TESTI PARALLELI – Le proteine che si legano al ghiaccio offrono una soluzione innovativa per conservare gli organi per il trapianto

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Data documento: 09-03-2016

 

Ice-binding proteins offer innovative solution for preserving body organs for transplant
Le proteine che si legano al ghiaccio offrono una soluzione innovativa per conservare gli organi per il trapianto

EU-funded researchers now believe that they have reached a breakthrough in preserving body organs for the purpose of saving lives.
Ricercatori finanziati dall’UE ritengono di aver fatto una scoperta rivoluzionaria che permetterà di conservare gli organi donati e salvare vite.

The EU-funded CRYOPRESERVATION project has been investigating how to freeze human organs and successfully thaw them in a way that ensures they are still suitable for transplant.
Il progetto CRYOPRESERVATION, finanziato dall’UE, ha studiato come congelare e scongelare gli organi umani senza compromettere la loro idoneità per il trapianto.

One of the main problems of storing an organ for more than a few hours is ice growth – when organs are frozen, expanding ice crystals damage the cells in such a way that they are unable to be revived.
Uno dei principali problemi legati alla conservazione di un organo per più di un paio d’ore è la crescita di ghiaccio – quando gli organi vengono congelati, i cristalli di ghiaccio che si espandono danneggiano le cellule in un modo che ne impedisce la rianimazione.

Tight timeframes for transplant
Le tempistiche dei trapianti

This is why an organ intended for transplant, such as a heart, liver, lung or intenstine, is currently kept cool but not frozen, resulting in a lifespan of no more than a few hours.
È per questo che un organo destinato al trapianto, come un cuore, un fegato, un polmone o un intestino, attualmente viene tenuto al fresco ma non congelato, il che comporta un durata di non più di qualche ora.

>>>  A heart or lung is only viable for transplantation for six hours before deterioration begins.
Un cuore o un polmone è adatto al trapianto per sei ore prima che cominci a deteriorarsi.

A pancreas and a liver would be wasted after 12 hours, whilst a kidney must be transplanted within 30 hours.
Un pancreas e un fegato vanno sprecati dopo 12 ore, mentre un rene deve essere trapiantato entro 30 ore.

With such short timeframes and the logistical challenges of transplanting donated organs, many do indeed go to waste.
Con tempi così stretti e con i problemi logistici legati al trapianto degli organi donati, molti di essi vanno perduti.

The CRYOPRESERVATION project has thus been focussing on finding a way to successfully freeze organs that would allow for their long-term banking and a more efficient system of organ allocation to compatible patients.
Il progetto CRYOPRESERVATION ha quindi cercato di trovare un modo per congelare gli organi che permetta di conservarli a lungo termine e un sistema più efficiente per allocare gli organi a pazienti compatibili.

The key to this process is to use antifreeze proteins, a type of ice-binding proteins that help organisms to resist or withstand freezing, both on land and at sea.
La chiave di questo processo è l’uso di proteine antigelo, un tipo di proteine che si legano al ghiaccio e aiutano gli organismi a resistere o a sopportare il congelamento, sia sulla terraferma che in mare.

Ice-binding proteins
Proteine che si legano al ghiaccio

Ice-binding proteins were discovered approximately 50 years ago in Antarctic fish and are found in cold-resistant fish, plants, insects, and microorganisms.
Le proteine che si legano al ghiaccio sono state scoperte circa 50 anni fa nei pesci dell’Antartico e si trovano in pesci, piante, insetti e microorganismi resistenti al freddo.

They actively inhibit the formation and growth of crystalline ice.
Queste proteine inibiscono attivamente la formazione e la crescita di cristalli di ghiaccio.

Additionally, their superiority over other antifreeze substances is that they are needed in very low amounts to do this effectively.
Inoltre la loro superiorità rispetto ad altre sostanze antigelo sta nel fatto che ne servono quantità molto piccole per raggiungere il risultato.

To facilitate their research, and often working at sub-zero temperatures, the project team developed a specialised microscope equipped with a stage cooler that allows a millidegree-level control of temperature.
Per rendere più facile la loro ricerca, per la quale spesso era necessario lavorare a temperature sotto zero, il team del progetto ha sviluppato un microscopio specializzato provvisto di un refrigeratore che permette un controllo della temperatura nell’ordine dei milligradi.

Using fluorescent illumination, the team were able to see where the proteins, which were tagged with fluorescent dyes, are located.
Usando un’illuminazione fluorescente, il team ha potuto vedere dove si trovano le proteine, che sono state marcate con coloranti fluorescenti.

With these specialised tools, they were able to follow the ice crystals as they grow and melt in the presence of ice-binding proteins.
Con questi strumenti specializzati, i ricercatori hanno potuto seguire i cristalli di ghiaccio osservando come crescono e come si sciolgono in presenza di proteine che si legano al ghiaccio.

The project’s research has shown that ice-binding crystals absorb ice via irreversible binding.
La ricerca del progetto ha mostrato che le proteine che si legano al ghiaccio assorbono il ghiaccio per mezzo di un legame irreversibile.

It was discovered that proteins in insects are much more efficient in inhibiting ice growth than proteins in fish, but that fish proteins bind themselves faster to ice.
Si è scoperto che le proteine degli insetti sono molto più efficienti nell’inibire la crescita del ghiaccio rispetto alle proteine che si trovano nei pesci, ma che le proteine dei pesci si legano al ghiaccio più velocemente.

These findings, the project believes, could be crucial when developing a cryo-preservation technique for donated organs.
Queste scoperte, secondo il progetto, potrebbero essere fondamentali per lo sviluppo di una tecnica di crio-conservazione per gli organi donati.

Other possible uses
Altri possibili usi

However, the possible uses of these proteins are not only confined to organ storage.
I possibili usi di queste proteine però non sono confinati solo alla conservazione degli organi.

The project’s principal researcher, Prof. Ido Braslavsky of The Hebrew University of Jerusalem, has also pointed out that cryo-preservation based on antifreeze proteins could also revolutionise food storage.
Il ricercatore principale del progetto, il prof. Ido Braslavsky dell’Università ebraica di Gerusalemme, ha sottolineato che la crio-conservazione basata su proteine antigelo potrebbe anche rivoluzionare la conservazione del cibo.

Indeed, some food manufacturers have already started to use ice-binding proteins in their products to both develop new frozen sweet treats, but also to guarantee that thawed food is just as fresh as when it was bought at the supermarket.
Alcuni produttori di alimenti hanno già cominciato a usare proteine che si legano al ghiaccio nei loro prodotti per sviluppare nuovi dolci surgelati, ma anche per garantire che gli alimenti scongelati rimangano freschi, proprio come quando sono stati acquistati al supermercato.

The CRYOPRESERVATION project, due to end in October 2016, is supported by the European Research Council (ERC) and Seventh Framework Programme and received EUR 1, 500, 000 in EU funding.
Il progetto CRYOPRESERVATION, la cui conclusione è prevista per ottobre 2016, è sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca (CER) e dal Settimo programma quadro e ha ricevuto 1 500 000 euro di finanziamenti dall’UE.

For more information please see:
Per maggiori informazioni, consultare:

CRYOPRESERVATION CORDIS project page
Pagina del progetto CRYOPRESERVATION su CORDIS

Source: Based on information from the project.
Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto.