Esta técnica promete conservar materiales biológicos durante mucho más tiempo

Si volvemos un par de años atrás en el tiempo, la mayoría de las noticias hablaban sobre las vacunas de la COVID19. Algunas de estas vacunas, como la de Pfizer eran un tanto problemáticas a nivel logístico, ya que tenían que ser transportadas en una cadena de frío a -80 grados Celsius. Si eran transportadas a una temperatura mayor, se corría el riesgo de que los componentes biológicos se desnaturalizasen y no fuesen tan efectivas. Esto se debe a que la materia orgánica es delicada, pero al reducir la temperatura, también se reduce la velocidad a la que ocurren las reacciones que la descomponen.

En busca de una solución

Este problema no era exclusivo de las vacunas. Cuando se comenzaron a especializar los laboratorios de biología, en seguida se encontraron con el quebradero de cabeza que suponía conservar ciertos experimentos. Además, al tratar de enviar muestras biológicas a otros laboratorios, especialmente a otros países, estas llegaban en mal estado y resultaba imposible trabajar con ellas, lo que impedía seguir con los estudios. Por tanto, los científicos se pusieron manos a la obra para tratar de evitar la degradación.

El primer paso fue organizar lo que conocemos como “cadena de frío” es decir, asegurar que las muestras siempre se encuentran refrigeradas, incluso durante el transporte. Esto supuso una revolución para la ciencia y para la industria alimentaria, porque se redujo el desperdicio de ciertos alimentos “frescos” y abrió la posibilidad de transportarlo más lejos y, por tanto, vender más. Ahora bien, algunos productos farmacéuticos, aún con estas condiciones, no se pueden mantener durante mucho tiempo ya que se siguen degradando muy rápidamente.

En busca de otra solución

Por ello, se comenzaron a utilizar otros sistemas de almacenamiento como el nitrógeno líquido, que se encuentra a unos -196 grados Celsius a presión atmosférica. Estas temperaturas tan bajas son capaces, por ejemplo, de parar completamente el metabolismo de una célula, lo que la congela en el tiempo virtualmente para siempre. Las aplicaciones de esta técnica de conservación van desde el almacenamiento de óvulos en la fecundación in vitro, hasta el transporte del material entre laboratorios.

Sin embargo, este tipo de almacenamiento requiere de equipamiento específico y de habitaciones de almacenamiento. Cuando el nitrógeno pasa a forma gaseosa, se expande hasta 700 veces el volumen de líquido original, por lo que puede disminuir la presión parcial del oxígeno de la habitación y llegar a asfixiar a la persona que lo manipula. Además, el contacto con el líquido puede causar quemaduras por frío de forma prácticamente instantánea.

Traigan más soluciones

Otras investigaciones han tratado de encontrar métodos distintos para la preservación del material y, más o menos desde la década de 1930, comenzó a adaptarse la tecnología de la liofilización. Este proceso también involucra el congelado, pero con un pequeño giro de tuerca: una vez el material biológico está suficientemente frío, se disminuye la presión del recipiente hasta que se consigue evaporar toda el agua por sublimación. Es decir, se elimina el agua pasándola directamente de estado sólido a gaseoso, sin pasar por el líquido.

La tecnología de la liofilización es ampliamente utilizada por varios sectores. Los astronautas, por ejemplo, consumen comida que ha sido liofilizada; muchos medicamentos también llegan a las farmacias y hospitales tras haber pasado por este proceso; y en los laboratorios ocurre lo mismo con los materiales del día a día. Sin embargo, recrear las condiciones necesarias para la liofilización consume mucha energía, lo que puede encarecer el proceso. Además, algunos medicamento o materiales de laboratorio no pueden ser liofilizados sin perder su actividad.

¿Y esta es la definitiva?

Desde la Universidad Politécnica de California afirman haber encontrado una nueva técnica para estos casos. Según el grupo de investigación, la idea es introducir los materiales biológicos en una pastilla que absorba toda la humedad del compuesto sin tener que liofilizarlo. “Nuestra innovación hace que almacenar y utilizar productos biológicos sea tan fácil como una pastilla efervescente: basta con echarla en agua, mezclarla y ya está lista” dice uno de los investigadores.

En el artículo aseguran que lo han probado con varios compuestos y que pueden ser almacenados durante meses sin que pierdan sus propiedades. Entre los materiales biológicos que han probado se encuentran la maquinaria que es capaz de replicar el ADN y las tijeras moleculares CRISPR. Estos resultados demuestran su potencial para un gran número de aplicaciones. La capacidad de almacenar productos biológicos a temperatura ambiente y activarlos cuando se soliciten podría ser útil para administrar terapias en lugares remotos donde la cadena de frío no está disponible.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Ninguna solución es la panacea. En algunos casos será más interesante enviar el producto refrigerado; en otras, congelado, en otras liofilizado y en otras de la forma que proponen estos investigadores. Habrá que estudiar cada caso para ver si es viable y económicamente rentable.

Referencias (MLA):

• Brookwell, August W., et al. “Development of Solid-State Storage for Cell-Free Expression Systems.” ACS Synthetic Biology, 2023, https://doi.org/10.1021/acssynbio.3c00111.