ARTICULO CIENTIFICO 10

Efectos de la congelación en las membranas y proteínas en las células tumorales de próstata LNCaP

(Willem F. Wolkers , Saravana K. Balasubramanian , Emily L. Ongstad , Helena C. Zec , John C. Bischof).

Biochimica et Biophysica Acta 1768 (2007) 728–736.

Espectroscopia infrarroja (FTIR) y criomicroscopía se utiliza para definir el proceso de daño celular durante la congelación de  LNCaP células de tumores de próstata, a nivel molecular. Pelotillas de la célula fueron monitoreados durante el enfriamiento a 2 ° C / min, mientras que la temperatura de nucleación de hielo se varió entre -3 y -10 ° C. Se demuestra que las células tienden a deshidratar precipitadamente después de nucleación se produce menos la formación de hielo intracelular. La criocirugía se está convirtiendo en una terapia establecida para la próstata cáncer. Los mecanismos generales de la lesión durante criocirugía incluyen típicamente una lesión directa a las células cancerosas debido al caso de congelación, así como eventos interviene lesiones vasculares y efectos inmunológicos, que ocurren después de descongelación. Los estudios cinéticos del modelo han demostrado que cuanto menor sea la temperatura de nucleación, mayor es la incidencia de la formación de hielo intracelular.

A nivel molecular, la congelación afecta a los lípidos de membrana, proteínas y ácidos nucleicos, cambiando las interacciones hidrofobicas e hidrofílicas que determinar la estructura y función. Es bien establecido que el enfriamiento altera el estado físico de los lípidos, alterando así la organización de lípidos y la fluidez, además, las proteínas y los lípidos están expuestos a las especies reactivas de oxígeno, debido a sistemas enzimáticos del barrido que se ven comprometidas por congelación. Las especies reactivas del oxígeno a resultado de la peroxidación lipídica y fosfolípidos de esterificación. Por otra parte, las proteínas también pueden ser degradados por las proteasas procedentes de los lisosomas que se perdieron por congelación o descongelación durante. Una de las pocas técnicas adecuadas para el estudio de congelación-inducida cambios en la estructura y conformación de las biomoléculas celulares es espectroscopia infrarroja (FTIR), se utilizó para estudiar los cambios en la membrana, lípidos comportamiento de fase y la estructura secundaria de proteínas en general durante la congelación de las células tumorales de próstata LNCaP. Las muestras fueron nucleados en las temperaturas que van de -3 ° C a -10 ° C. Cabe señalar que la temperatura intracelular a la formación de hielo se produce, junto con la cantidad de agua dentro de la celular en ese momento, determinará la cantidad total de intracelulares hielo. Más de un 5-10% normalizado de agua intracelular en el hielo se considera letal para la mayoría de las células, mientras que los montos inferiores a estos son a menudo tolerados y pueden correlacionarse con las condiciones de supervivencia. Si las células se deshidratan con demasiada severidad, esto también puede resultar una seria destrucción. Las células presentan la supervivencia óptima a una temperatura de nucleación de -6 ° C. Esto es cerca de la punto medio de la curva prevista para la formación de hielo intracelular, formación de hielo intracelular es considerado como la principal causa de lesiones en las temperaturas de nucleación de baja o alta velocidad de enfriamiento para diferentes tipos de células, La exposición a altas concentraciones de soluto (efecto de la deshidratación) es la otra causa principal de muerte celular durante la congelación. Relativamente pocos estudios se han realizado sobre los efectos de la congelación en el comportamiento de los lípidos de la fase. Un estudio sobre los efectos del hielo sobre el comportamiento de la fase lipídica de fosfatidiletanolamina pura reveló que la presencia de hielo afectado a la temperatura de inicio de la transición de fase principal, pero tuvo poco efecto en la cooperatividad de la transición. Estos efectos se atribuyeron a la deshidratación osmótica. Curiosamente, en las células de LNCaP la temperatura de nucleación no sólo afectó a la temperatura de inicio de la transición de fase membrana, pero también el cooperatividad y fluidez de la membrana en estado de congelación, lo que le sugerimos que se debe en la medida de la deshidratación celular.