Η διαδικασία της ξήρανσης με κατάψυξη είναι ιδιαίτερα χρήσιμη, τόσο στην καθημερινότητα όσο και στην επιστήμη. Και τώρα, η τεχνική αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση DNA και πληροφοριών από λυοφιλοποιημένα κύτταρα για σκοπούς κλωνοποίησης.
Δείτε επίσης: Καρκίνος θεραπεία: Ιός που σκοτώνει καρκινικά κύτταρα χορηγήθηκε σε ασθενή
Με ένα ποσοστό επιτυχίας τόσο χαμηλό όσο 0,2 τοις εκατό, η λυοφιλίωση των κυττάρων έχει ακόμη πολύ δρόμο για να γίνει μια τυπική στρατηγική κλωνοποίησης και αποθήκευσης, αλλά είναι ένα πραγματικά συναρπαστικό πρώτο βήμα.
«Η διατήρηση της βιοποικιλότητας είναι ένα ουσιαστικό έργο, αλλά η αποθήκευση γεννητικών κυττάρων ως γενετικών πόρων με χρήση υγρού αζώτου είναι δύσκολη, δαπανηρή και διαταράσσεται εύκολα», γράφουν στη νέα τους εργασία ερευνητές, με επικεφαλής τον Sayaka Wakayama από το Πανεπιστήμιο Yamanashi στην Ιαπωνία.
«Εδώ φαίνεται, ότι τα λυοφιλοποιημένα σωματικά κύτταρα μπορούν να παράγουν υγιείς, γόνιμους κλώνους, υποδηλώνοντας ότι αυτή η τεχνική μπορεί να είναι σημαντική για την καθιέρωση εναλλακτικών, φθηνότερων και ασφαλέστερων λύσεων βιοτραπεζικής, χωρίς υγρό άζωτο».
Η λυοφιλίωση είναι μια ήπια, αν και έντονη διαδικασία. Φανταστείτε να παγώνετε κάτι σε διάφορα στάδια μέχρι να φτάσει περίπου στους -80 βαθμούς Κελσίου, πριν το τοποθετήσετε σε ένα θάλαμο κενού με υψηλή πίεση.
Η διαδικασία μετατρέπει το νερό σε πάγο χωρίς μεγάλους κρυστάλλους που μπορούν να τρυπήσουν τα κυτταρικά τοιχώματα, ενώ η πίεση μετατρέπει το νερό από στερεό κατευθείαν σε αέριο, το οποίο στη συνέχεια αναρροφάται από το προϊόν. Αυτό συμβαίνει πολλές φορές έως ότου το αντικείμενο είναι ελαφρύ και τραγανό, αλλά εξακολουθεί να έχει την πλειοψηφία της δομής του ανέπαφη.
Η λυοφιλοποίηση χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία τροφίμων, όπου διατηρεί ανέπαφα τα θρεπτικά συστατικά και τις γεύσεις. Χρησιμοποιείται επίσης για φαρμακευτικά προϊόντα, ακόμη και μερικές φορές για ταρίχευση.
Μόλις το λυοφιλοποιημένο προϊόν φτάσει στον προορισμό του, μπορεί στη συνέχεια να ενυδατωθεί ξανά, διατηρώντας πολλές ιδιότητες ίδιες. Αυτή είναι μια αρκετά απλή διαδικασία και έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία εδώ και δεκαετίες. Αλλά το να το κάνεις αυτό στα κύτταρα για να τα χρησιμοποιήσεις στη συνέχεια για αναπαραγωγή είναι εντελώς διαφορετικό.
Δείτε ακόμα: Επιστήμονες δημιούργησαν μοντέλα πρώιμου ανθρώπινου εμβρύου από βλαστοκύτταρα
Μέχρι στιγμής, αυτή η ομάδα ερευνητών έχει πειραματιστεί με την αποθήκευση λυοφιλοποιημένου σπέρματος σε ένα συρτάρι γραφείου (χωρίς έλεγχο θερμοκρασίας) για περισσότερο από ένα χρόνο και στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για περισσότερα από 5 χρόνια. Και οι δύο παρήγαγαν βιώσιμους απογόνους, αν και το ποσοστό επιτυχίας ήταν μεγαλύτερο στους εφήβους.
«Η ξήρανση με κατάψυξη θα μπορούσε να είναι ο καλύτερος τρόπος για να διατηρηθούν οι γενετικοί πόροι για μεγάλο χρονικό διάστημα με ασφαλή τρόπο, χαμηλό κόστος και ανεξάρτητα από την τοποθεσία», γράφουν οι ερευνητές στην εργασία τους.
Κατά την κλωνοποίηση ζώων, χρειάζεται ένα μη αναπαραγωγικό κύτταρο με όλο το DNA του ζώου. Αυτό το πακέτο πυρήνων γεμάτο με DNA, μπορεί στη συνέχεια να εισαχθεί σε ένα ωάριο και με μία διαδικασία, μπορεί να ξεκινήσει η ανάπτυξη ενός μωρού.
Η κλωνοποίηση δεν είναι ο ευκολότερος τρόπος αποθήκευσης γενετικού υλικού για το μέλλον, αλλά επιτρέπει να έχουμε ολόκληρο το γενετικό υλικό ενός ζώου, σε αντίθεση με το μισό που βρίσκεται στα αναπαραγωγικά κύτταρα.
Οι ερευνητές ήθελαν να δουν πόσο μπορεί να αποδώσει η λυοφιλίωση, γι’ αυτό χρησιμοποίησαν λυοφιλοποιημένα σωματικά κύτταρα ποντικού και τα διατήρησαν στους -30 βαθμούς Κελσίου για έως και εννέα μήνες.
Τα κύτταρα πέθαναν και υπήρξε σημαντική βλάβη στο DNA, αλλά η ομάδα κατάφερε να εξάγει τις υπόλοιπες γενετικές πληροφορίες και να τις τοποθετήσει σε νέα κύτταρα, τα οποία έγιναν πρώιμες κυτταρικές σειρές εμβρύων.
Δείτε επίσης: Καρκινικά κύτταρα μπορούν να εξοντωθούν με Γραφένιο
Αυτές οι κυτταρικές σειρές στη συνέχεια έδωσαν τις πυρηνικές τους πληροφορίες και εισήχθησαν σε ένα νέο έμβρυο, το οποίο ήταν σε θέση να δημιουργήσει κλωνοποιημένα ποντίκια. Κάθε βήμα που πηγαίνει σωστά, από την επανυδάτωση, τη δημιουργία κυτταρικής σειράς, μέχρι την πραγματική ανάπτυξη των κλωνοποιημένων ποντικών, συνέβη μόνο στο 0,2 τοις εκατό των περιπτώσεων. Αυτό τοποθετεί τη μέθοδο σε ακόμη χαμηλότερες πιθανότητες επιτυχίας από την κλωνοποίηση του προβάτου Ντόλι, το οποίο είχε μόνο 0,4 τοις εκατό πιθανότητα ύπαρξης.
Αν τελικά βελτιωθεί το ποσοστό επιτυχίας, η δυνατότητα κλωνοποίησης ζώων χρησιμοποιώντας τέτοια υποβαθμισμένα κύτταρα και DNA θα ήταν πολύ χρήσιμη και σε άλλους τομείς. Με την πάροδο του χρόνου, ακόμη και το καλύτερα αποθηκευμένο DNA υποβαθμίζεται. Αν θέλουμε να επιτύχουμε την κλωνοποίηση εξαφανισμένων ζώων, θα πρέπει να γίνουμε καλύτεροι στην κλωνοποίηση από ελλιπές ή υποβαθμισμένο DNA.
