La criopreservación o
crioconservación de plantas es un proceso consistente en la preparación,
mantenimiento y preservación a largo plazo de un material vegetal, en unas
condiciones de temperatura ultra bajas de –196 ºC, obtenidas mediante nitrógeno
líquido, suspendiendo así casi todos los procesos metabólicos de la planta.
El material vegetal a utilizar puede proceder de cualquier parte de la planta:
semillas, meristemos, yemas, ápices, tallos, callos, embriones somáticos, etc.
Debe ser seleccionado de plantas sanas, en el caso de proceder de material de
cultivo in vitro, los parámetros de cultivo se deben optimizar antes de la
crioconservación, ya que el éxito de éste proceso de conservación va a depender
tanto de los tratamientos utilizados antes de someter al material al nitrógeno
líquido, como de los utilizados una vez recuperado el material del mismo.
En general, conviene disminuir el contenido
de agua del material vegetal para reducir los efectos de la formación de hielo
en la congelación. Para ello el material se deshidrata parcialmente antes de la
congelación. Esta deshidratación previa se puede realizar con sustancias como
el gel de sílice o medios con altos contenidos en glicerol o sacarosa. Así, se
elimina un gran porcentaje del agua contenida en el material, teniendo en
cuenta que la mayoría de los materiales mantienen su viabilidad si conservan
entre el 16,5 % y el 20 % del agua existente inicialmente en fresco [Uragami y
cols., 1990, Plant Cell Reports 9:328-331], siendo la determinación
de la tolerancia a la deshidratación y los métodos que permiten alcanzarla uno
de los objetivos más importantes en el estudio de la crioconservación.
Por lo tanto, el método de congelación, la
deshidratación y la utilización de sustancias crioprotectoras, de las que
hablaremos más adelante, son los recursos existentes para reducir al máximo los
daños que se pueden producir en la célula durante el proceso de congelación. De
forma resumida, aunque al formarse el hielo, ya causa por sí mismo daños
celulares, estos daños se agravan debido a que se produce el fenómeno de
recristalización, que consiste en que los cristales de hielo que se forman en
el interior celular durante el proceso de congelación, se derriten y vuelven a
formarse dando lugar a estructuras termodinámicamente más estables, es decir,
cristales más grandes, con un efecto sumamente dañino ya que provoca una
extensa destrucción de estructuras protoplasmáticas y la lisis celular.
En el sistema de congelación lenta, el hielo
comienza a formarse desde el exterior hacia el interior celular.
El agua sale
hacia el exterior desde el citoplasma y la vacuola, lo que provoca una
diferencia de potencial osmótico que causa un aumento de la concentración de
soluto en el interior celular, y esto va en detrimento de la posibilidad de
supervivencia de la célula. Desarrollar este sistema requiere un equipo
complejo y de gran coste que controle la disminución gradual y exacta de la
temperatura y el tiempo de permanencia del material en cada estadio térmico
programado en el protocolo. En el caso del sistema de congelación rápida ocurre
lo contrario: se forma hielo desde el interior celular al exterior. El agua
entra y la diferencia de potencial osmótico provocada es menor que en el método
lento, por lo que los daños celulares que ocasiona una alta concentración de
solutos no son tan críticos, si bien los daños por formación de hielo
persisten.
Aunque los métodos de congelación son
variados, curiosamente casi todos los autores coinciden en que el proceso de
descongelación debe realizarse de forma rápida para evitar la recristalización,
siendo el método más habitual la inmediata introducción del material congelado
en agua caliente a 38 ºC.
BIBLIOGRAFIA
http://www.encuentros.uma.es/encuentros98/crioconservacion.htm
http://www.buenastareas.com/ensayos/Criopreservacion-Germoplasma-Vegetal/1716342.html
