Le proteine che si legano al ghiaccio offrono una soluzione innovativa per conservare gli organi per il trapianto
Il progetto CRYOPRESERVATION, finanziato dall’UE, ha studiato come congelare e scongelare gli organi umani senza compromettere la loro idoneità per il trapianto. Uno dei principali problemi legati alla conservazione di un organo per più di un paio d’ore è la crescita di ghiaccio – quando gli organi vengono congelati, i cristalli di ghiaccio che si espandono danneggiano le cellule in un modo che ne impedisce la rianimazione. Le tempistiche dei trapianti È per questo che un organo destinato al trapianto, come un cuore, un fegato, un polmone o un intestino, attualmente viene tenuto al fresco ma non congelato, il che comporta un durata di non più di qualche ora. Un cuore o un polmone è adatto al trapianto per sei ore prima che cominci a deteriorarsi. Un pancreas e un fegato vanno sprecati dopo 12 ore, mentre un rene deve essere trapiantato entro 30 ore. Con tempi così stretti e con i problemi logistici legati al trapianto degli organi donati, molti di essi vanno perduti. Il progetto CRYOPRESERVATION ha quindi cercato di trovare un modo per congelare gli organi che permetta di conservarli a lungo termine e un sistema più efficiente per allocare gli organi a pazienti compatibili. La chiave di questo processo è l’uso di proteine antigelo, un tipo di proteine che si legano al ghiaccio e aiutano gli organismi a resistere o a sopportare il congelamento, sia sulla terraferma che in mare. Proteine che si legano al ghiaccio Le proteine che si legano al ghiaccio sono state scoperte circa 50 anni fa nei pesci dell’Antartico e si trovano in pesci, piante, insetti e microorganismi resistenti al freddo. Queste proteine inibiscono attivamente la formazione e la crescita di cristalli di ghiaccio. Inoltre la loro superiorità rispetto ad altre sostanze antigelo sta nel fatto che ne servono quantità molto piccole per raggiungere il risultato. Per rendere più facile la loro ricerca, per la quale spesso era necessario lavorare a temperature sotto zero, il team del progetto ha sviluppato un microscopio specializzato provvisto di un refrigeratore che permette un controllo della temperatura nell’ordine dei milligradi. Usando un’illuminazione fluorescente, il team ha potuto vedere dove si trovano le proteine, che sono state marcate con coloranti fluorescenti. Con questi strumenti specializzati, i ricercatori hanno potuto seguire i cristalli di ghiaccio osservando come crescono e come si sciolgono in presenza di proteine che si legano al ghiaccio. La ricerca del progetto ha mostrato che le proteine che si legano al ghiaccio assorbono il ghiaccio per mezzo di un legame irreversibile. Si è scoperto che le proteine degli insetti sono molto più efficienti nell’inibire la crescita del ghiaccio rispetto alle proteine che si trovano nei pesci, ma che le proteine dei pesci si legano al ghiaccio più velocemente. Queste scoperte, secondo il progetto, potrebbero essere fondamentali per lo sviluppo di una tecnica di crio-conservazione per gli organi donati. Altri possibili usi I possibili usi di queste proteine però non sono confinati solo alla conservazione degli organi. Il ricercatore principale del progetto, il prof. Ido Braslavsky dell’Università ebraica di Gerusalemme, ha sottolineato che la crio-conservazione basata su proteine antigelo potrebbe anche rivoluzionare la conservazione del cibo. Alcuni produttori di alimenti hanno già cominciato a usare proteine che si legano al ghiaccio nei loro prodotti per sviluppare nuovi dolci surgelati, ma anche per garantire che gli alimenti scongelati rimangano freschi, proprio come quando sono stati acquistati al supermercato. Il progetto CRYOPRESERVATION, la cui conclusione è prevista per ottobre 2016, è sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca (CER) e dal Settimo programma quadro e ha ricevuto 1 500 000 euro di finanziamenti dall’UE. Per maggiori informazioni, consultare: Pagina del progetto CRYOPRESERVATION su CORDIS
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Israele