Ilustração do crioprotetor da equipe ajudando a proteger uma célula contra danos durante a criopreservação, principalmente de desidratação e congelamento, evitando a formação de cristais de gelo que podem danificar as células. Imagem:Saffron Bryant
Cientistas australianos deram o primeiro passo para melhorar o armazenamento de células humanas, o que pode levar ao armazenamento seguro de órgãos como corações e pulmões.
A descoberta da equipe de novos agentes crioprotetores abre as portas para muitos outros que estão sendo desenvolvidos e que podem um dia ajudar a eliminar a necessidade de listas de espera para transplante de órgãos. Seus resultados são publicados no
Journal of Materials Chemistry B .
A criopreservação é um processo de resfriamento de espécimes biológicos a temperaturas muito baixas para que possam ser armazenados por um longo tempo. Armazenar células por meio da criopreservação trouxe grandes benefícios para o mundo – incluindo o aumento de suprimentos em bancos de sangue e reprodução assistida – mas atualmente é impossível armazenar órgãos e tecidos simples.
O pesquisador principal, Dr. Saffron Bryant da RMIT University, disse que nos Estados Unidos cerca de 60% de todos os corações e pulmões doados foram descartados.
Embora os números variem em outros países, os tempos de preservação e transporte continuam sendo uma questão global.
"Temos essa escassez maciça de órgãos e só temos horas para levar um órgão de um doador para um receptor", disse Bryant.
Cerca de 1.850 pessoas estão na lista de espera para um transplante de órgão na Austrália, enquanto mais de 100.000 americanos estão esperando por um transplante.
Bryant disse que as listas de espera para transplantes podem se tornar um problema do passado, já que a descoberta de novos agentes crioprotetores pela equipe do RMIT pode levar ao desenvolvimento de potencialmente milhares mais que podem ajudar a manter os órgãos doados viáveis por anos, em vez de horas.
"Nos últimos 50 anos, as práticas de criopreservação basearam-se amplamente nos mesmos dois agentes crioprotetores, mas não funcionam para órgãos e muitos tipos de células", disse ela.
Os agentes crioprotetores são como o anticongelante que você coloca em seu carro para parar o congelamento do motor, pois permitem o armazenamento de células em temperaturas muito baixas, disse Bryant.
"Esses agentes ajudam a proteger contra danos durante a criopreservação, principalmente de desidratação e congelamento, impedindo a formação de cristais de gelo que podem danificar as células", disse ela.
Imagem microscópica de células neurais após o congelamento com o novo crioprotetor da equipe. As células foram coradas com corantes fluorescentes. Foto:Saffron Bryant
"Os cristais de gelo causam danos dentro das células. Os crioprotetores param a formação de gelo, levando a uma estrutura vítrea que pode solidificar, mas não causa o mesmo tipo de dano que os cristais de gelo."
A equipe de pesquisa descobriu que um crioprotetor com dois agentes, prolina e glicerol, era eficaz para todos os quatro tipos de células testados, incluindo células da pele e do cérebro, que foram incubadas com o crioprotetor a 37 graus Celsius antes de serem congeladas.
"Este crioprotetor foi mais eficaz e menos tóxico do que seus componentes individuais", disse Bryant.
"Esta é uma das primeiras vezes que esta classe de solventes foi sistematicamente testada para criopreservação de células de mamíferos."
"Este estudo pode levar ao desenvolvimento de potencialmente milhares de novos agentes crioprotetores que podem ser adaptados para tipos específicos de células".
Bryant disse que incubar essas células com o crioprotetor a 37 graus Celsius por várias horas antes do congelamento e mantê-las viáveis é um passo crucial para o armazenamento de órgãos e tecidos.
"Isso significa que podemos expor órgãos aos crioprotetores por tempo suficiente para que eles penetrem nas camadas mais profundas do órgão sem causar danos", disse ela.
“Temos um longo caminho a percorrer com nossa pesquisa, pois analisamos apenas células únicas e é um processo muito mais complicado para órgãos”.
"Mas se pudermos desenvolver essa abordagem para armazenar órgãos, poderíamos eliminar a escassez de órgãos - não haveria nenhuma lista de espera".
Como próximo passo, a equipe do RMIT investigará maneiras de criopreservar novos tipos de células, incluindo algumas que não podem ser congeladas e mantidas viáveis usando os métodos atuais.
"Também estamos trabalhando com a Lifeblood para investigar a criopreservação de produtos sanguíneos, como plaquetas, que são vitais para o tratamento de pacientes que sofreram perda significativa de sangue", disse Bryant.
"A tecnologia atual só permite o armazenamento de plaquetas por até uma semana, mas com uma criopreservação bem-sucedida, elas podem ser armazenadas por anos".
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