Organopbevaring et skridt nærmere med kryokonservering

Australske videnskabsmænd har taget det første skridt mod forbedret opbevaring af menneskelige celler, hvilket kan føre til sikker opbevaring af organer som hjerter og lunger.

Holdets opdagelse af nye kryobeskyttende midler åbner døren til, at mange flere bliver udviklet, som en dag kan hjælpe med at eliminere behovet for organtransplantationsventelister. Deres resultater er offentliggjort i Journal of Materials Chemistry B .

Kryokonservering er en proces med at køle biologiske prøver ned til meget lave temperaturer, så de kan opbevares i lang tid. Opbevaring af celler gennem kryokonservering har haft store fordele for verden - herunder at øge forsyningerne i blodbanker og hjælpe med reproduktion - men det er i øjeblikket umuligt at opbevare organer og simple væv.

Den ledende forsker, Dr. Saffron Bryant fra RMIT University, sagde, at i USA blev omkring 60 % af alle donerede hjerter og lunger kasseret.

Mens tallene varierer i andre lande, er opbevarings- og transporttider fortsat et globalt problem.

"Vi har denne massive organmangel, og vi har kun timer til at få et organ fra en donor til en modtager," sagde Bryant.

Omkring 1.850 mennesker står på ventelisten til en organtransplantation i Australien, mens mere end 100.000 amerikanere venter på en transplantation.

Bryant sagde, at transplantationsventelister kunne blive et problem fra fortiden, da RMIT-holdets opdagelse af nye kryobeskyttende midler kunne føre til udviklingen af ​​potentielt tusinder mere, der kunne hjælpe med at holde donerede organer levedygtige i årevis i stedet for timer.

"I de sidste 50 år har kryokonserveringspraksis stort set været afhængig af de samme to kryobeskyttende midler, men de virker ikke for organer og mange celletyper," sagde hun.

Kryobeskyttende midler er som den frostvæske, du putter i din bil for at stoppe motorens frysning, da de tillader opbevaring af celler ved meget lave temperaturer, sagde Bryant.

"Disse midler hjælper med at beskytte mod beskadigelse under kryokonservering, primært mod dehydrering og frysning ved at forhindre dannelsen af ​​iskrystaller, der kan beskadige celler," sagde hun.

"Iskrystaller forårsager skade inde i cellerne. Kryobeskyttende midler stopper isdannelsen, hvilket i stedet fører til en glasagtig struktur, der kan størkne, men ikke forårsager samme slags skade som iskrystaller."

Forskerholdet opdagede, at et kryobeskyttelsesmiddel med to midler, prolin og glycerol, var effektivt til alle fire testede celletyper, inklusive hud- og hjerneceller, som blev inkuberet med kryobeskyttelsesmidlet ved 37 grader Celsius, før de blev frosset.

"Dette kryobeskyttelsesmiddel var mere effektivt og mindre giftigt end dets individuelle komponenter," sagde Bryant.

"Dette er en af ​​de første gange, at denne klasse af opløsningsmidler er blevet systematisk testet for kryokonservering af pattedyrsceller."

"Denne undersøgelse kan føre til udviklingen af ​​potentielt tusindvis af nye kryobeskyttende midler, der kan skræddersyes til specifikke celletyper."

Bryant sagde, at inkubation af disse celler med kryobeskyttelsesmidlet ved 37 grader Celsius i flere timer før frysning og holde dem levedygtige er et afgørende skridt i retning af opbevaring af organer og væv.

"Det betyder, at vi kan udsætte organer for kryobeskyttelsesmidlerne længe nok til, at de kan trænge ind i de dybeste lag af organet uden at forårsage skade," sagde hun.

"Vi har en lang vej at gå med vores forskning, da vi kun har set på enkeltceller, og det er en meget mere kompliceret proces for organer."

"Men hvis vi kan udvikle denne tilgang til at opbevare organer, kunne vi eliminere organmangel - der ville slet ikke være nogen ventelister."

Som et næste trin vil RMIT-teamet undersøge måder at kryokonservere nye celletyper, herunder nogle der ikke kan fryses og holdes levedygtige ved hjælp af nuværende metoder.

"Vi arbejder også med Lifeblood for at undersøge kryokonservering af blodprodukter såsom blodplader, som er afgørende for behandlingen af ​​patienter, der har lidt betydeligt blodtab," sagde Bryant.

"Nuværende teknologi muliggør kun opbevaring af blodplader i op til en uge, men med vellykket kryokonservering kan de opbevares i årevis." + Udforsk yderligere

Ny indsigt sætter en stopper for mekanismerne til sikker kryokonservering af biologiske materialer