Geçenlerde trajik bir şekilde kanserden ölen genç, ölümden sonra kriyojenik (son derece düşük sıcaklıkta yapılan işlemler) olarak dondurulmuş küçük ama artan sayıda insanların sonuncusu oldu. Bu bireyler, bilimdeki ilerlemelerin bir gün uyandırılmalarına ve onları öldüren durumların tedavi edilmesine imkân vereceğini ümit ettiler. Ama böyle bir günün gelmesi ne kadar olasıdır?
Doğa bize göstermiştir ki, sürüngenler, amfibiler, solucanlar ve böcekler gibi hayvanların kriyoprezervasyonu mümkündür. Bazı kokuları tanımak için eğitilen yuvarlak solucanlar, dondurulduktan sonra bu hafızayı korur. Ağaç kurbağası (Rana sylvatica) kış boyunca bir buz bloğunda donar ve baharda etrafta zıplamaya başlar. Fakat insan dokusunda her bir donma ve çözülme işlemi önemli hasara neden olur. Bu hasarı anlamak ve en aza indirmek kriyobiyolojinin amaçlarından biridir.
Hücresel düzeyde, bu zararlar hala zor anlaşılır, ancak kontrol edilebilir. Bu alandaki her bir buluş iki hususa dayanır: donma sırasındaki muhafazayı geliştirmek ve çözülmeden sonraki iyileşmeyi ilerletmek. Donma sırasında, hasardan ısıyı dikkatli şekilde değiştirerek ve çeşitli kriyoprotektanlar türlerine dayanarak kaçınılabilir. Ana amaçlardan biri, hücreleri ve dokuları yerlerinden çıkararak ve parçalayarak yok edebilen buz oluşumunu engellemektir. Bu nedenle, amaç “dondurmak” yerine “camsı aşamaya” (vitrifikasyon) hızlı soğuma ile yumuşak bir geçiştir.
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 kristalleşmeyi durdurur.
Ama bu hücreler endişelenmemiz gereken tek şey değil. 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, sıcaklık dalgalanması bir dizi ciddi probleme sebep olur. Bu durumda doku ve hücrelere zarar verilebilir. Ancak, bunun epigenetik yeniden programlamaya yol açarak, tüm “epigenetik” yapımız – çevresel faktörler ve yaşam tarzı seçiminin genlerimizi nasıl etkilediği – üzerinde de bir etkisi vardır. Bununla birlikte, antioksidan ve diğer maddeler çözülmeden sonraki iyileşmeye yardım edebilir ve hasarı engelleyebilir.
Tüm vücudu canlandırmak kendi zorluklarını da taşır, çünkü organların homojen bir şekilde işleve başlamaları gerekir. Organlara ve dokulara kan akışını geri getirmenin zorlukları acil tıpta zaten iyi bilinmektedir. Ancak, soğumanın kendisinin yalnızca negatif etkilerinin olmaması belki cesaret vericidir – fiilen travmayı hafifletebilir. Aslında, yeniden yaşama döndürülen boğulma kurbanları soğuk suyla korunmuş görünür – ameliyat sırasında düşük sıcaklık yaklaşımlarını kullanmaya yönelik uzun süren araştırmalara yol açan husus.
Kriyobiyolojideki bilimsel yeniliklerin öncüleri hem tıp hem de ekonomidir. Hücre muhafazasındaki birçok ilerleme, infertilite sektörü ve yükselen rejeneratif (onarıcı) tıp sektörü tarafından yönlendirilir. Kriyoprezervasyon ve vitrifiye edilmiş hücreler ve basit dokular (yumurtalar, sperm, kemik iliği, kök hücreleri, kornea, deri) hâlihazırda düzenli olarak çözülür ve nakledilir.
Parmaklar ve bacaklar gibi “basit” vücut bölümlerinin kriyoprezervasyonu konusunda çalışmalar da başladı. Bazı karmaşık organlar (böbrek, mide, bağırsaklar) kriyoprezervasyon edilmiş, çözülmüş ve hayvana tekrar başarılıyla nakledilmiştir. İnsan organlarının nakli şu anda soğutulmuş, donmamış organlara dayanıyor olsa da, tüm organların tedavisel amaçlar için kriyoprezervasyonunu geliştirmek için güçlenen bir görüş var.
En büyük engeller
Tüm beynin kriyoprezervasyonu en fazla özel bir meraktır. Dondurulmuş bütün hayvan beyinleri ile deneyler 1970’lerden beri rapor edilmemiştir. İyi kan sağlanması ve mekanik bozulmaya yüksek tolerans gibi faktörler beynin dondurulmasına olanak sağlayabilirken, özellikle amacın düzenleyici fonksiyon ve hafızayı korumak olduğu yerde, belirli teknik ve bilimsel zorluklar mevcuttur. Bu tür bir araştırmada büyük gelişmeler olmadan, tüm bedenin kriyoprezervasyonunun tedavisel uygulamalarının bir faktörün engellemesine kalması olasıdır.
Ancak, kriyoniks için başka bir büyük engel var: sadece donma sürecinden kaynaklanan hasarı onarmak değil, ayrıca ölüme yol açan hasarı tersine çevirmek – bireyin bilinçli varlığını tekrar kazanmasını sağlayacak şekilde.
Tamamen teknik açısından, bu ek komplikasyon kaçınmaya değer olabilir. Örneğin, bunamadan muzdarip olan birisi, öldüğü zaman zaten hafızasını kaybetmiş olacak ve kriyojenik olarak dondurulduktan sonra uyanırsa, bu nedenle aynı kişi olmayacaktır. Bununla karşı karşıya olunca, nörodejeneratif bozuklukları olan ve artık bu durumla daha fazla yaşamak istemeyen hastalar, eğer uzak bir gelecekte hayata döndürülebilirlerse, hafızalarının bir kısmına sahip olmak umuduyla, ölmeden önce dondurulmanın yolunu arayabilirler. Bu açıkça hem yasal hem de etik soruları ortaya çıkarmaktadır.
Öyleyse, bir gün insan beyninin tam olarak yeniden hayata döndürülebilecek şekilde kriyoprezervasyonu mümkün olacak mı? Açıklandığı gibi, başarı, kriyoprezervasyonun kalitesinin yansıra yeniden canlandırma teknolojisinin kalitesine bağlı olacak. Birincisinin kusurlu olduğu yerde, mevcut teknolojilerde olduğu gibi, ikincisine olan talep artacaktır.
Bu, etkili onarımın ileri derecede gelişmiş nanoteknolojiye kaçınılmaz olarak dayanması gerektiği konusunda öneriye yol açmıştır – bir zamanlar bilimkurgu olarak düşünülen bir alan. Fikir şudur ki, bir gün minik yapay moleküler makinalar, hücre ve dokularda kriyoniks sonucu oluşan zararları son derece hızlı şekilde tamir ederek yeniden canlandırmayı mümkün kılacaktır. Bu alandaki hızlı ilerlemeler göz önüne alındığında, kriyoniksin arkasındaki tüm bilimsel amacı reddetmek aceleci görünebilir.
(Alexandra Stolzing, Rejeneratif Tıp dalında Kıdemli Öğretim Üyesi, Loughborough Üniversitesi. Bu makale ilk olarak The Conversation’da yayınlanmıştır.)
