Criopreservación
La crioconservación o crioconservación es un proceso en el que los orgánulos , células , tejidos , matriz extracelular , órganos o cualquier otra construcción biológica susceptible al daño causado por la cinética química no regulada se conservan mediante el enfriamiento a temperaturas muy bajas [1] (típicamente -80 ° C usando dióxido de carbono sólido o -196 ° C usando nitrógeno líquido ). A temperaturas suficientemente bajas, cualquier enzimáticoo se detiene efectivamente la actividad química que pueda causar daño al material biológico en cuestión. Los métodos de crioconservación buscan alcanzar bajas temperaturas sin causar daño adicional causado por la formación de cristales de hielo durante la congelación. La crioconservación tradicional se ha basado en recubrir el material a congelar con una clase de moléculas denominadas crioprotectores . Se están investigando nuevos métodos debido a la toxicidad inherente de muchos crioprotectores. [2] La crioconservación de los recursos zoogenéticos se realiza con la intención de conservar la raza.
Los osos de agua ( Tardigrada ), organismos multicelulares microscópicos, pueden sobrevivir a la congelación reemplazando la mayor parte de su agua interna con el azúcar trehalosa , evitando su cristalización que de otro modo daña las membranas celulares.. Las mezclas de solutos pueden lograr efectos similares. Algunos solutos, incluidas las sales, tienen la desventaja de que pueden ser tóxicos en concentraciones intensas. Además del oso de agua, las ranas de madera pueden tolerar la congelación de su sangre y otros tejidos. La urea se acumula en los tejidos en preparación para la hibernación y el glucógeno hepático se convierte en grandes cantidades en glucosa en respuesta a la formación de hielo interno. Tanto la urea como la glucosa actúan como "crioprotectores" para limitar la cantidad de hielo que se forma y reducir la contracción osmótica de las células. Las ranas pueden sobrevivir a muchos eventos de congelación / descongelación durante el invierno si no se congela más del 65% del agua corporal total. La investigación que explora el fenómeno de las "ranas congeladas" ha sido realizada principalmente por el investigador canadiense, Dr. Kenneth B.Piso. [ cita requerida ]
La tolerancia a la congelación , en la que los organismos sobreviven al invierno congelando sólidos y cesando las funciones vitales, se conoce en unos pocos vertebrados: cinco especies de ranas ( Rana sylvatica , Pseudacris triseriata , Hyla crucifer , Hyla versicolor , Hyla chrysoscelis ), una de las salamandras ( Salamandrella). keyserlingii ), una de serpientes ( Thamnophis sirtalis ) y tres de tortugas ( Chrysemys picta , Terrapene carolina , Terrapene ornata ). [3] Tortugas mordedoras Chelydra serpentina y lagartijas Podarcis muralistambién sobreviven a la congelación nominal, pero no se ha establecido que sea adaptable para la hibernación. En el caso de Rana sylvatica, un crioconservante es la glucosa ordinaria, cuya concentración aumenta en aproximadamente 19 mmol / l cuando las ranas se enfrían lentamente. [3]
Uno de los primeros teóricos de la criopreservación fue James Lovelock . En 1953, sugirió que el daño a los glóbulos rojos durante la congelación se debía al estrés osmótico , [4] y que el aumento de la concentración de sal en una célula que se deshidrata podría dañarla. [5] [6] A mediados de la década de 1950, experimentó con la criopreservación de roedores, determinando que los hámsteres podían congelarse con el 60% del agua en el cerebro cristalizada en hielo sin efectos adversos; se demostró que otros órganos eran susceptibles de sufrir daños. [7]
