Australische wetenschappers hebben de eerste stap gezet naar een betere opslag van menselijke cellen, wat kan leiden tot een veilige opslag van organen zoals harten en longen.

De ontdekking van nieuwe cryoprotectieve middelen door het team opent de deur naar de ontwikkeling van nog veel meer middelen die op een dag kunnen helpen de noodzaak van wachtlijsten voor orgaantransplantatie te elimineren. Hun resultaten zijn gepubliceerd in het Journal of Materials Chemistry B .

Cryopreservatie is een proces waarbij biologische specimens worden afgekoeld tot zeer lage temperaturen, zodat ze lange tijd kunnen worden bewaard. Het opslaan van cellen door middel van cryopreservatie heeft grote voordelen voor de wereld gehad, waaronder het stimuleren van de voorraden bij de bloedbanken en het ondersteunen van de voortplanting, maar het is momenteel onmogelijk om organen en eenvoudige weefsels op te slaan.

De hoofdonderzoeker, Dr. Saffron Bryant van de RMIT University, zei dat in de Verenigde Staten ongeveer 60% van alle gedoneerde harten en longen werden weggegooid.

Hoewel de cijfers in andere landen variëren, blijven de bewaar- en transporttijden een wereldwijd probleem.

"We hebben enorme orgaantekorten en we hebben maar enkele uren om een ​​orgaan van een donor naar een ontvanger te krijgen," zei Bryant.

Ongeveer 1850 mensen staan ​​op de wachtlijst voor een orgaantransplantatie in Australië, terwijl meer dan 100.000 Amerikanen wachten op een transplantatie.

Bryant zei dat wachtlijsten voor transplantaties een probleem van het verleden zouden kunnen worden, aangezien de ontdekking van nieuwe cryoprotectieve middelen door het RMIT-team zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van mogelijk duizenden meer die kunnen helpen gedoneerde organen jarenlang levensvatbaar te houden in plaats van uren.

"De afgelopen 50 jaar zijn cryopreservatiepraktijken grotendeels gebaseerd op dezelfde twee cryoprotectieve middelen, maar ze werken niet voor organen en veel celtypen", zei ze.

Cryoprotectieve middelen zijn als de antivries die je in je auto doet om te voorkomen dat de motor bevriest, omdat ze de opslag van cellen bij zeer lage temperaturen mogelijk maken, zei Bryant.

"Deze middelen helpen beschermen tegen schade tijdens cryopreservatie, voornamelijk door uitdroging en bevriezing door de vorming van ijskristallen te voorkomen die cellen kunnen beschadigen," zei ze.

"IJskristallen veroorzaken schade in cellen. Cryoprotectanten stoppen de ijsvorming, wat in plaats daarvan leidt tot een glasachtige structuur die kan stollen maar niet dezelfde soort schade aanricht als ijskristallen."

Het onderzoeksteam ontdekte dat een cryoprotectant met twee middelen, proline en glycerol, effectief was voor alle vier de geteste celtypen, inclusief huid- en hersencellen, die werden geïncubeerd met de cryoprotectant bij 37 graden Celsius voordat ze werden ingevroren.

"Deze cryoprotectant was effectiever en minder toxisch dan de afzonderlijke componenten," zei Bryant.

"Dit is een van de eerste keren dat deze klasse van oplosmiddelen systematisch is getest op cryopreservatie van zoogdiercellen."

"Deze studie zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van mogelijk duizenden nieuwe cryoprotectieve middelen die kunnen worden aangepast aan specifieke celtypen."

Bryant zei dat het incuberen van deze cellen met het cryoprotectant bij 37 graden Celsius gedurende enkele uren voorafgaand aan het invriezen en het levensvatbaar houden ervan een cruciale stap is in de richting van de opslag van organen en weefsels.

"Het betekent dat we organen lang genoeg aan de cryoprotectanten kunnen blootstellen zodat ze in de diepste lagen van het orgel kunnen doordringen zonder schade aan te richten," zei ze.

"We hebben nog een lange weg te gaan met ons onderzoek, omdat we alleen naar afzonderlijke cellen hebben gekeken en het is een veel gecompliceerder proces voor organen."

"Maar als we deze aanpak voor het opslaan van organen kunnen ontwikkelen, kunnen we orgaantekorten elimineren - er zouden helemaal geen wachtlijsten zijn."

Als volgende stap zal het RMIT-team manieren onderzoeken om nieuwe celtypen te cryopreserveren, waaronder enkele die niet kunnen worden ingevroren en levensvatbaar kunnen worden gehouden met behulp van de huidige methoden.

"We werken ook samen met Lifeblood om cryopreservatie van bloedproducten zoals bloedplaatjes te onderzoeken, die van vitaal belang zijn voor de behandeling van patiënten die aanzienlijk bloedverlies hebben geleden," zei Bryant.

"Met de huidige technologie kunnen bloedplaatjes maar maximaal een week worden bewaard, maar met succesvolle cryopreservatie kunnen ze jaren worden bewaard." + Verder verkennen

Nieuwe inzichten bevriezen de mechanismen voor het veilig invriezen van biologische materialen