Sciatori, escursionisti, soldati ed altri esposti a temperature estremamente fredde possono sperimentare il congelamento – una lesione dolorosa che si verifica quando si formano cristalli di ghiaccio nella pelle.
Molte aree estremamente fredde sono anche remote, e i ritardi nel trattamento del congelamento possono causare gravi ferite, cicatrici e persino l’amputazione degli arti.
I ricercatori che riferiscono in ACS Applied Biomaterials hanno sviluppato una crema che previene le lesioni da congelamento nei topi quando applicata alla pelle 15 minuti prima dell’esposizione al freddo grave.
Il congelamento non solo uccide le cellule della pelle, ma può anche danneggiare i tessuti più profondi come muscoli e ossa, causando a volte infezioni secondarie e danni permanenti ai nervi.
Le terapie comuni, come il rapido riscaldamento dell’arto colpito, mirano a invertire il congelamento dei tessuti, ma al momento del trattamento, molte cellule sono già morte.
Recentemente, gli scienziati hanno sviluppato strategie di prevenzione del congelamento, come riscaldatori elettrici cuciti nei vestiti o proteine antigelo transgeniche, ma tali approcci sono spesso costosi, poco pratici o con problemi di sicurezza.
Pertanto, Munia Ganguli e colleghi hanno voluto testare le proprietà di prevenzione del congelamento di una combinazione di molecole sintetiche comunemente utilizzate nei laboratori per crioconservare le cellule. Il dimetilsulfossido (DMSO) impedisce la formazione di cristalli di ghiaccio all’interno delle cellule, mentre il poli(alcool vinilico) (PVA) impedisce la formazione di cristalli di ghiaccio negli spazi tra le cellule, che possono danneggiare le membrane.
I ricercatori hanno prima testato la capacità di diverse quantità di DMSO e PVA, da sole o in combinazione, di prevenire la morte delle cellule coltivate in un piatto che sono state esposte a una temperatura di congelamento.
Hanno scoperto che il 2% di DMSO combinato con 1,6 mg/mL di PVA ha prodotto la più alta sopravvivenza cellulare (circa l’80%), proteggendo la membrana cellulare e il citoscheletro. Questa combinazione, che i ricercatori hanno chiamato SynAFP, ha anche permesso alle cellule di dividersi ed esprimere proteine più normalmente dopo lo stress da freddo. Poi, il team ha mescolato SynAFP con una crema commerciale di aloe vera e l’ha applicata sulla pelle dei topi 15 minuti prima di una sfida fredda. La crema ha ridotto le dimensioni della ferita da congelamento, i danni ai tessuti e l’infiammazione, e ha accelerato la guarigione, rispetto a nessun trattamento. La crema non ha impedito il congelamento quando applicata 30 minuti o più prima della sfida del freddo; tuttavia, applicazioni multiple non hanno danneggiato la pelle. Gli effetti della crema antigelo nelle persone, e quanto spesso deve essere riapplicata, devono ancora essere determinati, dicono i ricercatori.
Gli autori riconoscono il finanziamento della Defence Research and Development Organisation, il Department of Biotechnology Junior Research Fellowship e il Council of Scientific & Industrial Research (CSIR).
