Liofilizacja sposobem na wydajniejsze klonowanie organizmów? Są pewne postępy

Liofilizacja to powszechny proces, najczęściej wykorzystywany w technologii żywności. Najnowsze badania japońskich uczonych wskazują, że technika ta może być przydatna do przechowywania DNA i informacji o komórkach do celów klonowania.
Ważne odkrycie dotyczące liofilizowanych komórek – na razie tylko mysich
Ważne odkrycie dotyczące liofilizowanych komórek – na razie tylko mysich

Liofilizacja od strony technicznej, to suszenie sublimacyjne zamrożonych substancji. Preparaty zliofilizowane mają formę bezpostaciowych proszków lub grudek o dużej powierzchni – rozpuszczają się szybciej niż preparaty krystaliczne lub szkliste. Okazuje się jednak, że liofilizację można wykorzystać także do innych celów, np. związanych z przechowywaniem komórek do procesów klonowania. Szczegóły opisano w Nature Communications.

Dr Sayaka Wakayama z Uniwersytetu Yamanashi w Japonii mówi:

Utrzymanie bioróżnorodności jest podstawowym zadaniem, ale przechowywanie komórek rozrodczych jako zasobów genetycznych przy użyciu ciekłego azotu jest trudne, kosztowne i łatwo ulega zakłóceniu podczas katastrof. Tutaj pokazujemy, że liofilizowane komórki somatyczne mogą produkować zdrowe, płodne klony, sugerując, że ta technika może być ważna dla ustanowienia alternatywnych, tańszych i bezpieczniejszych rozwiązań biobankowania bez ciekłego azotu.

“Liofilizacja DNA”. Nowy sposób na klonowanie?

Liofilizacja jest delikatnym, choć intensywnym procesem. Wieloetapowe schładzanie (do temperatury -80oC) zamienia wodę w lód, bez tworzenia kryształów lodu przebijających ściany komórkowe, a wysokie ciśnienie powoduje natychmiastowe odparowanie resztek cieczy. Całą procedurę powtarza się kilkukrotnie.

Liofilizację stosuje się nie tylko w przemyśle spożywczym, ale także farmaceutycznym, a nawet taksydermii (przygotowywania eksponatów martwych zwierząt). Ważną cechą liofilizatów jest to, że mogą one zostać przywrócone do pierwotnej postaci, bez utraty żadnych kluczowych właściwości. Naukowcy już od jakiegoś czasu sprawdzają, czy liofilizację można użyć do przechowywania komórek reprodukcyjnych.

Naukowcy z University of Yamanashi badali zachowanie liofilizowanego nasienia, które przez rok przechowywali w szufladzie biurka w laboratorium i przez pięć lat na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. W obu przypadkach uzyskano w pełni użyteczne nasienie zdolne do zapłodnienia.

Dr Sayaka Wakayama dodaje:

Liofilizacja może być najlepszym sposobem na zachowanie zasobów genetycznych na długi okres w sposób bezpieczny, tani i niezależny od lokalizacji. Jednak do tej pory jedynymi komórkami, które wytworzyły potomstwo po liofilizacji, są dojrzałe plemniki. Pobieranie plemników od niepłodnych samców i oocytów/zarodków od płodnych samic jest trudne.

Obecnie komórki somatyczne (niereprodukcyjne) i rozrodcze są przechowywane w biobankach w ciekłym azocie. Japońscy naukowcy chcieli sprawdzić, czy liofilizacja jest dobrym sposobem przechowywania komórek somatycznych (np. fibroblastów) w temperaturze -30oC przez dziewięć miesięcy. Warto wspomnieć, że po tym czasie komórki były martwe, ale udało się wyodrębnić materiał genetyczny, który posłużył do stworzenia nowych linii komórkowych. Z tych z kolei wyodrębniono DNA i wstawiono do embrionu, który przekształcił się w zdrową mysz.

Liofilizacja nie jest idealnym sposobem przechowywania komórek, ale wystarczającym do celów laboratoryjnych. Warto wspomnieć, że stworzenie klonu owcy Dolly miało tylko 0,4% szans na powodzenie, a tu wartość jest jeszcze niższa – zaledwie 0,2%.

Naukowcy zamierzają kontynuować badania, aby usprawnić sam proces (o ile to możliwe), bo wydaje się być on cennym narzędziem do eksperymentów laboratoryjnych prowadzonych na różnego rodzaju liniach komórkowych.