La polyvinylpyrrolidone (PVP) est un polymère synthétique de masse moléculaire élevée qui agit principalement comme un cryoprotecteur (CPA, *cryoprotective agent*) non pénétrant, à action extracellulaire. Elle est largement utilisée, notamment dans les protocoles de vitrification, souvent en association avec un cryoprotecteur pénétrant tel que le diméthylsulfoxyde (DMSO) ou l’éthylène glycol (EG), afin de protéger les cellules et les tissus contre les dommages liés à la congélation.
Mécanismes de cryoprotection
En tant que polymère de grande taille qui reste à l’extérieur des cellules, la PVP protège les matériaux biologiques par plusieurs mécanismes physiques interdépendants.
- Favorisation de la vitrification et inhibition de la formation de glace : la PVP est un additif macromoléculaire important qui favorise la formation d’un état vitreux amorphe plutôt que la formation de glace cristalline pendant la congélation. Elle contribue à cet effet en réduisant considérablement les vitesses de refroidissement nécessaires pour éviter la cristallisation de la glace, facilitant ainsi la vitrification.
- Réduction de la toxicité des cryoprotecteurs : l’un des principaux avantages de la PVP réside dans sa capacité à réduire la toxicité des cryoprotecteurs pénétrants. En associant la PVP à un agent perméant, il est possible de diminuer la concentration du composé potentiellement toxique tout en maintenant une solution de vitrification efficace. Des études portant sur le tissu ovarien indiquent que la PVP peut réduire la toxicité du DMSO sans compromettre l’efficacité de la vitrification.
- Stabilisation des membranes et protection cellulaire : la PVP contribue à stabiliser l’environnement osmotique et à protéger les cellules contre les dommages mécaniques provoqués par les cristaux de glace pendant la congélation et la décongélation.
