Herausforderungen bei der Cryo-Konservierung - Wie kann das Einfrieren Zellkulturen schädigen?

Der Prozess des Einfrierens verursacht häufig irreversible Schäden an Zellen durch Kristallbildung. Cryoprotektiva (CPAs) senken die Schmelztemperatur, indem sie chemische Bindungen mit Wasser eingehen und die Gesamtkonzentration der gelösten Stoffe im System erhöhen. Dies verringert die Menge an Kristallen und schützt die Zellen. Die meisten CPAs gelangen in die Zellen. Dies senkt die Wahrscheinlichkeit einer Dehydrierung der Zellen. Beispiele sind Glycerin, DMSO, Ethandiol und Propandiol.

 

Durch Änderungen der regulatorischen Anforderungen des Marktes für Zell- und Gentherapie ist eine Neuausrichtung der Cryo-Konservierungstechniken einhergegangen. Traditionelle Methoden umfassten häufig die Verwendung von Serum und DMSO. Die neuen Einfriermedien werden unter cGMP-Bedingungen hergestellt und sind NAO und serumfrei. Lonza bietet ein chemisch definiertes Cryoprotektivum mit solchen Eigenschaften an: TheraPEAK^TM ProFreeze^TM

Ein anderer Zugang sind neue Kühltechniken. Frühere Vitrifizierungs-Methoden erforderten die Verwendung extrem hoher Konzentrationen von CPAs, wodurch es häufig zu Problemen wie Zelltoxizität kommt. Ein Team japanischer Forscher an der Shinshu-Universität entwickelte einen Weg, die Zellen ohne Verwendung von CPAs einzufrieren. Dieser Prozess der ultraschnellen Abkühlung friert Zellen in Bruchteilen einer Sekunde ein.

 

Am weitesten verbreitet ist immer noch die bewährte Methode von CPAs wie DMSO. Hier wird darauf geachtet die Kulturen mit möglichst hoher Zellzahl einzufrieren.

Tipps zum Einfrieren:

• Frieren Sie nur Zellen höchster Qualität ein.
• Die Zellen sollten vor der Zugabe des CPA auf 4 ° C abgekühlt und unmittelbar danach eingefroren werden. Zu schnelles Einfrieren führt zur Eiskristallbildung und zu langsames Einfrieren kann zu Dehydrierung und Schrumpfung der Zellen führen. Die Abkühlrate muss auf den Zelltyp hin optimiert werden.
• Die Zellen müssen unter -130 ° C gelagert werden.
• Tauen Sie die Zellen schnell auf und verdünnen Sie das DMSO nahe dem Schmelzpunkt solange der Zellstoffwechsel noch unterdrückt ist.

Dezember 03, 2020