Cryopreservation

Cryopreservation, உறைபனி மூலம் செல்கள் மற்றும் திசுக்களைப் பாதுகாத்தல்.

சர் இயன் வில்மட்: கல்வி மற்றும் கிரையோபிரசர்வேஷன் ஆராய்ச்சி

வில்மட் வரலாற்று முக்கியத்துவம் வாய்ந்த வார்விக்ஷயரில் உள்ள கோவென்ட்ரி என்ற ஊரில் வளர்க்கப்பட்டார், மேலும் அவர் பல்கலைக்கழகத்தில் வேளாண் கல்லூரியில் பயின்றார்

கிரையோபிரெசர்வேஷன் என்பது சில சிறிய மூலக்கூறுகளின் உயிரணுக்களுக்குள் நுழைவதற்கான திறனை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் நீரிழப்பு மற்றும் உள்விளைவு பனி படிகங்களை உருவாக்குவதைத் தடுக்கிறது, இது உறைபனி செயல்பாட்டின் போது உயிரணு இறப்பு மற்றும் உயிரணு உறுப்புகளின் அழிவை ஏற்படுத்தும். டைமதில் சல்பாக்ஸைடு (டி.எம்.எஸ்.ஓ) மற்றும் கிளிசரால் ஆகிய இரண்டு பொதுவான கிரையோபிராக்டெக்டிவ் முகவர்கள். கிளிசரால் முதன்மையாக சிவப்பு ரத்த அணுக்களின் கிரையோபிரடெக்சனுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் டி.எம்.எஸ்.ஓ மற்ற செல்கள் மற்றும் திசுக்களின் பாதுகாப்பிற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. ட்ரெஹலோஸ் எனப்படும் ஒரு சர்க்கரை, தீவிர நீரிழப்பிலிருந்து தப்பிக்கும் திறன் கொண்ட உயிரினங்களில் நிகழ்கிறது, இது கிரையோபிரெசர்வேஷனின் முடக்கம்-உலர்த்தும் முறைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ட்ரெஹலோஸ் உயிரணு சவ்வுகளை உறுதிப்படுத்துகிறது, மேலும் இது விந்து, ஸ்டெம் செல்கள் மற்றும் இரத்த அணுக்களைப் பாதுகாக்க குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

செல்லுலார் கிரையோபிரசர்வேஷனின் பெரும்பாலான அமைப்புகள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட-விகித உறைவிப்பான் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த உறைபனி அமைப்பு திரவ நைட்ரஜனை ஒரு மூடிய அறைக்குள் செலுத்துகிறது, அதில் செல் இடைநீக்கம் வைக்கப்படுகிறது. உறைபனி விகிதத்தை கவனமாக கண்காணிப்பது விரைவான செல்லுலார் நீரிழப்பு மற்றும் பனி-படிக உருவாவதைத் தடுக்க உதவுகிறது. பொதுவாக, செல்கள் அறை வெப்பநிலையிலிருந்து சுமார் −90 ° C (−130 ° F) வரை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட-விகித உறைவிப்பான் வரை எடுக்கப்படுகின்றன. உறைந்த செல் இடைநீக்கம் பின்னர் நீராவி அல்லது திரவ கட்டத்தில் நைட்ரஜனுடன் மிகவும் குளிர்ந்த வெப்பநிலையில் பராமரிக்கப்படும் திரவ-நைட்ரஜன் உறைவிப்பாளராக மாற்றப்படுகிறது. உறைபனி உலர்த்தலை அடிப்படையாகக் கொண்ட கிரையோபிரெசர்வேஷனுக்கு திரவ-நைட்ரஜன் உறைவிப்பான் பயன்பாடு தேவையில்லை.

கிரையோபிரெசர்வேஷனின் ஒரு முக்கியமான பயன்பாடு, எலும்பு மஜ்ஜை மற்றும் புற இரத்தத்தில் காணப்படும் ஹீமாடோபாய்டிக் ஸ்டெம் செல்களை முடக்கம் மற்றும் சேமிப்பதில் உள்ளது. தன்னியக்க எலும்பு-மஜ்ஜை மீட்பில், அதிக அளவிலான கீமோதெரபி சிகிச்சைக்கு முன்னர் நோயாளியின் எலும்பு மஜ்ஜையில் இருந்து ஹீமாடோபாய்டிக் ஸ்டெம் செல்கள் சேகரிக்கப்படுகின்றன. சிகிச்சையைத் தொடர்ந்து, நோயாளியின் கிரையோபிரெர்சர்வ் செல்கள் கரைக்கப்பட்டு மீண்டும் உடலில் செலுத்தப்படுகின்றன. இந்த செயல்முறை அவசியம், ஏனெனில் அதிக அளவு கீமோதெரபி எலும்பு மஜ்ஜைக்கு மிகவும் நச்சுத்தன்மையுடையது. ஹெமாட்டோபாய்டிக் ஸ்டெம் செல்களை கிரையோபிரெர்சர்வ் செய்யும் திறன் சில லிம்போமாக்கள் மற்றும் திடமான கட்டி குறைபாடுகளுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான முடிவை பெரிதும் மேம்படுத்தியுள்ளது. லுகேமியா நோயாளிகளின் விஷயத்தில், அவர்களின் இரத்த அணுக்கள் புற்றுநோயாகும், மேலும் அவை தன்னியக்க எலும்பு-மஜ்ஜை மீட்புக்கு பயன்படுத்தப்படாது. இதன் விளைவாக, இந்த நோயாளிகள் புதிதாகப் பிறந்த குழந்தைகளின் தொப்புள்களிலிருந்து சேகரிக்கப்பட்ட கிரையோபிரெர்சர்வ் ரத்தத்தையோ அல்லது நன்கொடையாளர்களிடமிருந்து பெறப்பட்ட கிரையோபிரெர்சர்வ் ஹெமாட்டோபாய்டிக் ஸ்டெம் செல்களை நம்பியிருக்கிறார்கள். 1990 களின் பிற்பகுதியிலிருந்து, ஹீமாடோபாய்டிக் ஸ்டெம் செல்கள் மற்றும் மெசன்கிமல் ஸ்டெம் செல்கள் (கரு இணைப்பு திசுக்களிலிருந்து பெறப்பட்டவை) எலும்பு மற்றும் இதய தசை திசுக்கள், நரம்பு திசுக்கள் மற்றும் எலும்பு என வேறுபடுத்தும் திறன் கொண்டவை என்பது அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. இன்று திசு வளர்ப்பு அமைப்புகளில் இந்த உயிரணுக்களின் வளர்ச்சியில் தீவிர ஆர்வம் உள்ளது, அதே போல் நரம்பு மற்றும் தசை அமைப்புகளின் கோளாறுகள் மற்றும் கல்லீரல் மற்றும் இதய நோய்கள் உள்ளிட்ட பலவிதமான கோளாறுகளுக்கு எதிர்கால சிகிச்சைக்காக இந்த செல்கள் கிரையோபிரெசர்வேஷனில் உள்ளன..

மனித கருக்கள் மற்றும் விந்தணுக்களை உறைய வைக்கவும் சேமிக்கவும் கிரையோபிரசர்வேஷன் பயன்படுத்தப்படுகிறது. விட்ரோ கருத்தரித்தல் (ஐவிஎஃப்) மூலம் உருவாக்கப்படும் கூடுதல் கருக்களை முடக்குவதற்கு இது மிகவும் மதிப்புமிக்கது. ஒரு தம்பதியினர் பிற்கால கர்ப்பங்களுக்கு அல்லது புதிய கருக்களுடன் ஐவிஎஃப் தோல்வியுற்றால், சைரோபிரசர் செய்யப்பட்ட கருக்களைப் பயன்படுத்தலாம். உறைந்த கரு பரிமாற்ற செயல்பாட்டில், கருக்கள் கரைந்து பெண்ணின் கருப்பையில் பொருத்தப்படுகின்றன. உறைந்த கரு பரிமாற்றம் அத்தகைய கருக்களிலிருந்து பிறந்த குழந்தைகளிடையே குழந்தை பருவ புற்றுநோயின் அபாயத்தில் ஒரு சிறிய ஆனால் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்புடன் தொடர்புடையது.

ஆழ்ந்த தாழ்வெப்பநிலை, மனித நோயாளிகளுக்கு பயன்படுத்தப்படும் லேசான கிரையோபிரெசர்வேஷனின் வடிவம், குறிப்பிடத்தக்க பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. ஆழ்ந்த தாழ்வெப்பநிலை தூண்டலின் பொதுவான பயன்பாடு சிக்கலான இருதய அறுவை சிகிச்சை முறைகளுக்கு ஆகும். நோயாளி முழுமையான இருதய நுரையீரல் பைபாஸில் வைக்கப்பட்ட பிறகு, இதய நுரையீரல் இயந்திரத்தைப் பயன்படுத்தி, இரத்தம் குளிரூட்டும் அறை வழியாக செல்கிறது. நோயாளியின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட குளிரூட்டல் 10-14 ° C (50–57 ° F) மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையை எட்டக்கூடும். இந்த அளவு குளிரூட்டல் அனைத்து பெருமூளை செயல்பாடுகளையும் திறம்பட நிறுத்தி அனைத்து முக்கிய உறுப்புகளுக்கும் பாதுகாப்பை வழங்குகிறது. இந்த தீவிர குளிரூட்டல் அடையப்படும்போது, ​​இதய-நுரையீரல் இயந்திரத்தை நிறுத்த முடியும், மேலும் அறுவைசிகிச்சை இரத்த ஓட்டத்தின் போது மிகவும் சிக்கலான பெருநாடி மற்றும் இதய குறைபாடுகளை சரிசெய்ய முடியும். இந்த நேரத்தில், நோயாளிக்குள் எந்த ரத்தமும் புழக்கத்தில் இல்லை. அறுவை சிகிச்சை முடிந்தபின், குளிரூட்டலுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் அதே வெப்பப் பரிமாற்றியில் இரத்தம் படிப்படியாக வெப்பமடைகிறது. சாதாரண உடல் வெப்பநிலைக்கு படிப்படியாக வெப்பமயமாதல் சாதாரண மூளை மற்றும் உறுப்பு செயல்பாடுகளை மீண்டும் தொடங்குகிறது. எவ்வாறாயினும், இந்த ஆழ்ந்த தாழ்வெப்பநிலை உறைபனி மற்றும் நீண்டகால கிரையோபிரசர்வேஷனில் இருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது.

ஒழுங்காக உறைந்தால் செல்கள் ஒரு தசாப்தத்திற்கும் மேலாக வாழக்கூடும். கூடுதலாக, பாராதைராய்டு சுரப்பிகள், நரம்புகள், இதய வால்வுகள் மற்றும் பெருநாடி திசு போன்ற சில திசுக்களை வெற்றிகரமாக கிரையோபிரெர்சர்வ் செய்யலாம். ஆரம்பகால மனித கருக்கள், ஓவா (முட்டை) மற்றும் விந்து ஆகியவற்றின் நீண்டகால நம்பகத்தன்மையை சேமிக்கவும் பராமரிக்கவும் உறைபனி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த திசுக்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் உறைபனி நடைமுறைகள் நன்கு நிறுவப்பட்டுள்ளன, மேலும், கிரையோபிராக்டெக்டிவ் முகவர்கள் முன்னிலையில், திசுக்களை −14 ° C (6.8 ° F) வெப்பநிலையில் நீண்ட காலத்திற்கு சேமிக்க முடியும்.

கிரையோபிராக்டெக்டிவ் முகவர்கள் இல்லாத நிலையில் உறைந்திருக்கும் முழு விலங்குகளும் கரைந்தவுடன் அப்படியே டி.என்.ஏ கொண்டிருக்கும் உயிரணுக்களைக் கொடுக்கும் என்று ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 15 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக −20 ° C (−4 ° F) இல் சேமிக்கப்பட்ட முழு எலிகளிலிருந்தும் மூளை உயிரணுக்களின் கருக்கள் கரு ஸ்டெம் செல்களின் கோடுகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த செல்கள் பின்னர் சுட்டி குளோன்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்பட்டன.