Игорь Лалаянц
Ультразвук вызывает разрыв клеточной мембраны (МВ), через который трехалоза поступает внутрь эритроцита. Схема Physorg
Арабы, а вслед за ними и турки переняли у персов искусство разведения шелковичного червя, или тутового шелкопряда (Bombyx mori). Личинки этого насекомого окукливаются в кокон округлой формы. Римляне тутовую ягоду называли «мора», а коконы – «бомбами», откуда и латинское название насекомого. Турки же называли его «трехал».
Много позже химики-органики дали выделенному из клеток червя сахару название трехалоза. Это вещество, как и сахароза, состоит из двух молекул глюкозы. Особенность трехалозы – активное ее использование клетками животных и растений, обитающих в пустынях, где сезонный перепад температур может достигать 100 градусов!
У животных есть несколько способов сохранять жизнеспособность собственных клеток при различных температурах. Так, в Университете Глазго с помощью тепловизора подглядели, что у птиц резко – до «посинения» на дисплее – снижается температура, замеренная в клюве. При этом внутренние органы остаются зелеными, а мозг – красным. Животные в период гибернации (зимней спячки) не «околевают» от холода, сохраняя жизнеспособность клеток благодаря глицерину. Соединение двух молекул глицерина дает глюкозу и трехалозу. Последняя привлекла внимание сотрудников университета в г. Луисвилле (США). Оно и понятно, если учесть вставшую в своем гигантском масштабе проблему консервации крови, полученной от людей, переболевших коронавирусной инфекцией.
Можно напомнить, что в 1930 году Нобелевскую премию дали австрийскому врачу Карлу Ландштейнеру, участнику мировой войны, на которой кровь в буквальном смысле текла рекой и многие люди погибали от кровотечения и потерь, несовместимых с жизнью. Австриец впервые разобрался в трехсложной системе групп крови АВО, что открыло путь к созданию банков крови. Проблема, однако, была в том, что донорская кровь при четырех градусах Цельсия может храниться не более полутора месяцев. Для более длительного хранения необходимо добавлять к ней глицерин и охлаждать до температуры 80 градусов ниже нуля. Охладить кровь можно, но гораздо сложнее потом, после размораживания, очистить ее от глицерина. Все это усложняет и удорожает хранение плазмы крови и эритроцитарной массы.
В Луисвилле для устранения этой проблемы предложили использовать в качестве консерванта более тяжелую, нежели глицерин и глюкоза, трехалозу. О сахаре с большим молекулярным весом знали давно, но никто не знал, как ввести его в эритроциты, мембрана которых, как и всех клеток, построена из фосфолипидов. Молекула последних представляет собой головку из остатка фосфорной кислоты, от которой отходят два «хвоста» длинных жирных кислот, липосов. Попытки ввести трехалозу в эритроциты приводили к разрыву мембран красных кровяных клеток. В Луисвилле же для введения трехалозы в эритроциты использовали ультразвук, волны которого «провожают» молекулы сахара внутрь клеток, не разрушая клеточной оболочки.
В ходе отработки параметров ультразвукового воздействия ученые использовали светящийся флюоресцеин. В конечном итоге исследователям удалось достичь 73-процентной эффективности используемого метода. Еще большего успеха удалось достичь при использовании высушивания и последующего обводнения крови: доля жизнеспособных эритроцитов достигла около 90% по сравнению с контролем. Успеху содействовало также использование микроканальцев (microfluidic channels), в которых происходило фокусирование ультразвуковых волн, «проводивших» трехалозу в эритроциты.
Ученые надеются, что разработанный ими метод позволит надежнее сохранять эритроциты при долговременном хранении без глицерина, предупреждающего образование ледяных кристаллов, буквально «рвущих» живые клетки. Теперь необходимо также проверить сохранность белковых противовирусных антител, поскольку человечеству и в будущем придется сталкиваться с вирусными мутантами. А с тем же ВИЧ, от которого погибло 30 млн людей по всему миру, тоже борются с помощью антител, которые были выделены из плазмы людей, инфицированных, но не болеющих СПИДом. Такой вот интересный феномен вирусной биологии…
комментарии(0)