Å ta vare på biologiske prøver er en utfordring. En ny metode kombinerer hurtig nedfrysing med gamle metoder som blant annet er i bruk ved tørking av klippfisk.

– Det ser ut som om vi kan ta vare på biologiske prøver uten å holde dem frosset, sier Trygve Magne Eikevik.

Han er professor ved Institutt for energi- og prosessteknikk ved NTNU, med lang erfaring fra ulike metoder for å ta vare på biologisk materiale. 

Forsøkene er gjort i samarbeid med Jostein Halgunset og Haakon Skogseth ved St. Olavs Hospital. 

Ned til minus 90 grader

Vevsprøver oppbevares i dag enten på formalin eller ved temperaturer så langt ned som minus 80 til 90 grader, i tillegg til lagring i flytende nitrogen ved minus 193 grader.

Formalin-metoden tar godt vare på proteinene, og gjør det derfor lett for forskerne å undersøke oppbyggingen av cellene.

Men hurtig nedfrysing har den fordelen at sårbare informasjonsbærere i cellene, slik som RNA, holder seg stabile.

For biobankmateriale, som for eksempel kreftprøver, er hurtig nedfrysing og deretter oppbevaring ved svært lave temperaturer mest vanlig. Men dette er dyrt. Metoden krever mye energi, og materialet må overvåkes kontinuerlig.

Billigere bevaring

Om forskerne heller kan tørke noe av materialet som i dag fryses ned, vil de kunne spare store summer på det. Derfor ser de blant annet på teknologien som er blitt standard innenfor tørking av klippfisk.

– Kanskje kan vi lagre materialet ved pluss fire grader eller minus 20 grader istedenfor 190 grader minus, sier Eikevik.

Da snakker vi om at materialet kan oppbevares i helt vanlige kjøleskap eller frysere istedenfor ved de ekstremt lave temperaturene.

– En slik metode vil være av stor interesse i de deler av verden der det er mangel på økonomiske ressurser, sier Jostein Halgunset, som er leder i Regional forskningsbiobank Midt-Norge.

Slik gjorde de det

Forskerne tok vevsprøver fra lunger, hjerte, lever og nyrer fra forsøksdyr. Prøvene frøs de hurtig ned i flytende nitrogen.

Deretter tørket de det frosne materialet ved henholdsvis pluss fem og minus ti grader i en varmepumpetørke ved atmosfærisk trykk, som er en variant av teknologien som brukes for å tørke klippfisk.

Slike varmepumper ble opprinnelig utviklet i 1970-årene da oljekrisen slo til. De var i første rekke en metode for å minske forbruket av brennstoff under tørkingen av fisken, men er etter hvert blitt helt standard innenfor bransjen.

Selvsagt er det ikke de samme varmepumpene som brukes nå, men prinsippet er mye det samme.

Når du tørker noe ved lave temperaturer, kan det foregå ved at vannet sublimerer. Det vil si at fast stoff går direkte til gass, uten å ta omveien via flytende form. Du kan se det samme når du tørker klesvasken din ute en kald vinterdag.

Best ved 0 grader

Kvaliteten av RNA, som ligner DNA, ble målt rett etter nedfrysing og etter fem måneder. Dette ble gjort ved å undersøke fragmenteringen av molekylene.

Materialet ble også testet ved hjelp lysmikroskop og elektronmikroskop for å se om vevs- og cellestrukturene var godt bevart.

Resultatene viser foreløpig at tørketemperaturer på rundt 0 grader var best for å ta vare på RNA, med omtrent den samme nedbrytningsgraden av molekylene som prøver som ikke ble tørket. Det gjaldt alle de fem vevstypene.

Strukturene ble stort sett godt bevart, selv om de aller fineste detaljene i cellen syntes å være påvirket av metoden.

Forskernes foreløpige konklusjon er at metoden er både lovende og kostnadseffektiv, men at mer forskning på tørkemetoder, tørkeforhold og kostnader må til.

Referanse: 

Haakon Skogseth m.fl.: Can Drying Be an Alternative Tissue Preservation Method in Cancer Research Biobanking? Drying Technology: An International Journal. 2014.