О криоконсервации
Криоконсервация – это способ сохранения клеток и тканей путем охлаждения их до температуры жидкого азота. О том, как при температуре минус 196 градусов может сохраняться жизнь и в каких случаях прибегают к такой глубокой заморозке расскажем в этой статье.
Еще в 50х годах XX века, существовал метод криопрезервации жидким азотом ,который вначале основывался на мгновенной заморозке — однако, низкая выживаемость клеток в результате повреждения, как первичного от внутри- и внеклеточного образования льда, так и вторичного от обезвоживания клеток и повышения концентрации ионов, привела исследователей к выводу и низкой эффективности мгновенной заморозки. В результате, в фокусе оказалось развитие технологий контролируемого охлаждения, которые с довольно большим успехом и используются уже в течение десятилетий для хранения крови, семени, яйцеклеток и других биоматериалов. В наше время, с развитием технологий криозащиты защиты с помощью криопротекторов, мгновенная заморозка получила толчок к новому развитию.
Основные повреждения, которым подвержены клетки, происходят на этапе замораживания. Эти повреждения можно значительно уменьшить путем использования криопротекторов — однако, сами криопроекторы токсичны, кроме того, их эффективность не идеальна. Главными рисками при искусственной криогенной консервации клеточных образцов являются:
- Критическое повышение концентрации растворимых веществ. По мере того, как вода замерзает, растворенные в ней вещества остаются в жидкой ее фракции — соответственно, в ней повышается их концентрация. При этом, высокие концентрации некоторых веществ, растворенных в воде, присутствующей в живых клетках, могут нанести клетке необратимые повреждения.
- Внеклеточное образование льда. При медленном охлаждении тканей, вода перемещается из клетки в межклеточное пространство, где и образуется лед. В результате, лед, образовавшийся в межклеточном пространстве, механически повреждает клеточную мембрану.
- Обезвоживание, или дегидратация клетки имеет ту же причину, что и образование внеклеточного льда.
- Наконец, образование внутриклеточного льда. Бытует популярное мнение о том, что при криоконсервации клетка буквально разрывается из-за образования льда внутри нее и механического давления льда на клеточную мембрану (вода, как известно, при замерзании, превращаясь в лед, расширяется, то есть увеличивает свой объем — в противоположность большинству других веществ). На самом деле, повреждение клетки из-за образования внутриклеточного льда маловероятно, т.к. образование его может произойти только в том случае, если скорость охлаждения превышает осмотическую миграцию воды из клетки в межклеточное пространство — в последнем, как раз, при неприменении криопротекторов лед обычно и образуется. Однако, действительно, если все же допустить образование льда внутри клетки, то ее смерть будет практически гарантирована, как и при образовании внеклеточного льда.
При современном уровне развития науки и технологий, наиболее надежным способом длительного хранения биоматериала является криогенная заморозка при помощи жидкого азота. В жидком азоте время для клеток останавливается. При соблюдении технологии – на годы и даже десятилетия. Сложно сказать, какова возможная максимальная продолжительность хранения. В некоторых странах установлен предельный срок хранения биоматериала. В нашей стране ограничений нет – половые клетки и эмбрионы хранят, исходя из необходимости. Практика показывает, что при качественном хранении клетки могут оставаться жизнеспособными намного дольше. Так, в США разморозили и подсадили эмбрионы, которые хранились 27 лет. Родились здоровые дети, хотя 27 лет назад технологии были не идеальны, использовалась так называемая медленная заморозка, и выживаемость была низкая.
Были проведены исследования, которые показали, что «заморозка» эмбрионов не влияет ни на вероятность наступления беременности, ни на скорость имплантации – прикрепления эмбриона к стенке матки. Выкидыши и осложнения во время беременности встречаются у женщин не чаще, чем у тех, кто забеременели естественным путем или с помощью ЭКО с применением «свежих» яйцеклеток и эмбрионов. Как показывает большинство научных работ, срок хранения эмбрионов при низких температурах не оказывает никакого влияния. Если криохранилище оборудовано современной аппаратурой, и в нем соблюдаются необходимые стандарты, то качество эмбрионов сохраняется на протяжении неограниченного количества времени.
Здоровье детей, рожденных после применения «замороженных» эмбрионов, зачастую даже лучше, чем у тех, кто родился после классического ЭКО. Они реже рождаются недоношенными, у них более высокая масса тела, лучше функциональные показатели. При этом риск пороков развития и серьезных проблем со здоровьем при рождении у таких детей не повышен ¬– это показали многие сравнительные анализы.
Что касается долгосрочных эффектов в плане хронических заболеваний, уровня физического развития и умственных способностей – по этим моментам пока еще не так много научных данных, но все они свидетельствуют в пользу того, что применение криоконсервированных эмбрионов не несет повышенных рисков. Так, в некоторых исследованиях сравнивали детей в возрасте 6 месяцев, рожденных с применением «замороженных» и «свежих» эмбрионов. Ученые не обнаружили никакой разницы в психическом развитии, росте и уровнях заболеваемости между этими группами малышей. Другое исследование показало, что распространенность хронических заболеваний среди всех групп детей одинаковая, включая тех, которые были зачаты естественным путем.
При сравнении 91 ребенка, родившихся после применения криоконсервированных эмбрионов, и 83 детей, зачатых естественным путем, не было обнаружено существенных различий в умственном развитии и неврологическом статусе.
Справедливости ради, нужно отметить, что есть единичные исследования, во время которых технология криоконсервации эмбрионов все же была связана с некоторыми рисками для здоровья потомства. В декабре 2019 года в авторитетном научном журнале JAMA была опубликована работа, в которой авторы отмечали, что у детей, зачатых с помощью криоконсервированных эмбрионов, несколько чаще диагностировались лейкемии и опухоли вегетативной нервной системы. Однако, эти данные еще нужно перепроверить в других исследованиях, доказать, что эти диагнозы связаны именно с технологией криоконсервации, а не с другими причинами. Кроме того, даже обнаруженный повышенный риск относительно остальных детей все еще остается очень невысоким.
Криоконсервация является некоторой «биологической поддержкой» для пары: нельзя точно предсказать, будет ли успешной стимуляция и оплодотворение при возможной следующей попытке. Сохраняя оставшиеся эмбрионы, пара увеличивает свои шансы. Криоконсервация дает пациентам также и некоторую экономическую уверенность — стоимость хранения, разморозки и подсадки почти на порядок ниже, чем «свежей» попытки ЭКО.
Криоконсервация – это надежный и проверенный метод. Никаких отрицательных влияний на плод и течение беременности, связанных с криоконсервацией, не выявлено. Недостатком является возможная потеря эмбрионов в процессе заморозки и разморозки — не все эмбрионы сохраняют жизнеспособность. Очень важно, чтобы преред началом подготовки к процедуре ЭКО Вы обсудили с лечащим врачом необходимость заморозки Ваших ”лишних” эмбрионов.
Наши сосуды Дьюара активно используются в ЭКО-клиниках. У нас есть специализированная серия СДМ, с которой Вы можете ознакомиться в каталоге нашей продукции.