2014 г.). «Неудачи подвески - уроки с первых дней» . ALCOR: Фонд продления жизни . Проверено 29 августа 2018 года .
  14. Перейти ↑ Mazur P (сентябрь 1984 г.). «Замораживание живых клеток: механизмы и последствия». Американский журнал физиологии . 247 (3, часть 1): C125-42. Bibcode : 1957RSPSB.147..498P . DOI : 10,1098 / rspb.1957.0068 . PMID 6383068 . S2CID 33582102 .  
  15. ^ Vutyavanich T, Piromlertamorn W, Nunta S (апрель 2010). «Быстрое замораживание или медленное программируемое замораживание сперматозоидов человека». Фертильность и бесплодие . 93 (6): 1921–8. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2008.04.076 . PMID 19243759 . 
  16. ^ "мертвая ссылка" . Архивировано из оригинала на 2009-05-26 . Проверено 26 июля 2020 .
  17. ^ Deller RC, Vatish M, Митчелл Д. Гибсон MI (3 февраля 2014). «Синтетические полимеры обеспечивают криоконсервацию клеток не стекловидного тела за счет уменьшения роста кристаллов льда во время оттаивания» . Nature Communications . 5 : 3244. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3244D . DOI : 10.1038 / ncomms4244 . PMID 24488146 . 
  18. ^ Thompson M, Nemits M, Эрхардт R (май 2011). «Криоконсервация с контролируемой скоростью и размораживание клеток млекопитающих» . Обмен протоколами . DOI : 10.1038 / protex.2011.224 .
  19. ↑ Rall WF, Fahy GM (14–20 февраля 1985 г.). «Криоконсервация мышиных эмбрионов без льда при -196 ° C путем витрификации». Природа . 313 (6003): 573–5. Bibcode : 1985Natur.313..573R . DOI : 10.1038 / 313573a0 . PMID 3969158 . S2CID 4351126 .  
  20. ^ «Алькор: Происхождение нашего имени» (PDF) . Фонд Alcor Life Extension Foundation. Зима 2000 года . Проверено 25 августа 2009 года .
  21. ^ а б Кулешова Л.Л., Ван XW, Ву Ю.Н., Чжоу Ю., Ю Х (2004). «Витрификация инкапсулированных гепатоцитов с пониженной скоростью охлаждения и нагревания». Крио письма . 25 (4): 241–54. PMID 15375435 . 
  22. ^ Кулешова L, Gianaroli L, C Magli, Ferraretti A, Trounson A (декабрь 1999). «Рождение после витрификации небольшого количества человеческих ооцитов: отчет о болезни» . Репродукция человека . 14 (12): 3077–9. DOI : 10.1093 / humrep / 14.12.3077 . PMID 10601099 . 
  23. ^ Бхат С.Н., Sharma A, Бхат С.В. (декабрь 2005). «Стеклование и стеклование воды: выводы из спинового зонда СОЭ». Письма с физическим обзором . 95 (23): 235702. arXiv : cond-mat / 0409440 . Bibcode : 2005PhRvL..95w5702B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.95.235702 . PMID 16384318 . S2CID 11050312 .  
  24. ^ Fahy Г.М., WOWK В, Pagotan R, Чанг А, Фан Дж, Томсон Б, Пхан л (июль 2009 г.). «Физические и биологические аспекты витрификации почек» . Органогенез . 5 (3): 167–75. DOI : 10.4161 / org.5.3.9974 . PMC 2781097 . PMID 20046680 .  
  25. ↑ Geddes L (11 сентября 2013 г.). «Стеклянное сердце могло быть ключом к банковским органам». Новый ученый .
  26. ↑ Flynn M (10 октября 2018 г.). «Ледяное сердце» . Журнал БОСС .
  27. ^ US9314015B2 , Стивен Ван Сикл , Таня Джонс, «Метод и устройство для предотвращения термомеханического разрушения застеклованной ткани с использованием быстрого охлаждения и нагревания путем персуфляции», опубликовано 19 апреля 2013 г. 
  28. ^ Suszynski TM, Rizzari MD, Скотт WE, Tempelman LA, Taylor MJ, Papas KK (июнь 2012). «Персуффляция (или перфузия газообразным кислородом) как метод консервации органов» . Криобиология . 64 (3): 125–43. DOI : 10.1016 / j.cryobiol.2012.01.007 . PMC 3519283 . PMID 22301419 .  
  29. ↑ Lee JY, Lee JE, Kim DK, Yoon TK, Chung HM, Lee DR (февраль 2010 г.). «Высокая концентрация синтетической сыворотки, ступенчатое уравновешивание и медленное охлаждение как эффективный метод крупномасштабной криоконсервации эмбриональных стволовых клеток человека». Фертильность и бесплодие . 93 (3): 976–85. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2008.10.017 . PMID 19022437 . 
  30. ↑ Devlin H (18 ноября 2016 г.). «Крионика: дает ли она шанс человечеству вернуться из мертвых?» . Хранитель . Проверено 17 апреля 2017 года .
  31. ^ New York Times> Девушка родилась в Теннесси из замороженного эмбриона в течение 27 лет. 3 декабря 2020.
  32. ^ "Институт генетики и ЭКО" . Givf.com. Архивировано из оригинала на 6 декабря 2012 года . Проверено 27 июля 2009 года .
  33. ^ a b c Риггс Р., Майер Дж., Доулинг-Лейси Д., Чи Т.Ф., Джонс Э., Энингер С. (январь 2010 г.). «Влияет ли время хранения на выживаемость после оттепели и исход беременности? Анализ 11 768 криоконсервированных человеческих эмбрионов». Фертильность и бесплодие . 93 (1): 109–15. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2008.09.084 . PMID 19027110 . 
  34. ^ Исаченко В., Лапидус I, Исаченко Э., Кривохарченко А., Крайенберг Р., Вориед М. и др. (Август 2009 г.). «Витрификация ткани яичников человека по сравнению с обычным замораживанием: морфологическая, эндокринологическая и молекулярно-биологическая оценка» . Репродукция . 138 (2): 319–27. DOI : 10.1530 / REP-09-0039 . PMID 19439559 . 
  35. ^ a b Oktay K, Oktem O (февраль 2010 г.). «Криоконсервация и трансплантация яичников для сохранения фертильности по медицинским показаниям: отчет о текущем опыте». Фертильность и бесплодие . 93 (3): 762–8. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2008.10.006 . PMID 19013568 . 
  36. ^ Живорождение после ортотопической трансплантации криоконсервированной ткани яичника [ постоянная мертвая связь ] The Lancet, 24 сентября 2004 г.
  37. ↑ Lan C, Xiao W, Xiao-Hui D, Chun-Yan H, Hong-Ling Y (февраль 2010 г.). «Культура ткани перед трансплантацией замороженной-размороженной ткани яичников человека в иммунодефицитных мышах». Фертильность и бесплодие . 93 (3): 913–9. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2008.10.020 . PMID 19108826 . 
  38. ^ Glujovsky D, Riestra В, Sueldo С, Fiszbajn G, Repping S, Нодар F, папье S, Ciapponi А (2014). «Витрификация против медленного замораживания для женщин, подвергающихся криоконсервации ооцитов». Кокрановская база данных систематических обзоров (9): CD010047. DOI : 10.1002 / 14651858.CD010047.pub2 . PMID 25192224 . 
  39. ^ Рубанок новость и пресс - релизы> Ребенок , родившийся после 22 лет хранения спермы с помощью строгального станка регулируемой скорости морозильного Архивированных 2012-09-08 в Archive.today 14/10/2004
  40. ^ Wyns С, Curaba М, Vanabelle В, Ван Langendonckt А, Донна J (2010). «Варианты сохранения фертильности у мальчиков препубертатного возраста» . Обновление репродукции человека . 16 (3): 312–28. DOI : 10.1093 / humupd / dmp054 . PMID 20047952 . 
  41. ^ Шульте - J, РЭСКВ R (2004). «Криоконсервация с высокой производительностью 140 000 мутантов Physcomitrella patens». Биология растений . Биотехнология растений, Фрайбургский университет, Фрайбург, Германия. 6 (2): 119–27. DOI : 10,1055 / с-2004-817796 . PMID 15045662 . 
  42. ^ "Мхи глубокой заморозки" . ScienceDaily .
  43. ^ François M, Copland IB, Yuan S, Romieu-Mourez R, Waller EK, Galipeau J (февраль 2012). «Криоконсервированные мезенхимальные стромальные клетки проявляют ослабленные иммуносупрессивные свойства в результате реакции на тепловой шок и нарушения лицензирования интерферона-γ» . Цитотерапия . 14 (2): 147–52. DOI : 10.3109 / 14653249.2011.623691 . PMC 3279133 . PMID 22029655 .  
  44. Перейти ↑ Weisberger M (2018). «Черви, замороженные 42000 лет в сибирской вечной мерзлоте, оживают» . Живая наука .
  45. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 17 мая 2014 года . Проверено 15 мая 2014 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  46. ^ a b Витт, Лори Дж .; Колдуэлл, Дженали П. (2014). Герпетология: вводная биология амфибий и рептилий (4-е изд.). Амстердам. ISBN 978-0-12-386919-7. OCLC  839312807 .
  47. ^ Сублимационная сушка и криоконсервация бактерий
  48. ^ «Addgene: Протокол - Как создать запас бактериального глицерина» . Addgene.org . Проверено 9 сентября 2015 года .
  49. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2013-09-07 . Проверено 15 мая 2014 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Энгельманн Ф., Дуллоо М.Э., Асторга С., Дуссерт С., Энтони Ф., ред. (2007). Сохранение генетических ресурсов кофе . Bioversity International, CATIE, IRD. п. 61.
  • Панис Б (2009). Криоконсервация гермоплазмы Musa: 2-е издание (PDF) . Монпелье, Франция: Bioversity International. п. 51. ISBN 978-2-910810-86-3.
  • ReproTech Limited (2012). «Сохранение плодородия» . ReproTech Limited. Архивировано из оригинала на 2012-09-04.
  • Накасоне К.К., Петерсон С.В., Джонг С.К. (2004). «Сохранение и распространение грибных культур». Биоразнообразие грибов: методы инвентаризации и мониторинга . Амстердам: Elsevier Academic Press. стр.  37 -47.
  • Перри SF (1995). «Сублимационная сушка и криоконсервация бактерий». Протоколы криоконсервации и сублимационной сушки . Методы молекулярной биологии. 38 . Клифтон, Нью-Джерси, стр. 21–30. DOI : 10.1385 / 0-89603-296-5: 21 . ISBN 0-89603-296-5. PMID  7647859 .