Dankzij nanogoudstaafjes kun je wellicht ooit levende wezens invriezen, en ongedeerd weer ontdooien. Met embryo’s van zebravisjes lukt het al een beetje, schreven John Bischof en collega’s van de University of Minnesota onlangs in ACS Nano.

Die zebravisembryo’s worden veel gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek en het invriezen zou vooral dienen om ze te kunnen bewaren voor de volgende proef, of om ze te kunnen opsturen naar een ander lab. Maar het zou ook moeten kunnen met andere gewervelde diersoorten, inclusief mensen die hopen op een betere toekomst in de verre toekomst.

Het probleem zit daarbij niet alleen in de beruchte vorming van ijskristallen die celmembranen lek prikken. Wanneer je een een thermisch matig geleidend lichaam ontdooit met behulp van een externe warmtebron, zoals een waterbad, is het onvermijdelijk dat sommige delen warmer worden dan andere. En er hoeft dan heel weinig te gebeuren of er gaan eiwitten denatureren.

Bij zebravisjes is dat een nijpend probleem: op de leeftijd dat ze bruikbaar zijn voor wetenschappelijk onderzoek, zijn hun embryo’s zeven keer groter dan menselijke embryo’s op de leeftijd dat je ze wilt bewaren.

Bischofs idee is nu om de embryo’s van binnenuit te verwarmen. Daartoe dispergeert hij nanogoudstaafjes in propyleenglycol, dat dient als antivries, en vervangt daarmee het bloed van de embryo’s. Invriezen gebeurt daarna in vloeibare stikstof, wat gaat in een tempo van 90 000 °C/min.

Opwarmen is een kwestie van belichten met een 1064 nm-infraroodlaser. Nanogoudstaafjes worden daardoor zeer snel opgewarmd. Omdat zo’n embryo transparant is en de staafjes overal in de bloedbaan zitten, is een laserpuls van één milliseconde al voldoende voor volledige ontdooiing, waarbij een tempo van 14 miljoen °C/min wordt gehaald.

Het werkt nog verre van perfect. Maar van de 223 ingevroren embryo’s leek 31 % een uur na het ontdooien nog prima in orde. Na 24 uur lagen ze alsnog op apegapen maar één op de tien bewoog nog. Als je ze op de klassieke manier probeert op te warmen zijn ze binnen een uur allemaal dood, dus het is een vooruitgang.

bron: C&EN