Doğa bize göstermiştir ki, sürüngenler, amfibiler, solucanlar ve böcekler gibi hayvanların kriyoprezervasyonu mümkündür. Bazı kokuları tanımak için eğitilen yuvarlak solucanlar, dondurulduktan sonra hala koku hafızalarını koruduğu gözlenmiştir. Ağaç kurbağası (Rana sylvatica) kış boyunca bir buz bloğu içerisinde donmuş halde bulunabilir ve baharda tekrar canlılığını kazanarak yaşamına geri dönebilmektedir. Fakat insan dokusunda her bir donma ve çözülme işlemi önemli hasarlara neden olmaktadır. Bu hasarı anlamak ve en aza indirmek kriyobiyolojinin amaçlarından biridir.

Kriyoprezervasyon sırasında hücresel düzeyde oluşan bu zararlar hala tam anlaşılır değildir ancak kontrol edilebilirler. Bu alandaki her bir keşif iki hususa dayanır: donma sırasındaki muhafazayı geliştirmek ve çözülmeden sonraki iyileşmeyi ilerletmek. Donma sırasında, hasardan kaçınmak için ısıyı dikkatli/kontrollü şekilde değiştirerek ve çeşitli kriyoprotektanlar kullanarak kaçınılabilir. Ana amaçlardan biri, hücrelere ve dokulara zarar veren, parçalanmalarına sebep olan buz kristallerinin oluşumunu engellemektir. Bu nedenle, amaç “dondurmak” yerine “camsı aşamaya” (vitrifikasyon) hızlı soğutma ile yumuşak bir geçiş sağlayabilmektir. Bunun için, şeker ve nişasta gibi basit maddeler viskoziteyi değiştirmek ve hücre zarını korumak için kullanılmaktadır. Dimetil sülföksit (DMSO), etilen glikol, gliserol ve propanediol gibi kimyasallar, hücre içi buz oluşumunu önlemek için kullanılır ve antifriz proteinleri çözülme sırasında buz kristallerinin büyümesini ve yeniden kristalleşmesini engeller.

Ama bu canlılığını korumaya çalıştığımız hücreler için endişelenmemiz gereken tek şey değildir. Donma durumda, dokular genellikle biyolojik olarak sabittir. Bozulmayı içeren biyokimyasal reaksiyonlar, son derece düşük sıcaklıklarda, etkili bir şekilde durduruldukları noktaya kadar yavaşlatılır. Yine de, dondurulmuş bünyenin kılcal çatlaklar gibi fiziksel bozulmalara maruz kalma riski vardır. Daha sonra çözülürken oluşan sıcaklık dalgalanması bir dizi ciddi problemlere sebep olur. Bu sıcaklık dalgalanması doku ve hücrelere zarar verilebilir. Bu durum epigenetik (çevresel faktörler ve yaşam tarzı seçiminin genlerimizi nasıl etkilediği) yeniden programlamaya yol açarak, tüm “epigenetik” yapımız üzerinde de bir etkisi vardır.

Bununla birlikte, antioksidan ve diğer maddeler çözülmeden sonraki iyileşmeye yardım edebilir ve hasarı engelleyebilirler. Tüm vücudu canlandırmak başlı başına bir zorluktur, çünkü organların homojen bir şekilde işleve başlamaları gerekmektedir. Organlara ve dokulara kan akışını geri getirmenin zorlukları acil tıpta zaten iyi bilinmektedir. Buna rağmen soğutma işleminin her zaman negatif etkisi yoktur, örneğin fiilen travmayı hafifletme amaçlı kullanılmaktadır. Diğer bir örnek olarak soğuk suda boğulma vakalarında soğuk suyun travma önleyici etkisinden dolayı yaşama geri döndürülme oranların yüksek olduğu görülmüştür. Ameliyat sırasında vücut ısısı düşürmenin bir amacı da travma etkilerini azaltmaktır. Bu örnekler kriyoprezervayon yaklaşımına yönelik uzun araştırmalara sebebiyet vermektedir.

Kriyobiyolojinin bilimsel yenilik öncüleri tıp sektörü ve ekonomidir. Bu alandaki ilerlemelere başlıca infertilite ve rejeneratif (onarıcı) tıp sektörleri öncülük etmektedir. Kriyoprezervasyon ve vitrifiye edilmiş hücreler ve basit dokular (yumurtalar, sperm, kemik iliği ve kordon kanı kök hücreleri, kordon bağı dokusu, diş minesi, kornea, deri) hâlihazırda düzenli olarak dondurulur, çözülür ve nakledilmektedir. Parmaklar ve bacaklar gibi “basit” vücut bölümlerinin kriyoprezervasyonu konusunda çalışmalar da başlamıştır. Bazı karmaşık organlar (böbrek, mide, bağırsaklar) kriyoprezervasyon edilmiş, tekrar çözülmüş ve hayvanlara başarılıyla nakledilmiştir. Günümüzde insan organlarının transferi soğutulmuş fakat donmamış organlarla sınırlı olsa da, tüm organların tedavisel amaçlar için kriyoprezervasyonunu geliştirmek için hızlanarak devam etmektedir.

Bir sonraki blog yazımızda dünya üzerinde hali hazırda tüm beden olarak dondurulmuş insanların projesi olan “Cryogenics”i ele alacağız. Bu ve buna benzer bilimsel bilgilere dayanarak oluşturulan blog yazılarımızdan haberdar olabilmek için aşağıdaki bülten aboneliğimize üye olabilirsiniz.