Ученые Национального детского медицинского центра детской больницы Фуданьского университета в Китае разработали метод безопасного замораживания и оттаивания тканей головного мозга без нанесения серьезных повреждений. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports Methods.
В ходе испытаний были использованы органоиды мозга — трехмерные культуры нервных тканей, которые являются примитивным аналогом полноценного органа и служат платформой для изучения функциональных связей между различными областями мозга. Органоиды были обработаны различными химическими веществами, подходящими для криоконсервации, а затем заморожены в жидком азоте.
Метод предусматривает использование смеси MEDY, состоящей из этиленгликоля, метилцеллюлозы, диметилсульфоксида и Y27632 — ингибитора Rho-киназы, широко используемого в качестве биохимического инструмента для изучения клеточных сигнальных путей и служащего экспериментальным противовозрастным препаратом. Все эти вещества играли роль криопротекторов, защищающих ткани от образования кристаллов льда.
MEDY может защищать органоиды головного мозга, ингибируя пути апоптоза (программируемой клеточной гибели) и способствуя экспрессии генов, участвующих в развитии нейронов и синаптических функциях. Однако молекулярный механизм реакции мозговых тканей на MEDY до замораживания и после оттаивания, а также точную роль каждого компонента MEDY еще предстоит изучить.
Эксперименты показали, что органоиды, обработанные MEDY, а затем подвергшиеся заморозке и разморозке, практически не отличаются от тех, что не подвергались замораживанию, даже после 18 месяцев хранения. Тестирование также подтвердило эффективность метода на образцах мозговой ткани от живого донора.
Этот метод позволяет хранить образцы мозговой ткани для долговременных исследований, что открывает новые возможности для изучения мозга и нервной системы. При ранее используемых методах криоконсервации процесс замораживания и оттаивания вне зависимости от скорости всегда приводит к повреждению тканей. Однако ученые отмечают, что, несмотря на сохранение разнообразия клеток, функциональной структуры и даже активности нейронной сети органоидов мозга, сложно сохранить ту же стадию развития нервных органоидов после замораживания. Из-за этого технология MEDY пока может подходить больше для сохранения патологий в тканях мозга и выживания некоторых нейронов.
