Un truc de la tardigrade ar putea ajuta sângele uman să reziste la îngheț
Tardigradele, cunoscute și sub numele de urși de apă, sunt renumite pentru abilitatea lor de a supraviețui în condiții extreme.
Aceste organisme se protejează în medii extreme prin intermediul unor proteine, iar cercetătorii au dezvoltat o strategie eficientă și eficace pentru a prezerva celulele roșii din sângele uman. Într-un studiu publicat în ACS Applied Materials & Interfaces, cercetătorii anunță că noua metodă, mai simplă decât tehnica actuală de congelare care implică glicerolul, a restabilit numărul de celule roșii din sângele șoarecilor anemici.
Tardigradele supraviețuiesc la condiții care ar distruge majoritatea celorlalte forme de viață: îngheț, deshidratare și vacuumul din spațiu. Cercetătorii au realizat chiar și tatuaje mici pe aceste organisme, care nu par afectate. Studiind modul în care aceste creaturi reușesc să supraviețuiască, cercetătorii speră să găsească metode de protejare a celulelor umane.
Una dintre aplicațiile potențiale este crioprezervarea celulelor roșii din sânge – un proces care permite stocarea tipurilor rare de sânge pentru perioade îndelungate, până la utilizarea lor. Celulele sanguine sunt de obicei tratate cu glicerol pentru a preveni formarea cristalelor de gheață în timpul congelării. Totuși, glicerolul trebuie îndepărtat înainte de transfuzie, ceea ce provoacă daune celulelor. Tardigradele oferă o opțiune mai simplă: acestea dispun de o proteină numită CAHS (solubilă în căldură, abundentă în citoplasmă), pe care o folosesc pentru a supraviețui în condiții extreme. Aceste proteine interacționează într-un mod unic cu trehaloză, un zahăr care stabilizează membranele și proteinele celulare, utilizat frecvent pentru a reduce arderea din congelare în alimentele congelate.
Astfel, Hui Yang, Leming Sun și colegii lor și-au propus să exploreze dacă combinarea proteinelor CAHS cu trehaloză ar putea proteja celulele roșii din sângele șoarecilor mai bine decât glicerolul singur.
„Acest studiu a fost prima noastră încercare de a traduce o lecție dintr-un organism extraordinar de rezistent într-o strategie practică de conservare a celulelor”, a declarat Leming Sun. Dacă metoda va fi dezvoltată suplimentar, ar putea simplifica procesul de dezghețare, reduce problemele asociate cu glicerolul rezidual și ajuta la păstrarea calității celulelor stocate.
Cercetătorii au stabilit că, mai degrabă decât să utilizeze proteina CAHS în întregime, o secțiune a acesteia oferea efectul protector dorit. Atunci când a fost combinată cu trehaloză la o temperatură scăzută și apoi congelată în azot lichid, cele două componente au modificat modul în care se formau și se topeau cristalele de gheață, protejând celulele de daune. După dezghețarea celulelor, CAHS-trehaloză putea fi ușor îndepărtată prin centrifugare. Până la 89% din celulele roșii din sângele șoarecilor conservate prin noua metodă s-au recuperat complet, comparativ cu aproximativ 82% din celulele congelate cu glicerol.
În cele din urmă, echipa a testat noua abordare de crioprezervare și a descoperit că celulele sanguine erau biocompatibile după ce au fost congelate, dezghețate și spălate. La șoarecii anemici, o transfuzie cu sânge crioprezervat a îmbunătățit semnificativ numărul de celule sanguine și nivelurile de hemoglobină, fără a provoca o reacție inflamatorie.
Cercetătorii speră că această lucrare poate contribui la proiectarea unor strategii mai bune pentru crioprezervare și chiar la dezvoltarea unor metode de protecție pentru sânge care să funcționeze la temperatura camerei.
