/nginx/o/2016/12/05/6147473t1h5eca.jpg)
Hiljuti traagiliselt vähki surnud teismelisest on saanud viimane väikse, kuid kasvava hulga inimeste grupist, kes on pärast surma krüogeenselt külmutatud. Need inimesed lootsid, et teaduse areng võimaldab neil ühel päeval taas ellu ärgata ja saada terveks ravitud haigustest, mis nende elud lõpetasid. Kui tõenäoline on aga, et see päev ka tuleb, küsib Loughborough ülikooli regeneratiivse meditsiini vanemõppejõud Alexandra Stolzing.
Loodus on meile näidanud, et on loomadest on võimalik külmununa elus hoida roomajaid, kahepaikseid, usse ja putukaid. Ümarussid, keda on õpetatud teatud lõhnu ära tundma, säilitavad need mälestused ka pärast külmutamist. Metsakonn Rana sylvatica külmub talviti jääkuubikuks ning hüppab järgmisel kevadel edasi. Inimkoes põhjustab aga iga külmutamis- ja sulatamisprotsess märkimisväärseid kahjustusi. Nende kahjustuste mõistmine ja minimaliseerimine on üheks krüobioloogia eesmärgiks.
Rakutasandil mõistetakse kahjustusi veel väga halvasti, kuid neid on võimalik kontrollida. Iga uuendus sellel alal sõltub kahest aspektist: säilitamise parandamine külmutamise ajal ning sulatusjärgse taastumise arendamine. Külmutamise ajal on võimalik kahjustusi vältida ettevaatlikult temperatuuri muutes ning krüokaitse lisandeid kasutades. Üks peamisi eesmärke on pidurdada jää moodustumine, sest see hävitab rakke ja kudesid neid paigast surudes ja rebestades. Sel põhjusel on sihiks sujuv üleminek klaasistunud olekusse kiire jahutamise, mitte «külmutamise» teel.
Viskoossuse muutmiseks ja rakumembraanide kaitseks on sel eesmärgil kasutatud lihtsaid aineid, näiteks suhkruid ja tärklisi. Rakkudevahelise jää tekkimise ennetamiseks kasutatakse kemikaale nagu dimetüülsulfoksiid (DMSO), etüleenglükool, glütserool ja propandiool ning külmumisvastased valgud pidurdavad jääkristallide teket ja uuesti kristalleerumist sulatamise ajal.
Üksikrakud pole aga ainus mureallikas. Külmunud seisundis on koed üldiselt bioloogiliselt stabiilsed. Biokeemilised reaktsioonid, sealhulgas degeneratsioon, aeglustuvad ülimadalatel temperatuuridel sisuliselt peatumiseni. Sellest olenemata püsib külmunud struktuuridel risk tekkida füüsiline lõhestumine, näiteks mikromõrade näol. Sulamisel tekib sellisel juhul temperatuuri kõikudes palju probleeme ning selles staadiumis võivad koed ja rakud kannatada kahjustusi. Mõju võib avalduda ka üldisele «epigeneetikale» (keskkonna ja elustiili mõju meie geenidele), sest toimuda võib epigeneetiline ümberprogrammeerimine. Sulamisjärgsele taastumisele ja kahjustuste ennetamisele võivad kaasa aidata aga antioksüdandid ja teised ained.
Kogu keha taaselustamine on aga omaette väljakutse, sest elundid peavad tegevust alustama ühel ajal. Verevoolu taastamine elundites ja kudedes on juba tuntud teema erakorralises meditsiinis. Samas on ehk aga julgustav, et jahutamise protsessil endal ei ole negatiivseid mõjusid, vaid see võib hoopis traumat leevendada. Näiteks elustatud uppumisohvrite puhul paistab kaitsvaks elemendiks olevat olnud külm vesi, mis on viinud selleni, et uuritakse, kuidas kasutada operatsioonide ajal madalaid temperatuure.
Krüobioloogia teaduslikku arengut toetavad nii meditsiin kui majandus. Paljud edusammud rakkude säilitamisel on tehtud viljatusravi jaoks ning regeneratiivses meditsiinis. Krüogeeniliselt säilitatud ja klaasistatud rakke ning lihtsaid kudesid (munarakud, sperma, luuüdi, tüvirakud, sarvkestad, nahakoed) juba sulatatakse ja siiratakse regulaarselt.
Töötatakse juba ka «lihtsate» kehaosade, näiteks sõrmede ja jalgade külmutamise eesmärgil. Mõningaid keerulisemaid elundeid (neer, maks, soolestik) on ka külmutatud, sulatatud ja seejärel loomadele siiratud. Inimelundite siirdamine tugineb praegu küll jahutatud ja mitte külmutatud elunditel, kuid järjest enam tekib tugevaid argumente tervete elundite krüogeense säilitamise jaoks ravieesmärkidel.
Suurimad takistused
Tervete ajude krüogeeniline külmutamine on parimal juhul nišihuvi. Viimane teadaolev katse looma aju külmutamise kohta toimus 1970ndatel. Kuigi aju külmutamist võivad hõlbustada hea verevool ja vastupidavus mehaanilistele muudatustele, kaasnevad sellega eripärased tehnilised ja teaduslikud väljakutsed, eriti regulatoorse funktsiooni ja mälu säilitamise koha pealt. Suurte läbimurreteta nendes uurimustes jäävad need peamisteks faktoriteks, mis takistavad ravieesmärkidel kogu keha krüogeenilist säilitamist.
Eksisteerib aga veel üks suur takistus: ainult külmutamisprotsessi käigus kannatatud kahjustuste parandamine pole piisav – vaja on ümber pöörata ka surmani viinud kahjustused ning seda viisil, mis taastaks inimese teadvusliku eksistentsi.
Ainuüksi tehnilisest vaatepunktist oleks seda komplikatsiooni eelistatav vältida. Näiteks dementne inimene võib oma surma hetkeks olla juba mälu kaotanud, mistõttu poleks ta pärast külmutatud olemist enam sama inimene. Sellise tulevikuga silmitsi seistes võivad närvisüsteemi degeneratiivseid haigusi põdevad inimesed, kes sellises olukorras elada ei taha, lasta end enne surma külmutada, lootuses, et tulevikus nende mälu vähemalt osaliselt säilib. Sellega kaasnevad aga ka nii legaalsed kui eetilised küsimused.
Kas kunagi on siis võimalik säilitada inimese aju krüogeeniliselt nii, et seda saab ühes tükis taaselustada? Nagu sai selgitatud, sõltuvad edusammud nii külmutamise kui taastamistehnoloogia kvaliteedist. Kui esimene pole täiuslik, on nõuded viimasele suuremad.
Seetõttu on tehtud ettepanek, et tõhus taastamine peab paratamatult tuginema kõrgelt arenenud nanotehnoloogial, mida kunagi peeti vaid ulmekirjanduse pärusmaaks. Idee seisneb selles, et pisikesed sünteetilised molekulaarsed masinad võivad tulevikus parandada igasuguseid külmutamisest põhjustatud kahjustusi meie rakkudes ja kudedes väga kiiresti, mis muudaks taaselustamise võimalikuks. Kuna sel alal tehakse kiiresti edusamme, oleks järelemõtlematu heita kõrvale krüogeenilise külmutamise teaduslikud eesmärgid.
Artikkel ilmus esimest korda veebiväljaandes The Conversation