Chaque jour, des personnes meurent en attendant une greffe d'organe. Le temps est compté, non seulement pour les personnes en attente d'organes, mais aussi pour les organes eux-mêmes, qui peuvent se détériorer rapidement pendant le transport. Des chercheurs de l'ACS cherchent à prolonger la viabilité des tissus humains. Lettres Nano Ils ont tenté de congeler complètement, plutôt que de refroidir et de décongeler, des organes qui pourraient sauver des vies. Ils ont démontré qu'une nanoparticule magnétique peut réchauffer avec succès des tissus animaux.
Selon l’Organ Procurement and Transplantation Network, en août 2024, plus de 114 000 personnes étaient inscrites sur la liste d’attente nationale américaine pour une transplantation, et environ 6 000 d’entre elles mourraient chaque année avant de recevoir une transplantation d’organe. L’une des raisons est la perte d’organes stockés au froid pendant le transport, lorsque les retards les font chauffer prématurément. Des méthodes ont été développées pour congeler rapidement les organes en vue d’un stockage à long terme sans risquer de les endommager en raison de la formation de cristaux de glace, mais des cristaux de glace peuvent également se former lors du réchauffement. Pour résoudre ce problème, Yadong Yin et ses collègues ont mis au point une technique connue sous le nom de nanowarming, mise au point par son collaborateur John Bischof, pour utiliser des nanoparticules magnétiques et des champs magnétiques pour décongeler les tissus congelés rapidement, uniformément et en toute sécurité.
Récemment, Yin et une équipe ont mis au point des nanoparticules magnétiques – des barres magnétiques extrêmement petites – qui, lorsqu’elles sont exposées à des champs magnétiques alternatifs, génèrent de la chaleur. Cette chaleur a rapidement décongelé des tissus animaux stockés à -150 degrés Celsius (-238 degrés Fahrenheit) dans une solution de nanoparticules et d’un agent cryoprotecteur. Les chercheurs craignent cependant qu’une répartition inégale des nanoparticules dans les tissus ne déclenche une surchauffe là où les particules se rassemblent, ce qui pourrait entraîner des lésions tissulaires et une toxicité de l’agent cryoprotecteur à des températures élevées.
Pour réduire ces risques, les chercheurs ont poursuivi leurs recherches en travaillant sur une approche en deux étapes qui permet de contrôler plus finement les taux de réchauffement nanométrique. Ils décrivent ce processus dans le nouveau Lettres Nano étude:
- Les cellules cultivées ou les tissus animaux ont été immergés dans une solution contenant des nanoparticules magnétiques et une substance cryoprotectrice, puis congelés avec de l'azote liquide.
- Au cours de la première étape de décongélation, comme précédemment, un champ magnétique alternatif a initié un réchauffement rapide des tissus animaux.
- Alors que les échantillons approchaient de la température de fusion de l’agent cryoprotecteur, les chercheurs ont appliqué un champ magnétique statique horizontal.
- Le deuxième domaine a réaligné les nanoparticules, freinant ainsi efficacement la production de chaleur.
Le réchauffement a ralenti plus rapidement dans les zones contenant davantage de nanoparticules, ce qui a atténué les inquiétudes concernant les points chauds problématiques. En appliquant la méthode à des fibroblastes cutanés humains cultivés et à des artères carotides de porc, les chercheurs ont noté que la viabilité cellulaire restait élevée après un réchauffement de quelques minutes, ce qui suggère que la décongélation était à la fois rapide et sûre. La capacité de contrôler finement le réchauffement des tissus nous rapproche un peu plus de la cryoconservation d'organes à long terme et de l'espoir de davantage de transplantations salvatrices pour les patients, affirment les chercheurs.
