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Magazine de prolongation de la durée de vie utile

LE Magazine en janvier 2006
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Le plan visionnaire de la prolongation de la durée de vie utile pour conquérir le vieillissement et la mort

Par Saul Kent,
Cofounder, base de prolongation de la durée de vie utile

Recherche d'animation suspendue

Un projet de recherche relatif en cours de développement à CCR est un système de ventilation liquide pour le refroidissement ultra-rapide. Pour la plupart des usages médicaux, seulement le refroidissement modéré-à-rapide pendant relativement une courte période est nécessaire. Pour développer la première phase de l'animation suspendue, cependant, un refroidissement plus rapide est nécessaire parce que l'objectif est de continuer de refroidir le patient jusqu'à ce que le soin à long terme puisse être fourni aux températures très réduites. CCR a démontré qu'un plus grand échangeur de chaleur peut faciliter à taux de refroidissement approprié à cet effet.

La prolongation de la durée de vie utile finance également la conception et la construction d'un système automatisé de perfusion à un laboratoire en Floride pour l'usage dans la recherche d'animation suspendue, aussi bien qu'un nouveau système cryogénique avancé à un laboratoire à New York de fournir le soin sûr, stable, à long terme pour les humains cryopreserved.

Animation suspendue de long terme

La clé à l'animation suspendue de long terme refroidit des patients à une température assez bas pour arrêter tous les processus biologiques indéfiniment sans endommager le patient. La technologie requise pour accomplir ceci est connue comme vitrification. La prolongation de la durée de vie utile finance la recherche de vitrification à un autre laboratoire en Californie a appelé la médecine du 21ème siècle, ou 21CM (www.21CM.com).

Les scientifiques à 21CM accomplissent le progrès rapide dans des méthodes se développantes de vitrification aux cellules de cryopreserve, aux tissus, aux organes, et aux organismes entiers. En cours d'essayer d'obtenir son animation suspendue de but-réalisation finale de long terme dans humans-21CM fait des avancées majeures pour aider le développement des champs médicaux tels que la transplantation, la régénération, et le rajeunissement. la technologie de la vitrification 21CM's sera nécessaire pour créer des banques des tissus cryopreserved et des parties du corps pour l'usage dans les thérapies de guérir des maladies mortelles et de rendre des personnes plus jeunes à l'avenir.

Pour atteindre ces buts, la prolongation de la durée de vie utile finance plusieurs projets de recherche de vitrification au laboratoire de 21CM.

Le schéma 8. Le rein du côté droit a été vitrifié, alors que le rein du côté gauche était congelé. Il y a givrage massif intérieur et extérieur du rein surgelé, alors qu'il n'y a pratiquement aucune glace dans ou sur le rein vitrifié, qui regarde comme un rein naturel la température corporelle normale. Les deux reins ont été photographiés à -140° C.

Reins de transplantation de Cryopreserved

Dr. Gregory Fahy, le dirigeant 21CM's scientifique en chef, est le premier expert en matière du monde en matière de vitrification des systèmes biologiques. Dr. Fahy avait travaillé pour des reins de cryo-conserve de décennies assez bien pour les transplanter avec succès, d'abord à la Croix-Rouge américaine dans le Maryland et maintenant à 21CM en Californie. Le laboratoire de 21CM est le seul dans le monde poursuivant actuellement la vitrification des grandes masses de tissu. Un autre scientifique principal travaillant à ce laboratoire est Dr. Brian Wowk, qui a développé les premiers composés de glace-blocage pratiques du monde, qui sont employés avec des combinaisons des produits chimiques cryoprotectifs dans des solutions de la vitrification 21CM's. Ces solutions permettent à des tissus d'être extrêmement - de basses températures refroidies sans formation de glace. À environ -123° C, ces tissus sont transformés en état comme un verre, qui diffère nettement du déclarer cristallin qui se produit pendant la congélation. La vitrification arrête le froid de processus de la vie, sans dommages structurels et biochimiques provoqués par des cristaux de glace. (Fig. 8.)

Survie du premier rein vitrifié

Lors de la réunion annuelle de la société pour la cryobiologie en juillet 2005, Dr. Fahy a annoncé la survie d'un lapin qui a reçu un rein transplanté après que l'organe ait été vitrifié à -130° C et puis réchauffé. Ce résultat a été basé sur la capacité du rein vitrifié de fournir l'assistance vitale rénale unique chez l'animal réceptif jusqu'à ce qu'il ait été enlevé pour l'examen pendant 48 jours après qu'il a été transplanté. Le rein transplanté a subi quelques dommages de givrage à son centre, mais ces dommages étaient entièrement absents dans d'autres parties du noyau du rein, permettant à l'organe de soutenir la vie d'une mode normale.

Cet accomplissement remarquable est une étape importante médicale importante qui nous déplace plus près d'établir des banques pour le cryopreservation à long terme des organes humains. Cette recherche actuellement est préparée pour la publication dans un journal scientifique, alors que davantage de recherche pour perfectionner la vitrification des reins de lapin continue. En 2004, Dr. Fahy et les collègues ont édité un reportage de papier la survie de huit lapins qui avaient reçu les reins transplantés réchauffés qui avaient été refroidis à -45° C. Cette percée a été basée sur des avances plus tôt impliquant la capacité de commander la toxicité cryoprotectant, la nucléation, la cristallogénèse de cristal de glace, et les dommages de réfrigération.10

21CM a également eu le succès en développant de nouvelles méthodes pour l'entreposage à court terme des reins et des coeurs, aussi bien que la vitrification du cartilage et des cornées. Il a été particulièrement réussi dans des cornées de vitrification, qui ne peuvent pas être gelées effectivement. Les cornées sont des structures complexes dans l'oeil qui deviennent souvent opaques avec l'âge de avancement, qui peut avoir comme conséquence la cécité. Les cornées vitrifiées de des scientifiques de 21CM ne montrent généralement aucune perte ou mort cellulaire de cellules, et restent transparentes après la transplantation.

Cerveaux de vitrification et organismes entiers

La recherche la plus ambitieuse étant exécutée au laboratoire de 21CM implique des expériences pour vitrifier des tranches de cerveau de lapin, des cerveaux entiers de lapin, et des lapins entiers. Le potentiel à court terme de cette recherche inclut l'utilisation des tranches bien conservées de cerveau d'examiner les drogues et les antidotes à biologique potentiel et les armes chimiques potentiellement thérapeutiques de la destruction massive. Cette recherche a pu également mener à la disponibilité des sections bien conservées de cerveau pour des expériences de neurobiologie et au traitement des encéphalopathies telles que Parkinson et Alzheimer. Cette recherche est également essentielle pour réaliser l'animation suspendue chez l'homme, qui pourraient être instrumentaux en prolongeant radicalement la durée des millions de personnes.

Le schéma 9. cerveau-tranche de évaluation de Joon Chang (laissé) et de Dr. Yuansheng Tan
activité électrique à la station de pointe de l'enregistrement 21CM's. Dr. Tan observe une tranche hippocampal de cerveau par un microscope situé dans une cage de Faraday qui examine les signaux électriques environnementaux tandis qu'il insère des électrodes dans la tranche. M. Chang surveille les résultats des activités de Dr. Tan sur un oscilloscope virtuel.

Récupération de la viabilité en Brain Slices

Un essai que nous évaluions la fonction de tranche de cerveau après que la vitrification et le réchauffement soit le rapport de sodium de potassium, ou la capacité de transport d'ion. Une autre est de déterminer s'il y a conservation normale de structure de tranche. Ces essais ont montré la structure apparent normale et la fonction dans les tranches hippocampal de cerveau. Le hippocampe est un secteur du cerveau impliqué dans la consolidation, le stockage, et la récupération de mémoire, et est la partie du cerveau le plus sensible à la privation de l'oxygène. Pour évaluer plus loin l'efficacité de ses études de cerveau, 21CM a établi un laboratoire interne de neurophysiologie pour mesurer l'activité électrique dans des tranches et des sections de cerveau. Ce laboratoire est dirigé par Dr. Yuansheng Tan, qui est aidé par Joon Chang. (Fig. 9.)

Dans des études initiales, on l'a déterminé que vitrifiées, les tranches réchauffées de cerveau étaient vivantes mais électriquement silencieux. Après plusieurs améliorations dans la technique, l'équipe de tranche de cerveau de 21CM pouvait réaliser essentiellement des réponses électriques normales dans jusqu'à sept de neuf tranches, qui compare favorablement au taux de réponses électriques normales dans les tranches non refroidies de contrôle non exposées aux solutions de vitrification, et dépasse le taux de réponses électriques dans les tranches non refroidies de contrôle dans beaucoup d'autres laboratoires. C'est la première fois que l'activité électrique analogue à une réponse normale de l'électroencéphalogramme (EEG) a été réalisée en tissu cérébral organisé après refroidissement aux températures assez bas pour réaliser la vitrification.

Vitrification du cerveau entier

Comme des études des tranches hippocampal d'isolement, les études des cerveaux entiers de lapin ont constaté que toutes les régions du cerveau semblent être structurellement préservées après vitrification et le réchauffement. Les études d'initiale ont prouvé qu'il est difficile de préserver la capacité du cerveau de répondre électriquement après cinq heures d'entreposage au froid ou de perfusion à froid faute de produits chimiques cryoprotectant. Les études sont en cours pour surmonter ce problème, cependant, et l'équipe de 21CM regardera par la suite l'activité électrique dans les cerveaux qui ont été inondés avec des concentrations vitrifiables des cryoprotectants. Il est évident comme si le cerveau entier peut être vitrifié, mais davantage de recherche est exigée pour voir si l'activité électrique normale dans le cerveau peut être préservée après vitrification.

Vitrification du corps entier

Si entiers des lapins ont été vitrifiés, les prélèvements de tissu rassemblés par scientifiques des beaucoup des régions de cerveau et de rein aussi bien que du coeur, des poumons, du foie, de l'intestin, du muscle, de la peau, de la graisse, de l'estomac, et d'autres secteurs. Utilisant un dispositif appelé un calorimètre de balayage différentiel, les scientifiques ont examiné les échantillons pour voir si la glace a formé dans eux. Le calorimètre de balayage différentiel peut refroidir des prélèvements de tissu aux températures vitrifiables, les chauffer, et mesurer combien de glace a fondu pendant le chauffage. La quantité de glace fondue est égale au montant total de glace formé pendant le refroidissement et chauffant, et la température à laquelle les fontes de glace est une mesure de combien cryoprotectant coûtait dans le tissu avant qu'il ait été refroidi.

Les résultats ont prouvé que le tissu le plus difficile à vitrifier dans le corps entier était le centre du rein, appelé la médulle intérieure. La plupart des prélèvements de tissu n'ont montré seulement un peu de givrage, ou aucun. Puisque 21CM se déplace vers la vitrification réussie des reins entiers, il s'avère que le corps entier peut avec succès être aussi bien vitrifié. Ceci suggère que l'animation suspendue du corps entier soit un but réalisable, mais beaucoup de recherche supplémentaire sera nécessaire pour atteindre ce but.

Vie dans les bonnes santés pendant des siècles

Avant que l'animation suspendue soit réalisée, la recherche de vitrification financée par prolongation de la durée de vie utile mènera aux banques des cellules bien conservées, des tissus, et des organes pour l'usage dans la transplantation, la régénération, et les thérapies de rajeunissement. Un obstacle au développement de ces thérapies de vie-élargissement est que des tissus transplantés sont actuellement rejetés par le système immunitaire du corps, qui exige l'administration perpétuelle des drogues immunosuppressives chères qui ont des effets secondaires sérieux. C'est pourquoi la transplantation est aujourd'hui en grande partie réservée pour les patients dont les vies sont en jeu à moins qu'elles reçoivent un nouveau coeur, foie, ou rein.

Cependant, la recherche en neutralisant le rejet du corps du tissu étranger est maintenant à une étape avancée, et la recherche de clonage et de cellule souche pour développer les tissus qui ne sont pas rejetés du tout avance également rapidement. Surmonter le problème de rejet et le perfectionnement de la vitrification d'organe marqueront naître d'une nouvelle ère l'où la disponibilité répandue des parties du corps encaissées et vitrifiées sera employée pour nous maintenir vivants, en bonne santé, et vigoureux. . . peut-être pendant des siècles !

Dans le scénario qui a ouvert cet article, vous aviez été placé dans l'animation suspendue en 2035 pour attendre le moment où les avances en science et technologie permettraient à des médecins de vous reconstituer à la vie, à la santé, et à la jeunesse. Basé sur la recherche maintenant financé par prolongation et d'autres de la durée de vie utile, il est possible que vous pourriez être rétabli dans un état d'immortalité physique bien avant la fin du 21ème siècle.

Références

1. Weindruch R, Walford RL. Le retardement du vieillissement et de la maladie par la restriction diététique. Springfield, IL : Charles C. Thomas Publisher, Ltd ; 1988.

2. Bartke A. Genetic modèle dans l'étude des hormones de pituitary antérieur dans : Shire JGM, ed. Variation génétique des systèmes d'hormone. Boca Raton, FL : Presse de centre de détection et de contrôle ; 1979:113-26.

3. Coschigano KT, Clemmons D, Bellush LL, Kopchick JJ. L'évaluation des paramètres de croissance et la durée de GHR/BP gène-ont perturbé des souris. Endocrinologie. 2000 juillet ; 141(7) : 2608-13.

4. Bartke A, Wright JC, Mattison JA, et autres prolongeant la durée des souris longévitales. Nature. 22 novembre 2001 ; 414(6862) : 412.

5. Lee CK, Klopp RG, Weindruch R, Prolla MERCI. Profil d'expression du gène du vieillissement et de son retardement par la restriction calorique. La Science. 27 août 1999 ; 285(5432) : 1390-3.

6. Dhahbi JM, Kim HJ, grain PL, castor RJ, SR de Spindler. Tringlerie temporelle entre les réponses phénotypiques et genomic à la restriction calorique. Proc Acad national Sci Etats-Unis. 13 avril 2004 ; 101(15) : 5524-9.

7. SR de Spindler. Induction rapide et réversible des effets de longévité, anticancéreux et genomic de la restriction calorique. Réalisateur Mech de vieillissement. 2005 sept ; 126(9) : 960-6.

8. Cao SX, Dhahbi JM, grain PL, SR de Spindler. Profilage Genomic des effets caloriques à court et à long terme de restriction dans le foie des souris vieillissantes. Proc Acad national Sci Etats-Unis. 11 septembre 2001 ; 98(19) : 10630-5.

9. Dhahbi JM, grain PL, GM de Fahy, SR de Spindler. Identification de mimetics calorique potentiel de restriction par le profilage de microarray. Génomique de Physiol. 27 septembre 2005.

10. GM de Fahy, Wowk B, Wu J, et autres Cryopreservation des organes par vitrification : perspectives et avances récentes. Cryobiologie. 2004 avr. ; 48(2) : 157-78.