Un aditiv inspirat din natură ar putea proteja celulele vii în timpul congelării și decongelării
În Australia, aproximativ 2.000 de persoane se află pe lista de așteptare pentru un transplant de organe, însă o cercetare derulată la University of New England (UNE) ar putea reduce semnificativ acest număr în viitor. Doctorandul Michael Foster, împreună cu supervizorul său, Dr. Brendan Wilkinson, și cu colegi de la UNE, RMIT University și University of Ottawa, dezvoltă un aditiv — cunoscut și sub numele de crioprotector — care ar putea reduce daunele produse la congelarea materialului biologic viu pentru utilizare ulterioară. Studiul este publicat în Journal of Materials Chemistry B.
„Dacă putem dezvolta molecule și tehnologii noi care să permită organelor să rămână viabile perioade mult mai lungi, acest lucru ar putea schimba fundamental medicina transplanturilor”, spune Foster. „Tehnologiile de conservare mai bune le-ar putea oferi medicilor mai mult timp pentru a găsi recipientul potrivit și pentru a transporta organe pe distanțe mai mari, iar pe termen lung ar putea contribui la trecerea spre bănci de organe.”
Congelarea materialului biologic viu pentru stocare și utilizare ulterioară se numește crioprezervare și este aproape identică cu punerea alimentelor în congelator acasă, dar cu o provocare mult mai mare. Mai mult decât simpla conservare a calității, celulele sau țesuturile trebuie să rămână vii și funcționale după decongelare. Pentru a reduce daunele, se adaugă crioprotectori precum dimetilsulfoxidul (DMSO). Deși DMSO este utilizat pe scară largă și este extrem de eficient, poate fi toxic și incompatibil cu anumite tipuri de celule, astfel încât Foster se îndreaptă spre natură pentru a concepe o alternativă.
„Natura oferă exemple remarcabile de organisme care supraviețuiesc frigului extrem și altor stresuri, precum deshidratarea”, spune Foster. „Aceste organisme acumulează molecule precum zaharuri și aminoacizi care ajută la protejarea celulelor în aceste condiții. Trehaloza este un exemplu bine cunoscut, iar aminoacizi precum prolina sunt de asemenea asociați cu protecția naturală împotriva stresului.”
Deși utilizarea naturii ca sursă de inspirație pentru crioprezervare nu este nouă, abordarea lui Foster este unică prin faptul că modifică aceste molecule protectoare naturale pentru a crea un singur compus cu mai multe proprietăți crioprotectoare complementare. Dacă va avea succes, această nouă abordare ar putea duce la aplicații semnificative dincolo de sănătatea umană.
„Crioprezervarea poate fi folosită pentru a stoca spermă, ovule, embrioni, țesuturi și alte materiale genetice de la specii amenințate”, spune Foster. „Aceste colecții congelate pot acționa ca bănci genetice care pot susține programele de reproducere și ajuta la conservarea diversității genetice.”
Deși cercetarea se află încă în stadii incipiente și aplicațiile clinice sunt departe, lucrarea va fi o verigă esențială în efortul pe termen lung de îmbunătățire a tratamentelor de fertilitate, a transplanturilor de organe și a conservării biodiversității.
„Crioprotectori mai buni sunt doar o parte a provocării”, spune el. „Îmbunătățirile în tehnologiile de congelare și decongelare, livrarea crioprotectorilor în țesuturi și organe complexe, testarea biologică, inginerie și, în final, transpunerea clinică sau de reglementare vor fi toate importante. Indiferent dacă aceste molecule particulare vor găsi sau nu aplicații directe, lucrarea poate ajuta la identificarea unor proprietăți și strategii de proiectare care ar putea fi utile de urmat.”
