La sangre donada se puede refrigerar y
almacenar durante seis semanas. Sin embargo, los órganos donados tienen una vida
útil muy corta. Un corazón o los pulmones pueden mantenerse viables para el
trasplante sólo seis horas, el páncreas o el hígado se mantienen doce horas
fuera del cuerpo y el riñón menos de treinta horas. Todo órgano donado que pasa
su marco de tiempo se desperdicia en lugar de salvar vidas.
La congelación de órganos, en lugar de su
refrigeración, parece ser una solución lógica, pero en la práctica no funciona.
Cuando los órganos se congelan, forman cristales de hielo y causan daños
irreversibles a las células.
“La capacidad de congelar y descongelar
órganos sin causar daños al órgano sería revolucionario en términos de nuestras
oportunidades de salvar vidas,” sugiere el profesor Ido Braslavsky del
Instituto de Bioquímica, Ciencias de los Alimentos y Nutrición de la Facultad
de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente en la Universidad Hebrea de
Jerusalem.
Braslavsky y su equipo de investigación
están contribuyendo de manera significativa a la criopreservación de órganos –
el proceso de conservación de células, tejidos y órganos en temperaturas bajo
cero.
Esto permitiría almacenar tejidos y órganos
a largo plazo, así como una compatibilidad más eficaz entre el donante y el
paciente para salvar las vidas de millones de personas en todo el mundo.
La investigación de la criopreservación
está avanzando en todo el mundo. La Alianza de Preservación de Órganos, una
organización no lucrativa estadounidense fundada en 2014, tiene por objeto
acelerar y coordinar la investigación del almacenamiento de órganos humanos. El
año pasado, la Cumbre Mundial para el Almacenamiento de Órganos reunió a
destacados científicos, inversionistas y responsables de elaborar políticas
para discutir cómo transformar el trasplante de órganos.
Proteínas anticongelantes
Braslavsky se especializa en la
investigación de las “proteínas anticongelantes,” es decir, proteínas de unión
de hielo que ayudan a los organismos a resistir o soportar la congelación en el
agua o en la tierra mediante la inhibición de la formación y el crecimiento de cristales
de hielo.
Las proteínas de unión de hielo fueron
descubiertas hace unos 50 años en peces antárticos y ahora se sabe que existen
en peces, plantas, insectos y microorganismos resistentes al frío.
A diferencia de otros tipos de sustancias anticongelantes,
basta con proteínas de unión de hielo en cantidades muy bajas para hacer su
tarea eficazmente.
“Investigamos la interacción de las
proteínas de unión de hielo con cristales de hielo. Puesto que estamos
trabajando a temperaturas de grados centígrados bajo cero y necesitamos una
alta precisión de temperatura de trabajo, se diseñó un microscopio
especializado con un enfriador de fase que permite el control de la temperatura
a un nivel miligrado y la congelación.
Mediante el uso de la iluminación
fluorescente, podemos ver dónde se encuentran las proteínas, etiquetados con
tintes fluorescentes,. Con estos dispositivos, podemos seguir los cristales de
hielo a medida que crecen y se funden en presencia de las proteínas de unión de
hielo,” indica Braslavsky.
Braslavsky y su equipo colaboraron con el
Prof. Peter Davies de la Universidad de Queens en Canadá para investigar el
misterio de cómo las proteínas de unión de hielo detienen la formación de
cristales de hielo.
Ellos descubrieron que las proteínas
anticongelantes se unen permanentemente con hielo. “Hemos descubierto que las
proteínas en los insectos son mucho más eficientes en la inhibición del
crecimiento del hielo que las proteínas presentes en el pescado, pero las
proteínas de pescado se unen más rápido al hielo,” señaló Braslavsky.
Para órganos y alimentos
Este hallazgo, publicado en las revistas
Langmuir y RSC Advances de 2015, podría ser crucial a fin de aprovechar estas
proteínas para la conservación de órganos congelados y alimentos congelados.
“El crecimiento del hielo también es un
problema importante en los alimentos congelados”, dijo Braslavsky, cuyo equipo
intenta utilizar las proteínas de unión de hielo en alimentos.
“Muchos conocemos el helado que ha perdido
su textura en congeladores, o la carne que ha perdido gran parte de su líquido
y frescura después de descongelarlos. Las proteínas de unión de hielo pueden
permitir el control de hielo en los alimentos congelados y el desarrollo de
nuevos alimentos de este tipo. Algunos fabricantes de alimentos ya han empezado
a utilizar las proteínas de unión de hielo en sus productos.”
El trabajo pionero de Braslavsky en el
estudio de la interacción entre las proteínas anticongelantes y el hielo se
está expandiendo al desarrollo de las técnicas de criocpreservación que
permitirán la reactivación de las células y los tejidos, al tiempo que se
restaura su forma y función.
El estudio es respaldado por el Consejo
Europeo de Investigación, el Séptimo Programa Marco de la Unión Europea (FP7), y
la Fundación de Ciencias de Israel.
Braslavsky tiene la esperanza de que la
investigación en la criopreservación esté cerca de las puertas del éxito. “Los
recientes desarrollos en las metodologías de criobiología y el uso de
materiales con interacción específica a cristales de hielo, como las proteínas
de unión de hielo abren la posibilidad de un avance significativo en la
criopreservación de células y órganos,” concluyó.
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