Wetenschappers aan de Universiteit van Leipzig, in samenwerking met collega's uit Duitsland en Engeland, zijn erin geslaagd om cellulaire processen omkeerbaar te vertragen. Een team van biofysici onder leiding van professor Josef Alfons Käs en dr. Jörg Schnauß kon in experimenten aantonen dat cellen in slow motion kunnen worden overgebracht zonder de temperatuur te veranderen.

Fysiek gezien, dergelijke mogelijkheden waren tot nu toe alleen beschikbaar in de context van de relativiteitstheorie. De onderzoekers publiceerden onlangs hun bevindingen in het gerenommeerde tijdschrift Geavanceerde materialen . Cellen zijn niet alleen onze biologische bouwstenen, maar ook zeer dynamisch, actieve systemen. De onderzoeksgroep onder leiding van professor Käs is erin geslaagd deze dynamiek met zwaar water aanzienlijk te verminderen, zonder de cellen te beschadigen.

"Over het algemeen, veel mensen kennen zwaar water vanwege het belangrijke technische gebruik in kerncentrales. We hebben het hier anders aangepakt en hebben kunnen laten zien dat voor cellen, tijd - of, specifieker, hun dynamiek - kan aanzienlijk worden vertraagd in de aanwezigheid van zwaar water, " zei Kas, die zich heeft toegelegd op het onderzoeken van de fysische eigenschappen van cellen en weefsel.

Uit het onderzoek bleek op verschillende biologische niveaus dat de beweging van cellen en hun dynamiek alleen in slow motion plaatsvond. "Het is heel intrigerend dat de cellulaire dynamiek bij dezelfde temperatuur kan worden vertraagd. Tot nu toe, alleen de relativiteitstheorie heeft zulke mogelijkheden geboden in de fysieke context, ", legt Käs uit. Hij voegde eraan toe dat de resultaten de basis vormen van een methode om cellen en organen langduriger bescherming te bieden tegen degeneratie.

De onderzoekers bevestigden dit effect met verschillende complementaire methoden en schreven de waarnemingen toe aan een verhoogde interactie tussen de structurele eiwitten. "Zwaar water vormt ook waterstofbruggen, maar deze zijn sterker dan in normale waterige omgevingen. Als resultaat, structurele eiwitten zoals actine lijken sterker met elkaar te interageren en kort aan elkaar te kleven. Wat hier spectaculair is, is dat de effecten omkeerbaar zijn, met cellen die hun oorspronkelijke eigenschappen weer tonen zodra ze in een normaal waterig medium worden overgebracht, " zei Dr. Jörg Schnauß. "Wat nog verbazingwekkender is, is dat deze veranderingen de vingerafdruk van een passief materiaal laten zien. Echter, cellen zijn zeer actief en verre van thermodynamisch evenwicht. Als ze zich gedragen als een passief materiaal, ze zijn meestal dood, ", voegde Kas eraan toe.

Echter, zoals de onderzoekers konden aantonen, dit was niet het geval in hun experimenten. Nu hopen ze de opgedane kennis te kunnen gebruiken om cellen of zelfs weefsel langer vitaal te houden. Als deze aanpak wordt bevestigd, zwaar water kan worden gebruikt voor langere opslagtijden, bijvoorbeeld tijdens orgaantransplantaties.