La nature a fait évoluer les sucres, acides aminés, et des protéines antigel spéciales comme cryoprotecteurs. Les gens utilisent des solvants organiques et des polymères synthétiques comme additifs pour empêcher les cultures cellulaires de geler. Maintenant, Des scientifiques anglais ont combiné les deux méthodes :Dans des travaux publiés dans la revue Angewandte Chemie , ils ont introduit la polyproline, un polypeptide fait de l'acide aminé naturel proline, comme cryoprotecteur efficace pour les monocouches de cellules.

La cellule vivante est très vulnérable au gel et au dégel. Les cristaux de glace peuvent endommager physiquement les membranes cellulaires et les organites, et la déshydratation peut modifier le potentiel osmotique avec un impact sévère sur l'intégrité des membranes et des cellules. D'autre part, les cultures cellulaires sont systématiquement conservées à l'état congelé ou vitrifié jusqu'à ce qu'elles soient nécessaires en médecine de transplantation ou pour la recherche fondamentale. Pour la cryoconservation, les cryoprotecteurs tels que le diméthylsulfoxyde sont indispensables mais de gros volumes sont nécessaires, et de loin toutes les cellules ne sont pas récupérées après décongélation.

La nature fournit ses propres cryoprotecteurs :les organismes présents dans l'eau de mer glacée produisent des glycoprotéines antigel pour empêcher la recristallisation de la glace. Pour les applications biomédicales, cependant, la disponibilité des glycoprotéines antigel est assez limitée; outre, il y a toujours la question de l'immunotolérance. Les polymères synthétiques se sont avérés capables d'imiter l'activité antigel, mais un squelette polymère « entièrement naturel » à base de peptides serait plus attrayant. Cette approche biosourcée est poursuivie par Matthew Gibson et son équipe à l'Université de Warwick, ROYAUME-UNI. Les scientifiques proposent la polyproline, un polypeptide fabriqué uniquement à partir de l'acide aminé naturel proline, comme cryoprotecteur alternatif polyvalent.

L'acide aminé proline est spécial parmi les acides aminés naturels car il ne peut pas former de liaisons hydrogène avec d'autres parties structurelles du peptide lorsqu'il est intégré dans un peptide. "En raison de ce, il est hydrosoluble tout en étant assez hydrophobe, comme c'est le cas pour la protéine antigel I, " les scientifiques ont observé. Ils ont découvert que la polyproline partage certains motifs de surface critiques avec des protéines antigel modèles. Cette " structure amphipathique " inégale " " de la polyproline, a été pensé pour aider à inhiber la recristallisation de la glace lors de la décongélation. De plus, l'acide aminé libre proline, le bloc de construction de la polyproline, sert de cryoprotecteur naturel à lui seul ; les cellules végétales surproduisent de la proline pour maintenir leur équilibre osmotique et se protéger de la déshydratation.

Les scientifiques ont ensuite essayé la combinaison proline/polyproline dans un système de test de cultures cellulaires adhérentes soumises à des conditions de gel-dégel. D'abord, la monocouche cellulaire a été incubée dans un mélange de solvant diméthylsulfoxyde et de proline, puis de la polyproline a été ajoutée. La récupération des cellules après congélation a été doublée par rapport à un régime ayant du diméthylsulfoxyde comme seul cryoprotecteur. Les scientifiques ont souligné que leur stratégie pourrait maintenir l'exposition aux solvants à un minimum, laissant ainsi les cellules dans un environnement aussi naturel que possible. Bien qu'une analyse plus approfondie montrera si toutes les fonctions cellulaires sont effectivement conservées, La polyproline synthétique a été présentée ici comme un inhibiteur de recristallisation de glace entièrement naturel et attrayant pour le stockage de cultures cellulaires biologiques.