Презентация к докладу Валерии Удаловой на семинаре Фонда перспективных исследований "Криоконсервирование органов и тканей" 20 февраля 2014 года

2. Витрификация («стеклование», от лат. vitrum «стекло» и лат.
facio «делаю превращение» — переход жидкости при
понижении температуры в стеклообразное состояние
ВОДА
–124,4° С

3. Эмбрионы лошади
восстанавливают форму
после витрификации.

4. Общая сумма грантов NIH, в названии которых есть
слово «витрификация»за 24 года
31 128 838 $

6. 21 Century Medicine

7. Синтетические
блокаторы льда
(X-1000, 21CM)
Быстрое и медленное замораживание
витрифицированной жидкости до -196C

8. Витрифицированная и трансплантированная почка кролика извлекается
для исследования после 29 дней работы в теле кролика.

9. Клетки, эмб
рионы
Органы
Организм
Размер и сложность объекта.
Трудность криоконсервации.
Научные и технические проблемы криоконсервации органов такие
же, как проблемы криосохранения мозга в крионических организациях.

10. Можно спорить о правомерности подхода крионических
организаций, но именно в их рамках рождается много
исследований, новых подходов.
•
Cryonics Institute
• Best B.P. "Scientific justification of cryonics practice", Rejuvenation
Research (2008, vol. 11), pg. 493-503.
•
Alcor Life Extension Foundation
• Lemler J, Harris SB, Platt C, Huffman T, in: Annals of the New York
Academy of Sciences (2004, vol. 1019), "The Arrest of Biological Time as a
Bridge to Engineered Negligible Senescence", pg. 559-563
•
21st Century Medicine
•
Fahy GM, Wowk B, Wu J, Phan J, Rasch C, Chang A, Zendejas E, in: Cryobiology
(2004, vol. 48), "Cryopreservation of organs by vitrification: perspectives and
recent advances", pg. 157-178

12. 1985 год!

13. 21st Century Medicine

14. * Юрий Пичугин
* Joao Pedro De Magalhaes, University of
Liverpool
* Сергей Шелег
* Gregory Fahy, 21st Century Medicine
* Brian Wowk, 21st Century Medicine
* Michael Federowicz
* Steve Van Sickle, Arigos Biomedical

15. Криосохранение тела и мозга человека и животных:
•
•
•
•
Хирургические аспекты, в том числе микрохирургия (на
крысах)
Работа по современным протоколам витрификации и по
протоколам замораживания с допустимым количеством льда
Создание уникального оборудования для
витрификации, включая технику для быстрого охлаждения
объектов и для низкотемпературного хранения и
транспортировки крупных биологических объектов при
низких температурах
Обратимая глубокая гипотермия животных (крыс, собак)

16. Подготовка к
витрификации кота.
Москва

17. Первая в России
глицериновая перфузия
собаки, 2008 год, компания
«КриоРус».

18. При витрификации органов, в отличие от сохранения клеток, требуется как оценка
функционального состояния органа, так и его структуры на всех уровнях, от макро до микро.
На данных электронных микрограммах (ув. x40200) видны синапс гиппокампа с гранулами
нейротрансмиттеров (слева) и сохранность структура миелиновой оболочки (с одним
небольшим нарушением) и внутриклеточные органеллы (справа).

19. Образование льда в почке при
девитрификации, если ее не
избежать.
Демонстрация последствий
неправильной процедуры.
Растрескивание
витрифицирующего раствора и
почки

20. •
По технологиям витрификации учеными накоплено уже очень
много данных, более 50 лет исследований
•
Понятен путь улучшения качества витрифицированного
органа(снижение
токсического
воздействия
криопротекторных смесей)
•
За последние 10-15 лет появилось много технологических
новшеств: Cells Alive System, разработка равномерного СВЧнагрева,
персуфляция
(инсуфляция)
охлаждающим
газом, новая приборная исследовательская база.

22. 1) Увеличить скорость охлаждения (газовая персуфляция
и другие новые методы)
2) Использовать новые режимы нагревания (СВЧ и
персуфляция)
3) Подавление кристаллизации с помощью
электромагнитных полей
4) Внедрение протокола качества процедур и контроля
состояния органа

23. Date funded: February, 2012
Location: Mountain View, CA
Arigos
Biomedical
развивает
методы
высокоскоростного
охлаждения
для
обратимого криосохранения органа и целого
организма без разрывов, ассоциированных с
современными
технологиями
замораживания.
Второй грант –
от Питера Тиля, первого
инвестора Facebook
Соучредители Таня Джонс и Стивен Ван
Сикл имеют совокупный более чем 35летний практический опыт в исследованиях
и разработке криоконсервации для тканей
человека, начиная с работы в "Алькор
Foundation".

24. Предлагается доработать экспериментальные методы
персуфляции – газового охлаждения через кровеносную
систему и внедрить их.
Повышение скорости охлаждения до 0.5°C/мин позволит
снизить концентрацию криопротектора до 60%, а повышение
скорости охлаждения до 20°C/мин позволит снизить
концентрацию до 50%, при которой токсическое воздействие
криопротекторной смеси гораздо менее критично.

25. История использования
для сохранения органов

26. Мы предлагаем проработать возможность использования
инсуффляции для нагрева органа от –130°C до –20°C, когда
начинается процесс реперфузии.
Также планируется проверить возможность нагревания с
помощью равномерного микроволнового излучения (в
диапазоне 300-1000 MH и др.) под томографическим
контролем для предотвращения образования очагов
избыточного нагревания, возможно, в комбинации с
газовым нагревом.

28. По некоторым данным имеет смысл проверить применимость
экспериментальной
технологии
CAS
и
подобных
электромагнитных установок.
Возможно, их использование поможет уменьшить токсическое
воздействие криопротекторных смесей на самом начальном
этапе витрификации, сократив потребность в криопротекторах
в начале процедуры, до температуры –20°C (по современным
данным до -3°C ).

29. Первый вариант таблицы этапов
криосохранения и уровней и
способов контроля
Криомакроскоп (2013),
Carnegie Mellon, Biotherm. Tech. Lab.

30. Стабильно повторяемая
процедура, которая
позволит некоторый
орган крупного
млекопитающего
охлаждать до криогенной
температуры, хранить
внутри специального
устройства, и вне
зависимости от срока
хранения его можно
будет пересаживать.

31. Доклад «Современные методы улучшения
протоколов витрификации
для обратимой криоконсервации органов»
Докладчик: Удалова Валерия Викторовна
Научно-технический центр криобиологии и анабиоза,
февраль 2014 г., Москва, scidep@ntckba.ru