BIOTECNOLOGIE RIPRODUTTIVE III

LA CRIOCONSERVAZIONE

Con il termine crioconservazione si intende la conservazione a freddo di tessuti, ovociti, embrioni o blastocisti (per quel che concerne la parte delle biotecnologie riproduttive), quando diciamo "a freddo" si intende temperature estremamente inferiori allo 0, un esempio è la vitrificazione che viene fatta a -197 gradi sotto zero.
A queste temperature, ogni via metabolica è ferma, il tessuto si conserva perfettamente o quasi e le sue proprietà rimangono alterate.
(Lo stesso concetto lo si applica anche in alcuni campi dell'industria alimentare, raffreddare repentinamente le verdure o ortaggi freschi per mantenere le loro proprietà inalterate come appena colte).

(esempio di ovocita, disidratato per presenza di crioprotettori)

Uno dei problemi principali da superare è il fatto che il citoplasma della cellula congela a -10 gradi, mentre l'acqua presente al suo interno inizia a formare cristalli di ghiaccio a -2 gradi, quindi se raffreddassimo un tessuto o un ovocita lentamente, rischieremmo di far formare cristalli di ghiaccio all'interno della cellula che ne compromettono la struttura e la danneggiano irrimediabilmente.
Questo problema è stato superato con l'uso di crioprotettori, che si sostituiscono all'acqua della cellula  e impediscono la formazione di quei cristalli di acqua dannosi.
Tra i crioprotettori più noti troviamo l'etilen glicole, il sucrose, il 1,2 PR-OH e il Dimetilsolfossido (DMSO). Sono delle molecole (alcune sintetiche) che consentono di disidratare la cellula da  congelare facendole fuoriuscire l'acqua in essa presente.

(esempio di due goccie di acqua congelate, una con cristalli di ghiaccio, a destra una senza a sinistra)

Esisono diversi protocolli di crioconservazione:

SLOW FREEZING
In questa procedura usiamo:
- Bassa quantità di crioprotettori
- Disidratazione lenta delle cellule
- Velocità di raffreddamento graduale e controllata da un computer
La tecnica è estremamente efficace ( 80%) ma è stata superata con l'avvento della vitrificazione

VITRIFICAZIONE
Questa tecnica è nata dopo il 2006, la sua efficienza è maggiore di quella vista prima e si aggira intorno al 90%. In questa procedura usiamo:
- Alta concentrazione di crioprotettori
- Immersione diretta in azoto liquido
- Uso di specifici dispositivi o carriers
Entrando un po più nel dettaglio, vediamo che il raffreddamento repentino deve seguire una precisa curva si raffreddamento che deve essere di 1.000.000.000 di gradi al minuto (curva di rappreddamento di 5 nL di acqua pura).
Questa curva è descritta da un equazione:

(cooling and warming rates x viscosità) / volume

Dal 2006  viene usata questa tecnica per la conservazione di materiale come ovociti, tessuti o embrioni, perchè secondo alcuni studi statistici si è osservato un aumento dell'efficenza alla singola gravidanza o comulativa (su più tentativi) oltre che a una diminuzione di eventuali gravidanze multiple.

I carriers usati sono dei supporti, resistenti al congelamento, che possono essere aperti, chiusi o semi chiusi.

Ci sono rischi? L'unico rischio collegato alla tecnica è quello di un eventuale inquinamento da batteri dell'azoto liquido usato per la vetrificazione che viene superato esponendo l'azoto a una buona dose di radiazioni UV e tenendo l'azoto chiuso ermeticamente.

Questo i prodotti vetrificati devono essere recuperati, avviene un processo detto warming in un terreno sterile a 37 gradi.

La pratica della vitrificazione ha introdotto al Social freezing, una rivoluzione per la donna ai giorni nostri che spesso per motivi sociali dovuti al conseguimento di titoli accademici o un mancato inserimento nel mondo del lavoro "perde" i migliori anni che ha per avere un figlio, ovvero i migliori anni in cui le probabilità di successo di una gravidanza sono estremamente alte. La possibilità aggiunta con la vitrificazione è quella di poter congelare i propri ovuli per poi utilizarli in un periodo più stabile anche se si è più in la con l'eta. Questo ha rappresentato una vera rivoluzione per le donne al pari della pillola anticoncezionale che pero attualmente non è vista ancora di buon occhio per tutta una serie di motivazioni etiche e religiose.

Con la Vitrificazione oltre che a ovociti o tessuti, possiamo congelare anche embrioni, con un alto tasso di successo. Il congelamento di embrioni è possibile grazie a diverse ragioni, il primo è che un aumento della quantità di cellule in un volume limitato aumenta il rapporto di superficie di membrana con il volume  a disposizione riducendo anche la quantità di acqua presente, inoltre la presenza di molte cellule aumenta anche la quantità di  acquaporine presenti, consentendo una miglior disidratazione.

Concludo il post accenando anche a un altra pratica che è possibile fare usando la vetrificazione, ovvero la crioconservazione di tessuto ovarico.

La possibilita di crioconservare tessuto ovarico e reimpiantarlo in un secondo momento è stato visto che consente di ripristinare la funzione riproduttiva e ormonale.

Questa pratica è stata studiata per prima nel 1960, su ratto, è stato prelevato una porzione di tessuto ovarico e criocongelato, nel frattempo il ratto è stato irradiato con alcune radioterapia, distruggento gli ovociti rimasti nelle ovaie, il tessuto crioconservato è stato quindi scongelato e reimpiantato all'interno del ratto che ha dato alla luce poco dopo i primi topi.

La stessa procedura è stata introdotta nel 1995  anche in pazienti oncologiche.