Ein team Japanischer Forscher hat-zum ersten mal-gezeigt, Bewahrung der gefrorenen tierischen Zellen ohne ein cryoprotectant agent (CPA), eine Substanz, die den Schutz der biologischen material von Frostschäden. Halten die Zellen am Leben, alle konventionellen einfrieren Methoden notwendig, um fügen Sie ein CPA, die potenziell giftig und im Zusammenhang mit Zellschäden und Tod. Ihre Methode nur, setzt auf ultrarapid Kühlung-oder die wirklich schnell dem Gefrierpunkt, hält die Zellen vital und biologischen material während einfrieren. Eine sichere einfrieren ohne CPA-Methode würde nicht nur revolutionieren, wie wichtig die Forschung und medizinisches material gelagert wird, aber erheblich Voraus keine und alle Forschungsmethoden in diesen Feldern.
Die Studie wurde veröffentlicht in der Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) am 1. April 2019.
Das Ziel der Kryokonservierung — oder Lagerung bei niedrigen Temperaturen — ist die Erhaltung der biologischen Materialien, einschließlich Gewebe, säugerzellen, Bakterien, Pilze, Pflanzenzellen, und Viren. Dazu gehört auch, Stammzellen, Spermien und Embryonen, von denen alle können anschließend verwendet werden, für die Forschung und/oder klinische Zwecke. Wenn richtig durchgeführt und unter Berücksichtigung von Zell-und Gewebe-spezifischen Kriterien, die Kryokonservierung ist ein wirksames Mittel für die kontinuierliche und langfristige Lagerung und damit die Verfügbarkeit von Geweben und genetisch stabil lebenden Zellen für die akademischen, industriellen und klinischen Forschung. Um eingefrorene Zellen lebendig, das Wasser im inneren und außerhalb der Zellen muss verglast werden oder sich in wirklich kleine Kristall-Strukturen. So weit, dies wurde erreicht, indem die Mittel mindestens ein CPA.
Für diese Studie, die Forscher waren in der Lage, das einfrieren der Zellen schnell und erreicht Verglasung, die ähnlich zu der Verwendung von CPA. „Ultrarapid Kühlung ist viel schneller als die rate der Abkühlung, der üblicherweise bei der Kryokonservierung. Wir nennen es superflash einfrieren, und es kann fast vitrify und cryopreserve lebenden Zellen ohne cryoprotectant agent“, sagt Yoshitake Akiyama, Doktor, entsprechender Autor und Außerordentlicher Professor der Fakultät für Maschinenbau und Robotik, Fakultät für Textil-Wissenschaft und-Technologie, Shinshu University.
Die kritische Abkühlgeschwindigkeit erforderlich, für die CPA-free ultrarapid freezing ist 10000 ° C pro Sekunde, und die Forscher, um Sie zu erreichen, verwendet die inkjet-Zelle-Druck-Technologie. Mit dieser erfinderischen Ansatz, Sie immer wieder experimentiert, wie Sie minimieren das Objekt einfrieren und schließlich festgestellt, dass „superflash einfrieren“ wurde realisiert mit tröpfchengrößen unter 40 pikoliter.
Die Forscher testeten Ihre CPA-free Verfahren von ultrarapid Kühlung, die eine Art von Maus Zellen und erzielten Ergebnisse, die sind sehr vergleichbar mit dem einfrieren mit CPA. Die Methode wurde weiter bestätigt, dass auf eine andere Maus-Zell-Linie und Ratte mesenchymalen Stammzellen und zeigt damit sowohl die Wirksamkeit als auch die Breite Anwendbarkeit.
In Zukunft hoffen die Forscher, Ihre Methode zu erhalten verschiedene Arten von Zellen, einschließlich derer, die besonders empfindlich auf die Kryokonservierung Verfahren. „Wir planen den Einsatz von out-Methode zu cryopreserve anderen Zellen einschließlich der pluripotenten Stammzellen, deren Eigenschaften wie stemness und Differenzierung bekannt sind, anfällig für BPA. Darüber hinaus glauben wir, dass unsere Methode könnte geeignet sein, für Zellen wie hemocytes, die nicht gespeichert werden können, die von einem konventionellen Methode der Kryokonservierung,“ Professor Akiyama hinzu.
Diese Forschung war Teil unterstützt durch mehrere Japan Society for the Promotion of Science (KAKENHI) gewährt und von der Research Grant auf Regulatorische Harmonisierung und Evaluierung von Arzneimitteln, Medizinische Geräte und Regenerative Zelltherapie-Produkte, Gen-Therapie-Produkte und Kosmetik aus der Japan Agency für die Medizinische Forschung und Entwicklung.