Bilim insanları dondurulmuş beyni yeniden çalıştırdı!

Bilim kurgu filmlerinin vazgeçilmez teması 'kriyojenik uyku' gerçeğe bir adım daha yaklaştı. Araştırmacılar, derin dondurma işleminin ardından beyin fonksiyonlarını farelerde kısmen geri kazandırmayı başardı. Geçmişte insan ve hayvan beyin dokuları üzerinde yapılan çalışmalarda, hücrelerin dondurma işleminden sağ çıkabildiği görülmüştü. Ancak beynin düzgün çalışması için gerekli olan hayati süreçlerin geri getirilmesi mümkün olmamıştı.

Almanya'daki bir araştırma ekibi, 3 Mart'ta Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlanan bir çalışma ile söz konusu engeli büyük ölçüde aştı. Bilim insanları, "vitrifikasyon" yöntemiyle dokuları cam benzeri bir halde korumaya alıp sonrasında canlılığını yitirmeden çözmeyi başaran bir teknik sergiledi.

BÜYÜK ORGANLAR VE MEMELİLER İÇİN DEVRİM NİTELİĞİNDE

Almanya'daki Erlangen-Nürnberg Üniversitesi'nde nörolog olan çalışmanın başyazarı Alexander German, araştırmanın temel felsefesini şu sözlerle açıkladı: "Eğer beyin fonksiyonu, fiziksel yapısının ortaya çıkardığı bir özellikse sistemi onu durdurduktan sonra nasıl geri kazanabiliriz?"

Uzmanlara göre elde edilen yeni bulgular, hastalık veya şiddetli yaralanmalar sırasında beyni koruma altına alma, organ bankaları kurma ve memelilerin tüm vücutlarını kriyojenik olarak dondurma yolunda umut ışığı yakıyor.

ABD'deki New Hampshire Üniversitesi'nden makine mühendisliği araştırmacısı Mrityunjay Kothari de çalışmanın alana büyük bir katkı sağladığını belirtti. Kothari, elde edilen ilerlemeyi "bilim kurguyu yavaş yavaş bilimsel olasılıklara dönüştüren adım" olarak yorumladı.

Kothari, büyük organların ve memelilerin uzun vadeli depolanmasının şimdilik mevcut imkanların çok ötesinde kaldığına dikkat çekti.

BUZ KRİSTALLERİ EN BÜYÜK ENGEL

Derin dondurulan dokuların eski haline dönememesinin ardındaki temel sebep, buz kristallerinin hücre nanoyapısına verdiği zarar olarak biliniyor. Araştırmanın başyazarı German, buz kristallerinin yanı sıra ozmotik stres ve kriyoprotektanların neden olduğu toksisite gibi etkenlerin de hesaba katıldığını vurguladı.

Sorunu aradan çıkaran vitrifikasyon tekniği, sıvıları o kadar hızlı soğutuyor ki moleküller kristal oluşturma fırsatı bulamadan düzensiz, cam benzeri bir halde donup kalıyor. German, moleküler hareketliliğin tamamen durmasının ardından fonksiyonların yeniden başlayıp başlamayacağını görmek istediklerini ifade etti.

Çalışmayı yürüten ekip, yöntemi öncelikle hafıza ve mekansal gezinmenin ana merkezi olan hipokampusu içeren 350 mikrometre kalınlığındaki fare beyni dilimleri üzerinde test etti. Beyin dilimleri, kriyoprezervasyon kimyasalları içeren bir solüsyonda işlemden geçtikten sonra, -196 ºC sıcaklıkta sıvı nitrojen ile hızla soğutuldu. Ardından -150 ºC’lik dondurucuda 10 dakikadan 7 güne kadar değişen sürelerle cam benzeri bir durumda bekletildi.

ÇÖZÜLEN BEYİN DİLİMLERİ FAALİYETE DEVAM ETTİ

Sıcak solüsyonlarda çözülen dokular mikroskopla incelendiğinde, nöronal ve sinaptik zarların sapasağlam kaldığı anlaşıldı. Ek olarak mitokondriyal aktivite testleri de metabolik hiçbir hasara işaret etmiyordu. Nöronların elektriksel kayıtları, kontrol hücrelerine kıyasla orta derecede sapmalar olmasına rağmen, nöronların elektriksel uyaranlara tepkilerinin normale yakın olduğunu gösterdi.