Уловка тихоходок может заморозить человеческую кровь

Тихоходки выживают в условиях, которые уничтожают большинство других живых существ: замерзание, высыхание и космический вакуум. Исследователи даже делают им крошечные татуировки, и животные не появляются. Изучая, как живут эти существа, исследователи надеются найти способы защитить человеческие клетки.

Одним из потенциальных применений является криоконсервация эритроцитов — процесс, который сохраняет редкие группы крови в течение длительного периода времени до тех пор, пока они не понадобятся. Клетки крови обычно обрабатывают глицерином, чтобы остановить образование кристаллов льда при замораживании. Однако перед переливанием необходимо удалить глицерин, который вызывает повреждение клеток. Тихоходки предлагают более простой вариант: у них есть белок CAHS (цитозольный терморастворимый), который они используют, чтобы поддерживать себя в экстремальных условиях. Эти белки уникальным образом взаимодействуют с трегалозой — сахаром, который стабилизирует клеточные мембраны и белки. Его обычно используют для уменьшения ожогов замороженных продуктов при заморозке. Поэтому Хуэй Янь, Леминг Сан и коллеги хотели выяснить, может ли сочетание белков CAHS и трегалозы защитить эритроциты у мышей лучше, чем глицерин.

Это исследование стало нашей первой попыткой превратить уроки, извлеченные из чрезвычайно устойчивого организма, в практическую стратегию защиты клеток. В случае дальнейшего развития это могло бы облегчить процесс после оттаивания, уменьшить опасения по поводу остаточного глицерина и помочь сохранить качество хранящихся клеток.

Леминг Сан, автор исследования

Вместо использования всего белка CAHS исследователи обнаружили, что его часть обеспечивает желаемый защитный эффект. При сочетании с трегалозой при низких температурах и последующем замораживании в жидком азоте эти два компонента изменяют способ формирования и плавления льда, защищая клетки от повреждений. А после лизиса клеток CAHS-трегалозу можно легко смыть центрифугированием. До 89% мышиных эритроцитов, сохраненных с помощью нового метода, были полностью восстановлены по сравнению с примерно 82% клеток, замороженных с использованием глицерина. Наконец, команда протестировала новый метод криоконсервации и обнаружила, что клетки крови биологически жизнеспособны после замораживания, оттаивания и промывания. У мышей с анемией переливание криоконсервированной крови значительно улучшало количество клеток крови и уровень гемоглобина, не вызывая воспалительной реакции.

Исследователи надеются, что эта работа поможет разработать более эффективные стратегии криоконсервации и даже приведет к стратегиям сохранения крови, которые будут работать при комнатной температуре.

Авторы признают финансирование со стороны Национального фонда естественных наук Китая, Фонда фундаментальных и прикладных исследований Гуандуна и Плана фундаментальных исследований в области естественных наук провинции Шэньси, Китай.