A natureza desenvolveu açúcares, aminoácidos, e proteínas anticongelantes especiais como crioprotetores. As pessoas usam solventes orgânicos e polímeros sintéticos como aditivos para evitar que as culturas de células causem danos por congelamento. Agora, Cientistas ingleses combinaram os dois métodos:Em trabalho publicado na revista Angewandte Chemie , eles introduziram poliprolina, um polipeptídeo feito do aminoácido natural prolina, como um crioprotetor eficaz para monocamadas de células.

A célula viva é muito vulnerável ao congelamento e descongelamento. Os cristais de gelo podem danificar fisicamente as membranas celulares e organelas, e a desidratação pode alterar o potencial osmótico com severo impacto na membrana e integridade celular. Por outro lado, as culturas de células são armazenadas rotineiramente em um estado congelado ou vitrificado até que sejam necessárias na medicina de transplante ou para pesquisa básica. Para criopreservação, crioprotetores como dimetilsulfóxido são essenciais, mas grandes volumes são necessários, e de longe nem todas as células são recuperadas após o descongelamento.

A natureza oferece seus próprios crioprotetores:organismos em água do mar gelada produzem glicoproteínas anticongelantes para prevenir a recristalização do gelo. Para aplicações biomédicas, Contudo, a disponibilidade de glicoproteínas anticongelantes é bastante limitada; além do mais, há sempre a questão da imunotolerância. Verificou-se que polímeros sintéticos são capazes de imitar a atividade anticongelante, mas uma estrutura polimérica "totalmente natural" baseada em peptídeos seria mais atraente. Esta abordagem de base biológica é seguida por Matthew Gibson e sua equipe da Universidade de Warwick, REINO UNIDO. Os cientistas propõem poliprolina, um polipeptídeo feito apenas a partir do aminoácido natural prolina, como um crioprotetor alternativo versátil.

O aminoácido prolina é especial entre os aminoácidos naturais porque não pode formar ligações de hidrogênio com outras partes estruturais do peptídeo quando integrado em um peptídeo. "Devido a isso, é solúvel em água, embora seja bastante hidrofóbico, como é o caso da proteína anticongelante I, "os cientistas observaram. Eles descobriram que a poliprolina compartilha alguns padrões de superfície críticos com proteínas anticongelantes modelo. Esta" estrutura anfipática "irregular" da poliprolina, foi pensado para ajudar a inibir a recristalização do gelo após o descongelamento. Além disso, o aminoácido prolina livre, o bloco de construção de poliprolina, serve como um crioprotetor natural por conta própria; as células vegetais superproduzem prolina para manter seu equilíbrio osmótico e se proteger da desidratação.

Os cientistas então tentaram a combinação prolina / poliprolina em um sistema de teste de culturas de células aderentes que foram submetidas a condições de congelamento e descongelamento. Primeiro, a monocamada de células foi incubada em uma mistura de solvente dimetilsulfóxido e prolina, então poliprolina foi adicionada. A recuperação celular após o congelamento foi duplicada em comparação com um regime tendo dimetilsulfóxido como o único crioprotetor. Os cientistas apontaram que sua estratégia poderia manter a exposição ao solvente no mínimo, deixando assim as células em um ambiente o mais natural possível. Embora uma análise mais aprofundada mostre se todas as funções celulares são realmente mantidas, poliprolina sintética foi apresentada aqui como um inibidor de recristalização de gelo totalmente natural atraente para armazenamento de cultura de células biológicas.