La espectroscopía infrarroja (FTIR) y la criomicroscopía son dos técnicas que se utilizan para definir el proceso de daño celular durante la congelación de LNCaP en células de tumores de próstata, a nivel molecular.
A nivel molecular, la congelación afecta a los lípidos de membrana, proteínas y ácidos nucleicos, cambiando las interacciones hidrofobicas e hidrofílicas que determinar la estructura y función. Es bien establecido que el enfriamiento altera el estado físico de los lípidos, alterando así la organización de lípidos y la fluidez, además, las proteínas y los lípidos están expuestos a las especies reactivas de oxígeno, debido a sistemas enzimáticos del barrido que se ven comprometidas por congelación.
Las especies reactivas del oxígeno a resultado de la peroxidación lipídica y fosfolípidos de esterificación. Por otra parte, las proteínas también pueden ser degradados por las proteasas procedentes de los lisosomas que se perdieron por congelación o descongelación durante. Una de las pocas técnicas adecuadas para el estudio de congelación-inducida cambios en la estructura y conformación de las biomoléculas celulares es espectroscopia infrarroja (FTIR).
En este trabajo la FTIR se utilizó para estudiar los cambios en el comportamiento de fases de la membrana lipídica y la estructura secundaria de proteínas en general durante la congelación de las células tumorales de próstata LNCaP. Las células de tumores se enfriaron a 2 ° C / min, mientras que se vario la temperatura de nucleación de hielo entre -3 y -10 ° C.
Se descubrió que la incidencia de la formación intracelular de hielo aumenta rápidamente en temperaturas de nucleación de hielo por debajo de -4 ° C y la supervivencia óptima celular se presenta en niveles intermedios de la deshidratación y la formación de hielo intracelular. El inicio de la transición de fase de líquido cristalino a gel coincide con la temperatura de nucleación del hielo, además ésta temperatura determina la transición y la trastorno residual de conformación de las membranas en el estado congelado. La exposición a altas concentraciones de soluto (causada por la deshidratación) es otra causa principal de muerte celular durante la congelación.
El efecto de la temperatura de nucleación en la tasa de formación de hielo intracelular establece que entre menor sea ésta, mayor es la incidencia de formación de hielo intracelular en las células, lo cual podría explicar los efectos en el comportamiento de las fases de la membrana, que cambia en las células LNCaP de un fase líquida cristalina a gel con el enfriamiento.
El efecto de la temperatura de nucleación en la respuesta termotrópica de las membranas se puede atribuir a las diferencias en el grado de deshidratación celular. Por otra parte la deshidratación durante el secado al aire o secado con hielo se sabe que afecta el comportamiento de fases de lípidos y liposomas de membranas biológicas.
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