Crioconservare
Crioconservarea sau crioconservarea [1] este un proces de laborator prin care celulele sau țesuturile sunt depozitate la temperaturi foarte scăzute (de obicei la -196 ° C, punctul de fierbere al azotului lichid ). Una dintre tehnicile de crioconservare este vitrificarea .
Crioconservare
Crioconservarea gametilor și a țesuturilor umane are rolul de a menține nealterată structura și funcția celulelor , pentru utilizarea lor în timp, prin tehnici de congelare care utilizează substanțe speciale (așa-numiții „ crioprotectori ”) pentru a evita deteriorarea materialelor biologice legate de la temperaturi scăzute.
Crioprotectoarele sunt macromolecule adăugate la mediul de îngheț pentru a proteja celulele de efectele dăunătoare ale formării cristalelor de gheață intracelulare. Crioprotectorii conferă un grad mai ridicat de supraviețuire celulară în timpul congelării, protejează membrana celulară de leziuni de îngheț, au solubilitate ridicată, au toxicitate scăzută la concentrații mari și greutate moleculară mică , au capacitatea de a interacționa cu apa prin legături de hidrogen .
Principalele tensiuni fizice asociate crioconservării celulare sunt leziunile criogenice și formarea cristalelor de gheață. Într-adevăr, reducerile bruște ale temperaturii duc la răniri la frig în structurile sensibile la temperatură, afectând funcțiile acestora, de exemplu prin modificarea permeabilității membranei sau deteriorarea organelor intracelulare (de exemplu, citoschelet sau fus meiotic) atunci când crioconservarea ovocitelor. De asemenea, deoarece celulele conțin o cantitate mare de apă, poate apărea o tranziție de la apă la gheață la răcire la temperaturi sub zero, ducând la formarea cristalelor de gheață, care pot provoca rănirea celulelor și, eventual, moartea celulelor în sine. Acest lucru este valabil mai ales pentru ovocite, deoarece acestea sunt cele mai mari celule din corp și, de asemenea, cele cu cel mai mare conținut de apă.
În procreația asistată , rolul de întreținere este esențial, pentru crioconservarea ovocitelor sau a spermatozoizilor de la donatori sănătoși sau a celor afectați de patologii care distrug, direct sau prin terapiile utilizate pentru a le învinge (de exemplu, chimioterapie ), sau pur și simplu pentru a întârzia momentul. de concepție. În unele țări, cum ar fi Italia, unde crioconservarea embrionilor a fost interzisă, metodele de crioconservare a gametilor joacă un rol esențial. În Statele Unite , un embrion care a fost crioconservat de douăzeci de ani a fost implantat cu succes [2] .
Istoria crioconservării gametilor
Capacitatea glicerolului de a acționa ca agent crioprotector a fost raportată pentru prima dată de Polge și colab . în 1949. Primele nașteri cu utilizarea materialului seminal uman crioconservat au fost raportate în anii 1950 (Bunge și colab. ) și această tehnică a fost folosită de sute de centre. Crioconservarea ovocitelor umane a pus mari dificultăți. Formarea cristalelor de gheață în interiorul celulei de ou poate produce modificări structurale și funcționale, astfel încât să compromită funcționarea corectă și dezvoltarea embrion-fetală ulterioară. La șoareci, fertilizarea și dezvoltarea fătului au fost raportate pentru prima dată folosind DMSO în 1977 de către Whittingham. Cu toate acestea, multe lucrări din anii următori au sugerat că fertilizarea, dezvoltarea embrionară și fetală pot fi compromise. Principalele modificări se află în fusul meiotic , o structură internă a celulei, esențială pentru funcționarea sa. În anii nouăzeci, au fost raportate sarcini și nașteri în urma crioconservării ovocitelor umane, folosind întotdeauna DMSO ca crioprotector, utilizat cu o metodă numită înghețare „lentă”, în care scăderea programată a temperaturii urmează o sincronizare foarte precisă. Cu toate acestea, au apărut și îngrijorări cu privire la reproductibilitatea datelor, rata scăzută de supraviețuire și fertilizarea ovocitelor și rata ridicată a poliploidiei , cu încetarea sau încetinirea activității științifice în această direcție.
Indicații pentru crioconservarea ovocitelor umane
Există mai multe aplicații potențiale ale tehnicii de crioconservare a ovocitelor. Dintre acestea, alegerea pacienților de a-și păstra patrimoniul în gameți pentru a-și păstra fertilitatea sau cazul, de exemplu, al cancerului, în care terapiile pot distruge patrimoniul ovarian și la pacienții care suferă tehnici de fertilizare asistată . Ovocitele sunt celule unice: dimensiunea lor mare, forma sferică și fragilitatea generală explică multe dintre dificultățile care apar în timpul crioconservării. Ouăle sunt deosebit de sensibile la răcire și sunt sensibile la leziunile criogenice. Forma lor sferică oferă un dezavantaj: un obiect sferic mare are, de fapt, cel mai mic raport suprafață / volum dintre orice formă geometrică.
În prezent, am realizat o sarcină cu un ovocit crioconservat timp de cinci ani [3] comparativ cu cei douăzeci și cinci de ani de crioconservare a spermei . [4]
Vitrificarea
Din 1987, a fost raportată o nouă tehnică (Taylor, 1987), vitrificarea , ca alternativă la înghețarea „lentă”. Își bazează principiul pe faptul că apa nu are timp să formeze cristale de gheață , datorită vâscozității celulare extreme obținută datorită agenților crioprotectori și a ratei ridicate de scădere a temperaturii. Principiul general care permite această procedură este că, cu cât este mai mare viteza de îngheț sau decongelare, cu atât este mai mică concentrația de crioprotector (potențial toxică pentru celulă) necesară pentru a proteja celulele de formarea cristalelor de gheață.
Pentru a obține o viteză de crioconservare foarte mare, este necesar să plasați ovocitul sau embrionul în contact direct cu azotul lichid , care, deși, pe de o parte, nu implică riscuri pentru copilul nenăscut, pe de altă parte, implică un anumit risc de contaminare din cauza bacterii, ciuperci, viruși, metale grele, spre deosebire de prevederile directivei europene privind manipularea celulelor și a țesuturilor. Prin urmare, se desfășoară studii privind sistemele de vitrificare „închise” în care celulele sunt protejate de contactul direct cu azotul lichid. Astfel de sisteme prezintă unele probleme de supraviețuire pentru celule și embrioni crioconservați, deoarece rata de răcire este mai mică și acest lucru implică necesitatea creșterii concentrației de substanțe crioprotectoare, toxice pentru celule.
Introducerea tehnologiei de vitrificare a ovocitelor a îmbunătățit semnificativ rezultatul crioconservării ovocitelor, ceea ce duce la sarcini și rate de natalitate comparabile cu cele obținute în fertilizarea in vitro cu utilizarea ovocitelor proaspete.
Cu toate acestea, există multe îngrijorări cu privire la vitrificarea ovocitelor, care sunt concentrația toxică a crioprotectoarelor, temperaturile, durata expunerii și caracteristicile recipientelor criogenice utilizate.
Ouăle pot fi vitrificate între una și șase ore după colectarea ouălor și imediat după denudare (îndepărtarea celulelor cumulus). ICSI poate fi efectuat în termen de 2-4 ore de la reîncălzirea ovocitelor. Acest scurt timp de cultură este necesar pentru a permite ovocitelor să recupereze plasticitatea membranelor lor.
Avantaje: Este o metodă destul de bine stabilită, potrivită pentru femeile care nu au un partener de sex masculin sau care preferă să nu folosească sperma de la un donator.
Dezavantaje: nevoie de stimulare ovariană, posibilitatea de a obține doar un număr limitat de ovocite.
Rezultatele
Supraviețuirea ovocitelor este foarte mare, cu utilizarea unor ajustări tehnice adecvate și poate fi de ordinul 75-100%. Rata de fertilizare poate fi de până la 90%, iar rata de sarcină obținută după congelarea ouălor, ovulelor fertilizate, embrionilor sau blastocistilor este de ordinul a 25-55%. În literatura de specialitate au fost raportate mai multe nașteri ale copiilor sănătoși din 1999 până în 2007. Datele recente par a fi liniștite cu privire la rezultatul acestei proceduri. Literatura științifică este împărțită în raport cu eficacitatea metodei, dar s-a sugerat că vitrificarea poate fi mai puțin traumatică pe fusul meiotic și alte structuri celulare și embrionare decât înghețarea „lentă”.
Concluzii
Cu toate acestea, experiența raportată până acum este limitată, iar acest lucru sugerează o utilizare moderată a metodei, până la validarea clinică completă.
Notă
- ^ Ilaria Bonini, Cryopreservation , în Enciclopedia științei și tehnologiei , Institutul Enciclopediei Italiene, 2007-2008. Adus la 4 aprilie 2017 .
- ^ (RO) Bebeluș născut din embrion înghețat acum aproape 20 de ani , pe phys.org. Accesat la 14 octombrie 2012 .
- ^ (EN) Formarea, sarcina și nașterea blastocistului derivate din ovocite umane crioconservate timp de 5 ani , pe fertstert.org. Accesat la 14 octombrie 2012 .
- ^ (RO) Bebelușul conceput folosind cea mai veche spermă congelată „Ziua ploioasă” din 1987 , pe huffingtonpost.co.uk. Accesat la 14 octombrie 2012 .
linkuri externe
- ( EN ) Cryopreservation , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 51190 · LCCN (EN) sh85034422 · GND (DE) 4344464-7 · BNF (FR) cb12247555z (data) |
|---|
