Учёные нашли способ снизить риск повреждения органов при глубокой заморозке

Учёные приблизились к решению одной из самых трудных задач трансплантологии — длительному хранению донорских органов без повреждения тканей. Команда Техасского университета A&M (Texas A&M) показала, что риск растрескивания при криоконсервации можно уменьшить, если изменить свойства раствора, в котором замораживают биологический материал.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Почему органы трескаются при заморозке

Криоконсервация — это сохранение живых тканей при очень низких температурах. В трансплантологии этот подход давно рассматривают как путь к созданию «банка органов», где донорская почка, сердце или печень могли бы храниться до момента пересадки.

Но крупные органы заморозить гораздо сложнее, чем отдельные клетки. При быстром охлаждении внутри материала возникают температурные напряжения. Если они становятся слишком сильными, ткань может растрескаться — и орган окажется непригодным для пересадки.

Чтобы избежать образования кристаллов льда, исследователи используют витрификацию: ткань переводят не в обычное ледяное состояние, а в стеклоподобное. Клетки как бы «замирают во времени», но при этом сохраняют структуру. Однако и при таком подходе остаётся риск механических повреждений.

Ключ — в температуре стеклования

В новой работе исследователи изучили, как на растрескивание влияет температура стеклования раствора — то есть точка, при которой жидкая среда переходит в стеклоподобное состояние.

Авторы пришли к выводу: чем выше температура стеклования водного витрифицирующего раствора, тем ниже вероятность образования трещин при охлаждении. Это даёт разработчикам более понятный ориентир: будущие растворы для криоконсервации должны быть не только совместимы с тканями, но и обладать подходящими физико-химическими свойствами.

При этом учёные подчёркивают: предотвращение трещин — только часть задачи. Раствор должен оставаться биосовместимым, не повреждать клетки и позволять органу восстановить функцию после размораживания.

Что это может изменить в трансплантологии

Сегодня донорские органы можно хранить лишь ограниченное время. Это создаёт серьёзные логистические трудности: орган нужно быстро доставить, подобрать реципиента и провести операцию в узком временном окне.

Если методы глубокой заморозки станут безопаснее, трансплантация может измениться радикально. Органы можно будет хранить дольше, тщательнее подбирать пациентов и проводить операции не в режиме гонки со временем, а тогда, когда это оптимально для больного и хирургической команды.

Развитие технологий пересадки уже идёт сразу по нескольким направлениям: например, ранее сообщалось о пересадке клеток поджелудочной железы без лекарств против отторжения — учёные впервые пересадили генетически изменённые островковые клетки человеку без лекарств против отторжения.

Польза не только для донорских органов

Авторы отмечают, что улучшение криоконсервации может быть важно не только для трансплантологии. Более надёжные методы витрификации пригодятся для хранения клеток, тканей, вакцин, биологических образцов, а также в программах сохранения биоразнообразия.

Иными словами, речь идёт не просто о «заморозке органов», а о более широком понимании того, как ведут себя водные биологические растворы при экстремальном охлаждении. Это знание может стать основой для новых технологий сохранения живых систем — от отдельных клеток до целых органов.

Литература

Kavian S., Sellers R., Arismendi Sanchez G., Alvarez C., Aguilar G., Powell-Palm M. J. Higher glass transition temperatures reduce thermal stress cracking in aqueous solutions relevant to cryopreservation // Scientific Reports. 2025. Vol. 15, No. 1. Article 27903. DOI: 10.1038/s41598-025-13295-7.