Hacia una congelación sin daños de órganos complejos enteros

La crioconservación está ya encontrando un amplio uso en aplicaciones sencillas, como conservar semen, sangre, embriones, semillas de plantas y algunas otras aplicaciones biológicas. Pero ha estado muy limitada en su abanico de aplicaciones prácticas debido a la cristalización que sucede cuando el agua se congela, que puede dañar o destruir los tejidos y las células. Esto es parecido a lo que les ocurre a algunos alimentos cuando son almacenados en un congelador, y pierden buena parte de su textura al ser descongelados.

Para intentar mitigar el problema, se ha venido recurriendo a varios tipos de agentes crioprotectores que ayudan a reducir el daño celular durante el proceso de congelación, entre ellos el glicol de etileno, literalmente el mismo compuesto usado a menudo en los radiadores de automóvil para evitar que se congelen.

Uno de los problemas es que estos crioprotectores son tóxicos, y pueden dañar o matar a las mismas células que intentan proteger de las fuerzas del frío extremo.

En una nueva investigación, el equipo de Adam Higgins, de la Universidad Estatal de Oregón en Corvallis, Estados Unidos, ha desarrollado un modelo matemático para simular el proceso de congelación en presencia de crioprotectores, y ha conseguido identificar una forma de minimizar los daños. Estos científicos han llegado a la conclusión de que si las células son inicialmente expuestas a una baja concentración de crioprotector y se deja tiempo para que las células se hinchen, entonces la muestra puede ser vitrificada después de añadir rápidamente una alta concentración de crioprotectores. El resultado final es una toxicidad general mucho menor.

Vitrificación de células endoteliales cultivadas. Las imágenes de varios momentos durante el enfriamiento y el calentamiento muestran claras evidencias de formación de hielo intra y extracelular en una solución isotónica (arriba), pero ninguna para células en una solución de vitrificación (abajo). (Fotos: Davidson AF, Glasscock C, McClanahan DR, Benson JD, Higgins AZ. CC BY 4.0)

Esta investigación ha mostrado que la supervivencia sana de la célula después de la vitrificación aumenta de cerca de un 10 por ciento con un enfoque convencional a más de un 80 por ciento con el nuevo procedimiento optimizado.

Los resultados de la investigación se han hecho públicos a través de la revista académica PLoS ONE. La referencia del trabajo es la siguiente: Davidson AF, Glasscock C, McClanahan DR, Benson JD, Higgins AZ (2015) Toxicity Minimized Cryoprotectant Addition and Removal Procedures for Adherent Endothelial Cells. PLoS ONE 10(11): e0142828. doi:10.1371/journal.pone.0142828

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