「温度が十分に低ければ、細胞を何十年も保存し、その後生き返らせることができます」とIBMTの極低温科学者ハイコ・ジンマーマンは説明する。臨界点は摂氏マイナス 130 度未満です。この寒さの中、独房の間や独房にはあらゆる面で氷のような沈黙が存在する。物質は結晶化せず、細胞間でいかなる形式の交換も行われません。 「この状態を 3 つ星の冷凍庫と比較することはできません」とツィマーマン氏は冗談を言います。コールドチェーンは決して中断してはなりません。中断しないと、凍結した細胞が消滅してしまいます。
たとえば、卵子や精子は長い間問題なく保存されてきましたが、より大きな物体は困難を引き起こします。「臓器全体や生き物さえも冷凍するなんて、おとぎ話の世界に属します」とハンブルク大学の極低温研究者アンドレアス・スプテック氏は説明する。静脈や血管はすでに凍結してバイパス手術に使用できる可能性がある。しかし、これらの移植のサイズは常に数ミリメートルからセンチメートルに制限されています。
ジマーマン氏は今回、膵臓の組織片を蘇生させることにも成功した。解凍後、8,000 個の細胞が再びインスリンを生成しました。 「その割合は新鮮な細胞の場合ほど高くはありませんでしたが、それでも約 60% に達しました」と Zimmermann 氏は報告しています。
体は糖を消化するためにインスリンというホルモンを必要とします。多くの糖尿病患者はこの物質を欠いています。このような背景を踏まえ、マインツの医師らは解凍した組織サンプルを糖尿病マウスで検査した。研究者らを喜ばせたのは、動物たちが1年間病気の兆候を示さなかったことだ。冷凍タンクの細胞が欠陥のある膵臓の役割を引き継いだのです。
「現在、人間の膵臓細胞を凍結する許可を得ています」とジマーマン氏は明かす。いつかこれらは移植のために一時的に保管され、その後糖尿病患者に投与される可能性がある。 「しかし、応用までの道のりはまだ長く、多くの技術的ハードルを克服する必要があります。しかし、私は非常に自信を持っています」とジマーマンはこのビジョンについてコメントしています。同氏は、解凍されたミニ組織片がまず製薬業界から要求されるだろうと予想している。彼女はその細胞で新しい糖尿病薬をテストすることができた。
しかし、膵臓からの組織サンプルを凍結することは非常に困難です。「膵臓の細胞結合は、破壊されてはならない機能単位を表します」と Zimmermann 氏は説明します。氷の結晶は壁を損傷し、細胞間の接触を破壊する可能性があります。細胞が凍結すると、水分も失われ、縮んで死んでしまう可能性があります。
これらの問題は、携帯電話ネットワークの規模によってさらに悪化します。あらゆる時点で理想的な凍結条件を保証することはまったく不可能です。 「直径が 5 ミリメートル以上の組織については、この問題はまだ十分に解決されていません」と Andreas Sputtek 氏は説明します。
ジマーマン氏は、細胞を非常に穏やかにコールドスリープ状態にすると、最高の生存率を達成しました。彼の実験中の温度は 1 分あたり 1 度下がります。このトリックに加えて、研究者らは化学物質を使用して細胞を死の硬直状態に安全に輸送します。いわゆる凍結防止剤は、氷の結晶が成長するのを防ぎます。フラウンホーファーの研究者らは以前、この目的でジメチルスルホキシドを使用したことがあります。しかし、この化学物質は遺伝物質を変化させます。 「人間に対してこれを使用することは絶対にできません」とジマーマン氏は説明します。
将来の風邪治療に対するもう 1 つの障害は、細胞が免疫系によって異物として認識されることです。この問題は、レシピエントとドナーが同一である場合にのみ解決できます。 「理論的には、新生児から膵臓細胞を摘出し、予防措置として保存することが可能だろう」とスプテック氏は声高に考える。 「しかし、誰がそのようなものを倫理的に表現したいと思うでしょうか？」
ツィンマーマンの研究者らは、この質問に対して別の答えを出せることを期待している。動物実験では、藻類の構造物質であるアルギン酸塩で細胞をコーティングした。透明マントのおかげで、マウスの免疫システムは外来細胞に気づきません。一方、インスリンは殻を通って移動します。あらゆる組織の寄付が患者にとって適切です。研究者らは現在、アルギン酸塩の量を減らす必要がある。そうしないと、移植片が人間には大きすぎることになる。
