Białka wiążące lód – innowacyjne rozwiązanie na potrzeby konserwacji organów do przeszczepu
Partnerzy finansowanego ze środków UE projektu CRYOPRESERVATION badają, jak skutecznie zamrażać i odmrażać ludzkie organy w taki sposób, aby nadal nadawały się do przeszczepu. Jednym z głównych problemów związanych z przechowywaniem organu dłużej niż kilka godzin jest wzrost kryształków lodu – po zamrożeniu organów, rozrastające się kryształki lodu doprowadzają do uszkodzenia komórek w takim stopniu, że nie można ich ponownie pobudzić do życia. Krótki czas na przeszczep Z tego właśnie powodu organ przeznaczony do przeszczepu, taki jak serce, wątroba, płuca czy jelito, jest obecnie schładzany, ale nie zamrażany, przez co jego żywotność nie przekracza kilku godzin. Serca lub płuca nadają się do przeszczepu tylko przez sześć godzin, ponieważ później ich stan zaczyna się pogarszać. Trzustka i wątroba zostaną zmarnowane po upływie 12 godzin, a przeszczep nerek musi nastąpić w ciągu 30 godzin. Zważywszy na krótki czas i wyzwania logistyczne związane z przeszczepem, wiele organów dawców ulega utracie. Prace nad projektem CRYOPRESERVATION skupiły się zatem na znalezieniu skutecznego sposobu zamrażania organów, który umożliwiłby ich długoterminowe przechowywanie w banku organów, i stworzeniu efektywniejszego systemu przydzielania ich zgodnym biorcom. Kluczowe znaczenie w tym procesie mają białka zapobiegające zamarzaniu – to rodzaj białek, dzięki którym organizm zyskuje odporność albo jest w stanie wytrzymać mróz, zarówno na lądzie, jak i w wodzie. Białka wiążące lód Białka wiążące lód odkryto około 50 lat temu w rybach antarktycznych. Są w nie wyposażone także odporne na zimno ryby, rośliny, owady i mikroorganizmy. Aktywnie hamują tworzenie się i rozrost lodu krystalicznego. Ponadto ich przewaga nad substancjami przeciwdziałającym zamarzaniu polega na tym, że są skuteczne w bardzo niewielkich ilościach. Aby ułatwić prowadzenie badań i prac często w temperaturach poniżej zera, zespół opracował specjalistyczny mikroskop wyposażony w stopniowy ochładzacz, który umożliwia kontrolowanie temperatury z dokładnością do milistopnia. Wykorzystując oświetlenie fluorescencyjne, naukowcy byli w stanie zobaczyć, gdzie są zlokalizowane białka oznakowane barwnikami fluorescencyjnymi. Dzięki tym wyspecjalizowanym narzędziom zaobserwowali wzrost kryształków lodu i ich topnienie w obecności białek wiążących lód. W toku badań wykazano, że białka wiążące lód absorbują go za pomocą nieodwracalnego wiązania. Odkryto, że białka owadów są znacznie skuteczniejsze w hamowaniu wzrostu lodu niż białka ryb, aczkolwiek te ostatnie szybciej się z nim wiążą. Partnerzy projektu są przekonani, że ustalenia te mogą mieć kluczowe znaczenie dla opracowania techniki kriokonserwacji organów dawców. Inne możliwe zastosowania Potencjalne przeznaczenie tego typu białek nie ogranicza się tylko do przechowywania organów. Kierownik naukowy projektu, prof. Ido Braslavsky z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie zauważył, że kriokonserwacja na bazie białek zapobiegających zamarzaniu może także zrewolucjonizować przechowywanie żywności. Niektórzy producenci żywności już zaczęli stosować białka wiążące lód w swoich produktach z zamiarem opracowania słodkich przekąsek mrożonych, ale także by zadbać o to, aby rozmrożona żywność była równie świeża, jak zaraz po kupieniu jej w supermarkecie. Projekt CRYOPRESERVATION, nad którym prace mają się zakończyć w październiku 2016 r., uzyskał dofinansowanie na kwotę 1 500 000 EUR ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) i siódmego programu ramowego. Więcej informacji: strona projektu CRYOPRESERVATION w serwisie CORDIS
Kraje
Izrael