La naturaleza ha desarrollado azúcares, aminoácidos, y proteínas anticongelantes especiales como crioprotectores. Las personas utilizan disolventes orgánicos y polímeros sintéticos como aditivos para evitar que los cultivos celulares se dañen por congelación. Ahora, Los científicos ingleses han combinado ambos métodos:En un trabajo publicado en la revista Angewandte Chemie , introdujeron la poliprolina, un polipéptido hecho del aminoácido natural prolina, como crioprotector eficaz para monocapas de células.

La célula viva es muy vulnerable a la congelación y descongelación. Los cristales de hielo pueden dañar físicamente las membranas celulares y los orgánulos, y la deshidratación puede cambiar el potencial osmótico con un impacto severo en la integridad de la membrana y la célula. Por otra parte, Los cultivos celulares se almacenan habitualmente en estado congelado o vitrificado hasta que se necesitan en la medicina de trasplantes o para la investigación básica. Para criopreservación, Los crioprotectores como el dimetilsulfóxido son esenciales pero se necesitan grandes volúmenes. y, con mucho, no todas las células se recuperan después de la descongelación.

La naturaleza ofrece sus propios crioprotectores:los organismos en el agua de mar helada producen glicoproteínas anticongelantes para evitar la recristalización del hielo. Para aplicaciones biomédicas, sin embargo, la disponibilidad de glicoproteínas anticongelantes es bastante limitada; además, siempre está la cuestión de la inmunotolerancia. Se ha descubierto que los polímeros sintéticos pueden imitar la actividad anticongelante, pero una estructura polimérica "totalmente natural" basada en péptidos sería más atractiva. Este enfoque de base biológica es perseguido por Matthew Gibson y su equipo en la Universidad de Warwick, REINO UNIDO. Los científicos proponen la poliprolina, un polipéptido elaborado únicamente a partir del aminoácido natural prolina, como un crioprotector alternativo versátil.

El aminoácido prolina es especial entre los aminoácidos naturales porque no puede formar enlaces de hidrógeno con otras partes estructurales del péptido cuando se integra en un péptido. "Debido a esto, es soluble en agua pero bastante hidrofóbico, como es el caso de la proteína anticongelante I, "observaron los científicos. Encontraron que la poliprolina comparte algunos patrones de superficie críticos con las proteínas anticongelantes modelo. Esta" estructura anfipática 'irregular' "de la poliprolina, Se pensaba que ayudaba a inhibir la recristalización del hielo al descongelarse. Es más, el aminoácido libre prolina, el componente básico de la poliprolina, sirve como un crioprotector natural por sí solo; las células vegetales sobreproducen prolina para mantener su equilibrio osmótico y protegerse de la deshidratación.

Luego, los científicos probaron la combinación de prolina / poliprolina en un sistema de prueba de cultivos celulares adherentes que se sometieron a condiciones de congelación-descongelación. Primero, la monocapa celular se incubó en una mezcla de disolvente dimetilsulfóxido y prolina, luego se añadió poliprolina. La recuperación celular después de la congelación se duplicó en comparación con un régimen que tenía dimetilsulfóxido como único crioprotector. Los científicos señalaron que su estrategia podría mantener la exposición al solvente al mínimo, dejando así las células en un entorno lo más natural posible. Aunque un análisis más detallado mostrará si todas las funciones celulares se conservan, La poliprolina sintética se ha presentado aquí como un atractivo inhibidor de la recristalización del hielo totalmente natural para el almacenamiento de cultivos celulares biológicos.