1. Introducción
1.1 ¿Qué es la criopreservación?
La criopreservación se basa en un principio por el cual conforme desciende la temperatura en tejidos orgánicos descenderá el metabolismo de estos, es decir, se congela en el tiempo a las células, de manera que cuando se las “revive” estas vuelven a recuperar su metabolismo con normalidad, de manera que podemos “viajar en el tiempo” en lo que a lo biológico se refiere.
Obviamente esto no es tan fácil como aparenta, ya que es necesario someter a la célula a criopreservar a temperaturas extremadamente bajas, para lo que se usa el nitrógeno líquido (que se encuentra a -196ºC). Sin embargo el agua se congela a 0ºC, con lo que la que se halla en el interior de la célula se solidificaría y provocaría la rotura de la misma, matándola. Debido a esto es necesario usar alcoholes (glicerol) que impedirían que el agua se congelase. Y aquí viene el siguiente problema, y es que estos alcoholes son tóxicos, por lo que hay que introducirlos lentamente en el organismo para que mientras este se congela lentamente, impidan que el agua se congele (el frío disminuye su toxicidad). Una vez congelado al organismo este se puede dejar en nitrógeno líquido el tiempo deseado, y una vez deseamos traerlo de vuelta a la vida simplemente tenemos que sumergirlo en un baño de agua a 37ºC (temperatura corporal) y este “despertará”. Este tipo de experimentos ya han sido realizados con órganos humanos, e incluso con seres vivos como gusanos, que una vez sometidos a este proceso demostraban que podían volver a caminar (por supuesto se realiza el proceso inverso a la congelación para descongelarlos, es decir, se extrae el glicerol conforme se va aumentando la temperatura)
Como hemos podido comprobar este no es un procedimiento sencillo, pero su utilidad es inmensa y sobre todo de una gran importancia.
1.2 Aplicaciones de la criopreservación
La criopreservación se usa principalmente en el campo de la medicina, y una de sus muchas aplicaciones (y la que estudiaré) es en la reproducción asistida. Donde se congelan óvulos, que tienen un tiempo de vida muy corto para después llevarlos a las clínicas y descongelarlos allí para su inseminación e implantación.
1.3 Plan de trabajo
Nuestro plan sería poder ejemplificar este trabajo con los valores que vaya extrayendo de la investigación en la universidad, y traer ejemplos y datos veraces obtenidos del experimento. Para así completar este trabajo.
2.0 Procedimiento
Su procedimiento consiste en introducir un óvulo, rodeado de glicerol en una pajuela, que consiste en un tubo de fibra de vidrio que contiene otro tubo metido y que será el encargado de sostener al óvulo, que mide alrededor de 0.10 mm (como vemos en la ilustración inferior). Posteriormente esta pajuela se sumergirá en nitrógeno líquido.
Una vez queremos descongelar el óvulo debemos ser extremadamente minuciosos, ya que al recalentarlo la célula se puede dañar, y su recalentamiento debe de ser lo más rápido posible, sin variar la temperatura del recipiente de 37ºC. De manera que lo que influirá en la descongelación será la velocidad a la que se cambie de recipiente (desde el nitrógeno líquido al agua), esto influirá en el warming rate, que debe ser lo más alto posible para reducir el posible daño causado al óvulo. A la hora de pasar el óvulo de recipiente esto se deberá hacer manualmente y ser grabado, para posteriormente calcular el tiempo en milisegundos que se tarda en hacer la operación, este tiempo será calculado mediante la siguiente fórmula:
Siendo Ff el fotograma final, Fi el fotograma inicial (con lo que se calculará la cantidad de fotogramas que le ha llevado a la cámara capturar el cambio de recipiente), P los “fps” de la cámara, es decir los fotogramas por segundo, con esto se pretende averiguar los segundos que se tarda, y después multiplicarlo por mil para averiguar los milisegundo, medida que usaremos ya que resulta más adecuada para el tipo de experimento.
Ya que utilizar óvulos humanos para experimentar tiene bastantes implicaciones morales se utilizará un sensor, que recogerá en una tabla como sube la temperatura por cada milisegundo que pasa, y nos proporciona un gráfico que tiene forma de S, sería de la siguiente forma:
En el gráfico tenemos temperaturas fijas como -197ºC (temperatura a la que comenzará) y 37ºC (temperatura a la que acabara), que se cumplen siempre, de ahí la estructuración del gráfico. Sin embargo tanto el tiempo como la forma exacta de la función dependerán del experimento, esto es simplemente orientativo.
El plan sería, cogiendo de la tabla obtenida mediante el sensor el intervalo de temperatura entre -150ºC y -20C (esto es debido a que en este intervalo la función es prácticamente vertical, es decir donde más cambia la temperatura y será representativa para el warming rate), el número de datos que nos da el sensor (este sensor captura 600 datos por segundo) en este intervalo de temperatura, e introducirlos en la siguiente fórmula para averiguar el warming rate para ese experimento:
Siendo N el número de datos obtenidos en el intervalo, y 4680000 el producto del intervalo de 130 que hay desde -150 hasta -20, por las 600 palabras que captura al segundo el sensor, por 60, ya que el warming rate debe de ser de grados por minuto. 130∙600∙60=4680000
Según esta fórmula un calentamiento más rápido conllevará un número de datos menor en el intervalo -150,-20ºC lo que conllevará un warming rate superior, que es lo que estamos buscando.
Una vez tenemos el warming rate para cada valor de tiempo que se ha tardado en cambiar de recipiente, y después de repetir el experimento con distintos tiempos entre recipientes deberemos formar una gráfica con cómo influye este tiempo en el warming rate, y según este warming rate sea muy elevado o no se deberá cambiar el sistema por el que se transfiere el óvulo entre recipientes, ya que podría ser dañado.
De momento solo tenemos las fórmulas y el plan de trabajo, pero comenzaremos a experimentar en breve, y podremos completar este trabajo con los resultados obtenidos.
Bibliografía
Pedro N.Barrei. (2007). criopreservación de embriones. 22-10-2014, de dexeus Sitio web: https://dexeus.com/es_ES/salud-mujer-informacion-medica-detalle.aspx?a=3&t=56&c1=9
John Gardner. (2014). criopreservación de células. 22-10-2014, de biocision Sitio web: http://www.biocision.com/campaigns/cell-cryopreservation-espanol
Equipo médico CIRH Barcelona. (2012). Criopreservación: Vitrificación óvulos y embriones. 22-10-2014, de CIRH Sitio web: http://www.cirh.es/infertilidad_vitrificacion.php
