Meios alternativos de criopreservação de células naturais e biocompatíveis (CryoDES)

A invenção aqui proposta providencia uma alternativa ao atual padrão áureo utilizado (DMSO), que é tóxico e compromete a viabilidade das células após descongelação, permitindo, ainda, a preservação de células a temperaturas mais elevadas.

Contexto

A preservação de material biológico no longo prazo é geralmente conseguida através da criopreservação a temperaturas negativas, resultando numa cessação da maioria das reações biológicas. A formação de cristais de gelo durante o processo de congelamento tende a comprometer, porém, o material biológico. A única forma de inibir a formação de gelo, especialmente gelo intracelular, é através da adição de uma alta concentração de um aditivo especial (agente crioprotetor (CPA)). Este método de criopreservação denomina-se de vitrificação. O CPA mais comum é o dimetilsulfóxido (DMSO) que, no entanto, tem elevados níveis de toxicidade e efeitos prejudiciais sobre as células estaminais.

Já foi demonstrado que vários animais se encontram aptos a sobreviver em ambientes com amplitudes termais extremas entre o verão e o inverno produzem certos metabólitos que são capazes de diminuir de forma significativa a cristalização da temperatura da água, o que evita não só a disrupção letal das membranas celulares pela formação de cristais de gelo, como também a superação dos efeitos osmóticos das mesmas. Estes metabólitos são, na sua maioria, açúcares, ácidos orgânicos, derivados de colina e de polióis, i.e., constituintes de Solventes Eutéticos Naturais Profundos (NADES).  Assim, NADES compostos por estes metabólitos compreendem todas as propriedades para substituir o DMSO no âmbito da criopreservação de células.

A invenção aqui divulgada apresenta, pois, evidências que novos agentes crioprotetores baseados em NADES aumentam a performance da criopreservação e de armazenamento de diferentes células a temperaturas mais elevadas, evitando o uso de tanques de criopreservação, reduzindo, significativamente, os custos de transporte.

Sobre a tecnologia

A solução é um CPA biocompatível que pode ser injetado juntamente com as células no paciente, assim como com qualquer outro excipiente comum. Com esta solução, as células podem ser armazenadas a temperaturas que rondam os -20ºC, ou seja, na gama de temperaturas dos congeladores dos frigoríficos domésticos, dispensando, assim, o recurso a material especializado e mais dispendioso, bem como libertando algumas restrições associadas à cadeia de frio associada ao seu transporte, facilitando o seu armazenamento.

Estágio de desenvolvimento

TRL 4 – Tecnologia validada no laboratório.

Benefícios

A invenção apresenta várias vantagens no que ao armazenamento de células concerne, nomeadamente:

• Dispensa de uso de azoto líquido e de equipamento dispendioso, reduzindo custos e a pegada ambiental;
• Dispensa de uso de gelo seco aquando do processo logístico, flexibilizando as limitações da cadeia de frio e reduzindo custos;
• Métodos de terapia de células estaminais tornam-se mais disponíveis e em mais mercados (e.g. medicina veterinária);
• Democratização da terapia de células estaminais, incluindo a sua disponibilização em países em vias de desenvolvimento ou em cenários de catástrofe natural e/ou guerras.

Outra grande vantagem desta invenção é a sua biocompatibilidade:

• Dispensa a sua remoção antes da injeção, reduzindo, assim, os custos dos tratamentos, dado poder ser diretamente injetado no paciente;
• Riscos de efeitos secundários acautelados advindos pela dispensa de utilização de DMSO.

Aplicações

Agente crioprotetor para aplicação em terapias de células estaminais.

Propriedade Intelectual

Pedido de patente submetido (WO2018211454).

Oportunidades

• Licenciamento;
• Acordos de parceria para alargar o âmbito da investigação a outras possíveis combinações, designs e preparação de testes in vitro para a compreensão dos mecanismos de ação do sistema;
• Transferência de know-how.

Informação adicional

• Castro, V. I. B., Craveiro, R., Silva, J. M., Reis, R. L., Paiva, A., & Duarte, A. R. C. (2018). Natural deep eutectic systems as alternative nontoxic cryoprotective agents. Cryobiology, 83, 15-26. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2018.06.010
• Craveiro, R., Castro, V. I. B., Viciosa, M. T., Dionísio, M., Reis, R. L., Duarte, A. R. C., & Paiva, A. (2021). Influence of natural deep eutectic systems in water thermal behavior and their applications in cryopreservation. Journal of Molecular Liquids, 329, [115533]. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115533

NOVA Inventors

Ana Rita Cruz Duarte

Alexandre Paiva

Rita Craveiro