Illustrazione del crioprotettore del team che aiuta a proteggere una cellula dai danni durante la crioconservazione, principalmente dalla disidratazione e dal congelamento, prevenendo la formazione di cristalli di ghiaccio che possono danneggiare le cellule. Immagine:Zafferano Bryant
Gli scienziati australiani hanno compiuto il primo passo verso una migliore conservazione delle cellule umane, che può portare alla conservazione sicura di organi come cuore e polmoni.
La scoperta da parte del team di nuovi agenti crioprotettivi apre le porte a molti altri in fase di sviluppo che potrebbero un giorno aiutare a eliminare la necessità di liste di attesa per i trapianti di organi. I loro risultati sono pubblicati nel Journal of Materials Chemistry B .
La crioconservazione è un processo di raffreddamento dei campioni biologici fino a temperature molto basse in modo che possano essere conservati a lungo. La conservazione delle cellule attraverso la crioconservazione ha avuto grandi vantaggi per il mondo, incluso l'aumento delle scorte nelle banche del sangue e l'assistenza alla riproduzione, ma al momento è impossibile conservare organi e tessuti semplici.
Il ricercatore capo, il dottor Saffron Bryant della RMIT University, ha affermato che negli Stati Uniti circa il 60% di tutti i cuori e i polmoni donati sono stati scartati.
Sebbene le cifre varino in altri paesi, i tempi di conservazione e trasporto rimangono un problema globale.
"Abbiamo queste enormi carenze di organi e abbiamo solo ore per portare un organo da un donatore a un ricevente", ha detto Bryant.
Circa 1.850 persone sono in lista d'attesa per un trapianto d'organo in Australia, mentre più di 100.000 americani sono in attesa di un trapianto.
Bryant ha affermato che le liste di attesa per i trapianti potrebbero diventare un problema del passato, poiché la scoperta da parte del team RMIT di nuovi agenti crioprotettivi potrebbe portare allo sviluppo di potenzialmente migliaia di altri che potrebbero aiutare a mantenere gli organi donati vitali per anni, anziché ore.
"Negli ultimi 50 anni le pratiche di crioconservazione si sono basate in gran parte sugli stessi due agenti crioprotettivi, ma non funzionano per gli organi e molti tipi di cellule", ha affermato.
Gli agenti crioprotettivi sono come l'antigelo che metti nella tua auto per fermare il congelamento del motore poiché consentono la conservazione delle cellule a temperature molto basse, ha detto Bryant.
"Questi agenti aiutano a proteggere dai danni durante la crioconservazione, principalmente dalla disidratazione e dal congelamento, prevenendo la formazione di cristalli di ghiaccio che possono danneggiare le cellule", ha affermato.
Immagine al microscopio di cellule neurali dopo il congelamento con il nuovo crioprotettore del team. Le cellule sono state colorate con coloranti fluorescenti. Foto:Saffron Bryant
"I cristalli di ghiaccio causano danni all'interno delle cellule. I crioprotettori impediscono la formazione di ghiaccio, portando invece a una struttura vetrosa che può solidificarsi ma non provoca lo stesso tipo di danno dei cristalli di ghiaccio".
Il team di ricerca ha scoperto che un crioprotettore con due agenti, prolina e glicerolo, era efficace per tutti e quattro i tipi cellulari testati, comprese le cellule della pelle e del cervello, che sono state incubate con il crioprotettore a 37 gradi Celsius prima di essere congelate.
"Questo crioprotettore era più efficace e meno tossico dei suoi singoli componenti", ha detto Bryant.
"Questa è una delle prime volte che questa classe di solventi è stata sistematicamente testata per la crioconservazione delle cellule di mammifero".
"Questo studio potrebbe portare allo sviluppo di potenzialmente migliaia di nuovi agenti crioprotettivi che possono essere adattati a specifici tipi di cellule".
Bryant ha affermato che incubare queste cellule con il crioprotettore a 37 gradi Celsius per diverse ore prima del congelamento e mantenerle vitali è un passo cruciale verso la conservazione di organi e tessuti.
"Significa che potremmo esporre gli organi ai crioprotettori abbastanza a lungo da consentire loro di penetrare negli strati più profondi dell'organo senza causare danni", ha detto.
"Abbiamo molta strada da fare con la nostra ricerca, poiché abbiamo esaminato solo singole cellule ed è un processo molto più complicato per gli organi".
"Ma se potessimo sviluppare questo approccio per conservare gli organi, potremmo eliminare la carenza di organi, non ci sarebbero liste d'attesa".
Come passaggio successivo, il team RMIT esaminerà i modi per crioconservare nuovi tipi di cellule, compresi alcuni che non possono essere congelati e mantenuti vitali utilizzando i metodi attuali.
"Stiamo anche lavorando con Lifeblood per studiare la crioconservazione di emoderivati come le piastrine, che sono vitali per il trattamento di pazienti che hanno subito una significativa perdita di sangue", ha affermato Bryant.
"La tecnologia attuale consente la conservazione delle piastrine solo per un massimo di una settimana, ma con una crioconservazione di successo potrebbero essere conservate per anni". + Esplora ulteriormente
