N.52 – Criopreservación: vida congelada

En esta nota se reseñan dos fuentes sobre criopreservación. En la primera (1) se evalúan las actuales tendencias y perspectivas en la materia, mientras que la segunda (2) es una guía conceptual y operacional

Primera fuente: tendencias actuales en criopreservación (1)

La criopreservación es hoy un proceso imprescindible en la investigación biomédica, así como en diversas aplicaciones médicas, desde la reproducción asistida y los trasplantes hasta las terapias celulares y la identificación de biomarcadores. En el artículo se reseña un sumario de las características físicas, las tendencias dominantes y las perspectivas en materia de criopreservación.

a.- Características físicas

La criobiología se basa en complejos procesos y reacciones fisicoquímicas. Al caer la temperatura, el agua del espacio extracelular pasa del estado líquido al sólido y el ciclo comienza con la formación de cristales de hielo. Al estar el agua en contacto con los cristales, aumenta la concentración de solutos y se induce el flujo de salida osmótico desde el interior de las células. La reducción controlada de la temperatura es necesaria para garantizar la diferencia de presión osmótica suficiente para reducir los niveles de agua dentro de la célula y, por lo tanto, evitar la formación de cristales de hielo dentro de ella. Simultáneamente a la salida del agua, el agente crioprotector ingresa a la célula y aumenta su viscosidad, evitando así la contracción de la célula por deshidratación. Aun cuando estos eventos se desarrollen correctamente tienen sus efectos negativos en las células. Las membranas lipídicas pueden ser destruidas por los cristales de hielo o por la caída de temperatura, la deshidratación causa deformación estructural de la célula y los crioprotectores tienen efectos citotóxicos. Estos factores disminuyen la viabilidad y la proliferación postdescongelamiento, pero también es probable que provoquen perturbaciones más profundas y complejas en la identidad y funcionalidad de la célula.

b.-Tendencias dominantes

Como tendencias dominantes se destacan dos métodos, entre los cuales puede optarse según las propiedades del material:

b.1.- Criopreservación por congelación lenta

La criopreservación por congelación lenta es el estándar en la preservación de cultivos celulares. Aunque esta técnica es ampliamente utilizada en la investigación básica, el aumento de las terapias celulares está generando diversas preguntas sobre la precisión con que se realiza este procedimiento y qué factores deben considerarse para cumplir con los estándares médicos o de fabricación. Una parte importante de la investigación en terapia celular se centra en las células madre adultas (ASC), las que pueden derivarse de diferentes fuentes (sangre periférica, médula ósea o tejido adiposo), y muestran un gran potencial.

b.2.- Vitrificación en la preservación de tejidos

La vitrificación se utiliza principalmente para la conservación de muestras más grandes, como los ovocitos, embriones y tejidos. En contraste con la congelación lenta, la vitrificación se basa en la rápida congelación del material al ponerlo en alta concentración de crioprotector y en contacto con nitrógeno líquido. Este método permite la transición directa del agua del estado líquido al sólido sin formación de cristales. El crioprotector altamente concentrado evita la formación de hielo y, por lo tanto, no es necesario un enfriamiento lento. Aunque la vitrificación exhibe un notorio potencial, cabe considerar que la congelación rápida y drástica es posible gracias a la alta concentración de crioprotector, pero éste también se asocia con una mayor toxicidad. En algunos casos, una limitación adicional es el contacto directo de la muestra con nitrógeno líquido, con predisposición a la contaminación viral o bacteriana

c.- Perspectivas futuras

Es evidente que la criopreservación ha llegado para quedarse y que será indispensable para el progreso futuro de la investigación científica y el desarrollo terapéutico. La cuestión por resolver es cómo evaluar y prevenir sus efectos negativos sobre el material biológico. Una vez que se disponga de un protocolo que pueda preservar el conjunto de folículos, debe asegurarse que la concentración final de crioprotector no interfiera con los mecanismos epigenéticos, y particularmente con la impronta genómica.

Segunda fuente: Guía conceptual y operacional sobre criopreservación (2)

Esta guía comienza señalando la relevancia de la criopreservación de especímenes biológicos para investigación biomédica, medicina clínica, y biotecnología. Cuando las muestras se congelan y se mantienen adecuadamente, pueden permanecer indefinidamente en estado de metabolismo celular suspendido, para descongelarse cuando sea necesario. Las células individuales y los tejidos biológicos pueden crioconservarse con metabolismo celular suspendido, a la temperatura del nitrógeno líquido (–196° C).

El desarrollo del agente crioprotector ha mejorado la viabilidad celular postdescongelamiento. El creciente conocimiento de los procesos fisicoquímicos involucrados ha resultado en protocolos reproducibles. Existen técnicas de congelación para tejidos, células individuales, embriones y microorganismos.

La guía trata los siguientes temas: conceptos básicos, ventajas y retos de la criopreservación, métodos de congelación y almacenamiento, creación de un Master Cell Bank y Working Cell Bank, medio y protocolos de criopreservación, consideraciones de seguridad, solución de problemas y bibliografía