En la investigación de biología celular, la terapia celular clínica y la producción biofarmacéutica, la preservación estable a largo plazo de las células es uno de los eslabones principales. La tecnología de criopreservación celular mantiene la viabilidad celular a largo plazo al reducir la tasa de metabolismo celular. Como reactivo clave para esta tecnología, la composición y el rendimiento de la solución de criopreservación celular determinan directamente la tasa de supervivencia de las células después de la criopreservación, la estabilidad de sus características biológicas y la seguridad de aplicaciones posteriores.
Cuando se habla de criopreservación celular, hay que mencionar el DMSO. Desde mediados del siglo XX es un crioprotector indispensable en las soluciones de criopreservación celular. ¿Alguna vez te has preguntado por qué es necesario agregar DMSO durante la criopreservación celular? ¿Cuáles son los pros y los contras del DMSO en experimentos de criopreservación celular? ¿Y existe alguna tecnología revolucionaria mejor que el DMSO para la criopreservación celular?
El principio de criopreservación del DMSO
DMSO, nombre completo dimetilsulfóxido (fórmula química: C₂H₆OS), es un compuesto orgánico. Es un líquido incoloro, inodoro, transparente a temperatura ambiente, con propiedades de alta polaridad, alto punto de ebullición, naturaleza aprótica y miscibilidad con agua. El DMSO se usa ampliamente como protector en la criopreservación celular porque puede penetrar rápidamente las membranas celulares y combinarse con moléculas de agua dentro de las células para formar una solución estable.
La principal amenaza para las células durante la criopreservación a baja temperatura es la congelación del agua intracelular, es decir, la formación de cristales de hielo. Durante la congelación, es probable que los cristales de hielo dañen varias membranas biológicas, lo que a su vez provoca la muerte celular. El fenómeno físico de la congelación del agua provoca una expansión de volumen; esta expansión puede desplazar diversas sustancias dentro de las células, provocar la desnaturalización de las proteínas o la pérdida de función e incluso romper las membranas celulares durante la expansión del volumen. Por tanto, inhibir la formación de cristales de hielo es crucial durante la criopreservación.
La función principal del DMSO es penetrar las membranas celulares, reducir el punto de congelación de las células y combinarse con moléculas de agua para retrasar la formación de cristales de hielo, protegiendo así a las células del daño mecánico durante el lento proceso de congelación.
DMSO: una 'espada de doble filo' en la criopreservación celular
Aunque el DMSO es un crioprotector muy común, a menudo se lo asocia con el término 'toxicidad'. Sus efectos tóxicos sobre la biología celular y los pacientes han sido durante mucho tiempo un tema de controversia constante.
① Citotoxicidad: a temperatura ambiente, el DMSO presenta una toxicidad significativa para una variedad de células. Durante la operación de criopreservación y descongelación, el tiempo de contacto entre las células y el DMSO debe controlarse con precisión; cualquier retraso puede reducir la viabilidad celular.
② Interferencia con funciones biológicas: el DMSO puede alterar la permeabilidad de las membranas celulares y puede afectar de forma no específica la expresión de genes celulares, las vías de señalización e incluso inducir la diferenciación. Por ejemplo, se utiliza como reactivo inductor de diferenciación en algunas líneas celulares. Esta interferencia incontrolable genera gran incertidumbre y ruido de fondo en los resultados experimentales posteriores, especialmente en la detección de fármacos y el análisis de la expresión genética.
③ Riesgos en aplicaciones clínicas: cuando se administran productos de terapia celular (como células CAR-T y células madre) al cuerpo humano, el DMSO residual puede causar reacciones adversas en los pacientes, como alergias, dificultad para respirar e hipertensión, lo que plantea importantes riesgos para la seguridad.
Por estos motivos, los investigadores y médicos han estado buscando alternativas más seguras y suaves al DMSO.
Ventajas de las soluciones de criopreservación de células de grado farmacéutico para excipientes
Para superar las deficiencias del DMSO y cumplir con los estrictos requisitos de calidad y seguridad de los productos de terapia celular, han surgido soluciones de criopreservación celular de 'grado de excipiente farmacéutico'. Sus principales ventajas son las siguientes:
① Alta seguridad: 'Grado de excipiente farmacéutico' significa que todos los componentes de la solución de criopreservación cumplen con los estándares farmacéuticos, con un estricto control de calidad, sin componentes de origen animal y con un bajo nivel de endotoxinas. Estas características reducen en gran medida los riesgos potenciales en aplicaciones clínicas.
② Composición clara, sin suero: en comparación con las soluciones de criopreservación tradicionales que contienen suero, tienen componentes claros y definidos, lo que evita variaciones en el suero de un lote a otro y riesgos potenciales de contaminación por virus o micoplasmas. Esto garantiza la consistencia y seguridad de los productos celulares.
③ Cumplimiento normativo: su producción cumple plenamente con los estándares cGMP (buenas prácticas de fabricación actuales), proporcionando documentos de trazabilidad completos desde las materias primas hasta los productos terminados. Esto facilita enormemente el proceso de aprobación de productos de terapia celular cuando se presentan ante las autoridades reguladoras.
Estas soluciones de criopreservación suelen adoptar formulaciones sin DMSO, con el objetivo de abordar fundamentalmente los puntos débiles de las soluciones de criopreservación tradicionales.
YOCON Solución de criopreservación de células de vitrificación de grado GMP
La solución de criopreservación de células de vitrificación de grado GMP (SKU del producto: NC1011) desarrollada de forma independiente por YOCON garantiza que las células mantengan una alta viabilidad, una fuerte capacidad de proliferación y funciones biológicas normales después de la descongelación mediante una innovadora tecnología de criopreservación de vitrificación. Ha logrado tres avances: sin DMSO, sin proteínas y sin componentes de origen animal. Todos los componentes son claros y cumplen con los estándares de grado farmacéutico.
Los parámetros de rendimiento principales de la solución de criopreservación de células de vitrificación de grado YOCON GMP son los siguientes:
| Indicador de rendimiento | Resultado del rendimiento | Ventaja comparativa |
Viabilidad de recuperación | Estable por encima del 90%, hasta casi el 100% | Superior a los productos importados; superior a la criopreservación con DMSO |
Apoptosis celular de rata | Significativamente menor que el grupo de control | Reduce el daño celular después de la descongelación. |
Capacidad de proliferación | Proliferación múltiple equivalente al grupo de control. | Mantiene el potencial de autorrenovación de las células madre. |
Recuperación de adherencia | La confluencia alcanza el 90 % en 72 horas | Restaura rápidamente el estado de crecimiento de las MSC. |
Período de almacenamiento | 12 meses a temperatura ambiente | Reduce los costos de almacenamiento y transporte. |
Safet | Sin DMSO, sin componentes de origen animal | Reduce el riesgo de reacciones adversas clínicas. |
Desde el controvertido DMSO 'espada de doble filo' hasta soluciones de criopreservación seguras y controlables de 'grado de excipiente farmacéutico', y además de las innovaciones tecnológicas representadas por la solución de criopreservación de vitrificación de grado YOCON GMP, la tecnología de criopreservación celular se está desarrollando rápidamente hacia una mayor seguridad, una mayor eficiencia y un mejor cumplimiento de los requisitos clínicos. Elegir una solución de criopreservación de alta calidad no es solo una responsabilidad para con las preciosas muestras de células, sino también un paso clave para garantizar la confiabilidad de los datos de la investigación y promover la transición exitosa de los productos de terapia celular a aplicaciones clínicas.
