Australiska forskare har tagit det första steget mot förbättrad lagring av mänskliga celler, vilket kan leda till säker lagring av organ som hjärta och lungor.

Teamets upptäckt av nya kryoskyddande medel öppnar dörren till att många fler utvecklas som en dag kan hjälpa till att eliminera behovet av väntelistor för organtransplantationer. Deras resultat publiceras i Journal of Materials Chemistry B .

Kryokonservering är en process för att kyla ner biologiska prover till mycket låga temperaturer så att de kan lagras under lång tid. Att lagra celler genom kryokonservering har haft stora fördelar för världen – inklusive att öka tillgången på blodbanker och hjälpa reproduktionen – men det är för närvarande omöjligt att lagra organ och enkla vävnader.

Den ledande forskaren, Dr. Saffron Bryant från RMIT University, sa att i USA kasserades cirka 60 % av alla donerade hjärtan och lungor.

Även om siffrorna varierar i andra länder, är bevarande- och transporttider fortfarande en global fråga.

"Vi har den här enorma organbristen, och vi har bara timmar på oss att få ett organ från en donator till en mottagare," sa Bryant.

Cirka 1 850 personer står på väntelistan för en organtransplantation i Australien, medan mer än 100 000 amerikaner väntar på en transplantation.

Bryant sa att väntelistor för transplantationer kan bli ett problem från det förflutna, eftersom RMIT-teamets upptäckt av nya kryoskyddande medel kan leda till utvecklingen av potentiellt tusentals fler som kan hjälpa till att hålla donerade organ livskraftiga i flera år, snarare än timmar.

"Under de senaste 50 åren har kryokonserveringsmetoder till stor del förlitat sig på samma två kryoskyddande medel, men de fungerar inte för organ och många celltyper," sa hon.

Kryoskyddsmedel är som frostskyddsmedlet som du lägger i din bil för att stoppa motorn att frysa eftersom de tillåter lagring av celler vid mycket låga temperaturer, sa Bryant.

"Dessa medel hjälper till att skydda mot skador under kryokonservering, främst från uttorkning och frysning genom att förhindra bildandet av iskristaller som kan skada celler", sa hon.

"Iskristaller orsakar skada inuti celler. Kryoskyddsmedel stoppar isbildning, vilket leder till en glasartad struktur istället som kan stelna men inte orsakar samma typ av skada som iskristaller."

Forskargruppen upptäckte att ett kryoskyddsmedel med två medel, prolin och glycerol, var effektivt för alla fyra testade celltyperna, inklusive hud- och hjärnceller, som inkuberades med kryoskyddsmedlet vid 37 grader Celsius innan de frystes.

"Detta kryoskyddsmedel var effektivare och mindre giftigt än dess individuella komponenter," sa Bryant.

"Detta är en av de första gångerna som denna klass av lösningsmedel har testats systematiskt för kryokonservering av däggdjursceller."

"Denna studie kan leda till utvecklingen av potentiellt tusentals nya kryoskyddande medel som kan skräddarsys för specifika celltyper."

Bryant sa att inkubering av dessa celler med kryoskyddsmedlet vid 37 grader Celsius i flera timmar före frysning och att hålla dem livskraftiga är ett avgörande steg mot lagring av organ och vävnader.

"Det betyder att vi kan exponera organ för kryoskyddsmedlen tillräckligt länge för att de ska kunna tränga in i de djupaste lagren av organet utan att orsaka skada", sa hon.

"Vi har en lång väg att gå med vår forskning, eftersom vi bara har tittat på enstaka celler och det är en mycket mer komplicerad process för organ."

"Men om vi kan utveckla detta tillvägagångssätt för att lagra organ, skulle vi kunna eliminera organbrist - det skulle inte finnas några väntelistor alls."

Som ett nästa steg kommer RMIT-teamet att undersöka sätt att kryobevara nya celltyper, inklusive några som inte kan frysas och hållas livskraftiga med nuvarande metoder.

"Vi arbetar också med Lifeblood för att undersöka kryokonservering av blodprodukter som blodplättar, som är avgörande för behandlingen av patienter som har drabbats av betydande blodförlust," sa Bryant.

"Nuvarande teknik möjliggör bara lagring av blodplättar i upp till en vecka, men med framgångsrik kryokonservering skulle de kunna lagras i flera år." + Utforska vidare

Nya insikter sätter en frysning av mekanismerna för säker kryokonservering av biologiskt material