Forscher der University of Warwick haben eine Methode zum Speichern fortgeschrittener Zellmodelle entwickelt.
Die Technologie, die in der Zeitschrift geteilt wurde JACS Aukönnte die Kryokonservierung von Zellen, Gewebekulturen und 3D-Zellmodellen verbessern, die für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, darunter Forschung, medizinische Therapien und Landwirtschaft.
Kryokonservierung ist der Prozess des Einfrierens von Zellen bei sehr niedrigen Temperaturen, um sie für eine spätere Verwendung zu konservieren. Wenn Zellen jedoch gefroren sind, kann sich in den Zellen Eis bilden, das sie beschädigen oder töten kann. Dies ist ein besonderes Problem für 2D- und 3D-Zellmodelle, die einige der Eigenschaften von Organen nachbilden und komplexe Strukturen aufweisen, die es Kryoschutzmitteln erschweren, alle ihre Bestandteile zu erreichen.
Die neue Methode, die von den Forschern der University of Warwick entwickelt wurde, verwendet lösliche Polysaccharide zur Bildung von Eiskeimen (eine Art von Molekülen, die mit Eis interagieren), die von Baumpollen produziert werden, um sicherzustellen, dass sich Eis außerhalb von Zellen bildet. Dies trägt dazu bei, die Bildung von schädlichem Eis im Zellinneren zu verhindern. Die Methode wurde an einer Vielzahl von 2D- und 3D-Gewebemodellen getestet und erwies sich als wirksam bei der Verringerung der intrazellulären Eisbildung und der Verbesserung der Zelllebensfähigkeit.
Die Arbeit ist von besonderer Bedeutung aufgrund einer kürzlichen Entscheidung der US-amerikanischen Food and Drug Administration, die die Verpflichtung abschafft, neue Arzneimittel an Tieren zu testen, und den Bedarf an Methoden zur Aufbewahrung und zum Transport von organähnlichen Zellmodellen erweitert.
Dr. Thomas Whale, Department of Chemistry an der University of Warwick, sagte: „Die Kryokonservierung ist für die gesamte biomedizinische Forschung und Arzneimittelentdeckung unerlässlich. Die meisten Menschen gehen davon aus, dass sich die Kryokonservierung darauf konzentriert, die Eisbildung zu stoppen, aber es ist tatsächlich wichtig, die Eisbildung zu unterstützen die höchstmögliche Temperatur. Wir haben dies erreicht und zeigen, dass wir durch die Unterstützung der Eisform die Erholung dieser Zellen dramatisch verbessern können.“
Professor Matthew Gibson, Department of Chemistry, University of Warwick, fügte hinzu: „Diese innovative Arbeit wurde von der Natur inspiriert, die elegante Lösungen entwickelt hat, um genau zu kontrollieren, wann und wo sich Eis bildet. Unsere Entdeckung zeigt, dass wir komplexe Zellmodelle speichern können B. einem Gefrierschrank, sodass sie ‚gebrauchsfertig‘ sind, um die biomedizinische Grundlagenforschung voranzutreiben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine breitere Verfügbarkeit komplexer Zellmodelle die Notwendigkeit von Tierversuchen im Arzneimittelentwicklungsprozess verringern kann.“
Mehr Informationen:
Kathryn A. Murray et al, Chemisch induzierte extrazelluläre Eisnukleation reduziert die intrazelluläre Eisbildung und ermöglicht die 2D- und 3D-Kryokonservierung von Zellen, JACS Au (2023). DOI: 10.1021/jacsau.3c00056