МОСКВА, 20 октября. /ТАСС/. Исследователи из России создали вещество, способное защитить живые клетки от гибели в процессе их заморозки и при этом обладающее низким уровнем токсичности. Его синтез позволил сделать большой шаг на пути создания нетоксичных биоконсервантов, сообщила в четверг пресс-служба Института общей и неорганической химии (ИОНХ) РАН.
"Получение малотоксичного консерванта для биоматериала стало возможным благодаря пониманию на молекулярном уровне процессов, происходящих в стеклообразующих системах с водородными связями, и установлению факторов, определяющих криопротекторную способность водных растворов разных составов", - заявила старший научный сотрудник ИОНХ РАН (Москва) Елена Тараканова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Низкие температуры и заморозка убивают живые клетки, что связано с формированием кристаллов льда, разрывающих мембраны клеток и убивающих их. Некоторые амфибии, насекомые и черви научились вырабатывать вещества-"антифризы", препятствующие формированию кристаллов и позволяющие им пережить заморозку.
Ученые давно изучают, как работают клетки этих животных, и пытаются воспроизвести их способность выживать при заморозке. Решение этой проблемы радикально улучшит обстановку с доступностью донорских органов для пересадки, а также позволит решить многие другие медицинские проблемы. Пока этому мешает то, что почти все вещества, аналогичные по действию "антифризам" животных, токсичны для клеток человека и других живых существ.
Рукотворный биологический "антифриз"
Тараканова и ее коллеги сделали большой шаг в сторону решения этой проблемы в ходе опытов с различными типами растворов, содержащими в себе диметилсульфоксид. Это соединение окиси серы и углеводородов обладает хорошими консервирующими свойствами, однако при этом оно очень токсично для клеток человека.
Российские ученые задумались над тем, можно ли снизить токсичность этого вещества и при этом сохранить его криопротекторные свойства. Они предположили, что этого можно достичь, если смешать диметилсульфоксид с другими, менее опасными для клеток соединениями, которые повышают жизнеспособность клеток в неблагоприятных средах. Подобными свойствами, в частности, обладает ацетат магния, применяемый для хранения некоторых типов биоматериалов.
Последующие опыты, проведенные Таракановой и ее коллегами, указали на то, что комбинация из 2% диметилсульфоксида, 38% ацетата магния и 60% воды обладала хорошими криопротекторными свойствами, и при этом она не была сильно токсичной для культур клеток. Работу этого раствора ученые проверили на образцах белка из куриных яиц, который химики обрабатывали криопротектором и затем помещали в жидкий азот.
Эти тесты подтвердили, что разработанный исследователями состав защитил яичный белок от деградации, что было связано с тем, что он образует аморфный стеклообразный материал, мешающий спрятанным внутри него молекулам воды и других соединений превращаться в кристаллы при снижении температуры. В ближайшей перспективе, это позволит создать на базе данной смеси первые нетоксичные биоконсерванты, подытожили Тараканова и ее коллеги.
