Impacto de la temperatura de nucleación y el almidón hidroxiétil en el crecimiento de los cristales de hielo:...

Área de la Ciencia:

• Criobiología
• Biología celular
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• Los productos de células criopreservadas son sensibles a las fluctuaciones de temperatura durante la manipulación y el transporte.
• Estas excursiones de temperatura pueden comprometer la calidad del producto más allá de la simple duración y las métricas de temperatura máxima.
• El crecimiento de cristales de hielo durante el recalentamiento es un factor clave que afecta la supervivencia celular.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de los eventos de calentamiento transitorios (TWE) en las células criopreservadas.
• Evaluar cómo la composición del crioprotector y la temperatura de nucleación del hielo influyen en el crecimiento de los cristales de hielo y la viabilidad celular.
• Identificar estrategias para mejorar la resistencia celular a las excursiones de temperatura durante el almacenamiento y el transporte.

Principales métodos:

• Se utilizó la criomicroscopia para rastrear el crecimiento de cristales de hielo durante cinco TWE con temperaturas máximas variables (-30 °C, -20 °C, -10 °C).
• Condiciones de congelación modificadas mediante la adición de almidón hidroxietil (HES) o la reducción de la temperatura de nucleación del hielo.
• Perfiles de temperatura registrados en unidades de sangre del cordón umbilical para simular condiciones del mundo real.

Principales resultados:

• El mayor aumento de la superficie de los cristales de hielo se produjo cuando la temperatura máxima de recalentamiento alcanzó -10 °C.
• El almidón hidroxietil (HES) aceleró la recristalización pero ofreció protección a las células de Jurkat después de una TWE.
• La disminución de la temperatura de nucleación mejoró la viabilidad celular a -20°C, independientemente de la presencia de HES.

Conclusiones:

• El crecimiento de cristales de hielo no es la única causa de lesión durante el recalentamiento transitorio; otras tensiones dependientes de la temperatura están involucradas.
• La optimización de la formulación del crioprotector y la temperatura de nucleación puede mejorar significativamente la resiliencia celular.
• Estos hallazgos tienen implicaciones para reducir la pérdida de calidad de los productos terapéuticos criopreservados durante el tránsito.