Dimetilsulfóxido (DMSO) es el crioprotector penetrante más utilizado en la criopreservación celular, desempeñando un papel insustituible y crítico en el almacenamiento a baja temperatura de las células.
Mecanismos de acción principales:
1. Prevención de la formación de cristales de hielo (función principal)
Principio clave: Los cristales de hielo intracelulares pueden perforar las membranas celulares y los orgánulos, provocando la muerte celular. El DMSO protege las células al reducir el punto de congelación y disminuir la formación de cristales de hielo.
(1) Reducción del punto de congelación: DMSOPenetra rápidamente en la membrana celular, se une a las moléculas de agua y reduce el punto de congelación de la solución intracelular.
(2) Inhibición de cristales de hielo: Reduce la formación de cristales de hielo durante la congelación, evitando que cristales afilados perforen las membranas celulares y los orgánulos.
(3) Vitrificación: Promueve la formación de un estado vítreo (un estado sólido no cristalino) en el agua a bajas temperaturas, mitigando así el daño físico.
2. Mantenimiento del equilibrio osmótico
(1) Reemplazo de agua: DMSOreemplaza parcialmente el agua intracelular, reduciendo los cambios drásticos de volumen causados por la deshidratación celular durante la congelación.
(2) Amortiguación de la presión osmótica: Actúa sinérgicamente con otros componentes del medio (como el suero fetal bovino) para amortiguar el choque osmótico durante el proceso de congelación-descongelación.
(3) Prevención de encogimiento/hinchazón: Evita que las células se encojan o se hinchen y se rompan debido al desequilibrio osmótico.
3. Protección de las membranas celulares y las estructuras proteicas
(1) Estabilización de las membranas celulares: Interactúa con los lípidos de la membrana para formar una estructura de bicapa lipídica estable, evitando la ruptura de la membrana causada por la reducción de la fluidez a bajas temperaturas.
(2) Prevención de la desnaturalización de proteínas: Reduce la desnaturalización de proteínas causada por el aumento de las concentraciones de electrolitos y los cambios de pH durante la congelación.
(3) Efecto antioxidante: Posee propiedades antioxidantes, eliminando o reduciendo las especies reactivas de oxígeno (ROS) generadas durante el proceso de congelación.
4. Aumento de la concentración de iones intracelulares
(1) Aumento de la viscosidad: Aumenta la viscosidad de la solución intracelular, reduciendo la movilidad de las moléculas de agua.
(2) Retardar el proceso de congelación: Ralentiza el proceso de congelación, permitiendo que las células tengan más tiempo para adaptarse al entorno de baja temperatura.
(3) Reducir el daño: Minimiza la formación de cristales de hielo intracelulares, reduciendo así el daño celular.
