La conservazione senza congelamento

Il termine criopreservazione punta a un’idea sbagliata. Fa pensare alla gente al congelamento, a un corpo trasformato in ghiaccio come una bistecca nel congelatore. Ma l’obiettivo reale è più strano e più accurato di così, e viene meglio descritto da una frase che sembra quasi una contraddizione: preservazione senza congelamento. Il trucco che lo rende possibile èvitrificazione, ed è questa la versione breve e semplificata di cosa sia, cosa ti offra e, altrettanto importante, cosa non ti offra.

Portare un corpo in uno stato simile al vetro

La vitrificazione è il processo di trasformare un liquido in uno stato solido senza mai formare cristalli. La parola deriva dal latinovitrum, vetro, e il vetro è esattamente l’immagine mentale giusta. Quando raffreddi la maggior parte dei liquidi, questi cristallizzano; raffreddali nel modo giusto, con la giusta chimica, e invece diventano semplicemente sempre più viscosi finché non si bloccano in un solido rigido e disordinato. Non si formano cristalli. Le molecole rimangono quasi esattamente nell’assetto che avevano da liquide, solo che non si muovono più.

Nella criopreservazione, questa è la differenza tra un cervello distrutto e uno intatto. L’acqua nelle cellule del corpo viene in gran parte sostituita conagenti crioprotettivi, e il tessuto viene raffreddato finché non supera la temperatura di transizione vetrosa, intorno ai -120°C ai -135°C, e si solidifica. Il risultato non è un corpo congelato. È tessuto in uno stato simile al vetro, e in quello stato il degrado si ferma di fatto.

Cosa ottiene la vitrificazione

Se fatta bene, la vitrificazione ottiene quattro cose insieme:

• Previene la formazione di cristalli di ghiaccio, quindi non avviene mai la frantumazione meccanica del congelamento.
• Preserva l’architettura cellulare e strutturale del tessuto, soprattutto il cablaggio neurale nel cervello.
• Rallenta ogni reazione chimica e biologica fino a quasi fermarsi, bloccando il degrado.
• Mantiene ancora ilinformazione del tessuto, quella parte cheeffettivamente codifica una persona, abbastanza intatta da poter essere riparata e recuperata un giorno da una tecnologia futura.

Quel punto è il motivo per cui tutto questo vale la pena, e ti riporta direttamente acos'è la biostasi: conserva la struttura, e conserverai la persona, anche attraversando un divario che nessuna tecnologia attuale può superare.

Cosa la vitrificazione non fa

Qui l'onestà conta più dell'entusiasmo. La vitrificazione non ripristina la vita. Non inverte l'invecchiamento né cura la malattia che ha causato la morte. Non garantisce, da sola, che qualcuno possa mai essere resuscitato. Tutto ciò che fa, e questo è già molto, è preservare il substrato fisico di una persona abbastanza bene da tenere aperta la questione della resurrezione invece di chiuderla per sempre con la sepoltura o la cremazione. È un ponte verso un futuro che potrebbe o non potrebbe essere in grado di completare l'opera, ed è per questo che siamo altrettanto chiari sul fatto chela resurrezione non è attualmente possibile.

Tutto il resto dipende dal fare bene questo singolo passaggio. Se i danni da congelamento fossero lasciati distruggere la struttura del cervello nelle prime ore, nessuna medicina futura potrebbe ricostruire ciò che è andato perduto, perché l'informazione stessa sarebbe svanita. La vitrificazione è la differenza tra preservare una persona e limitarsi a immagazzinare i rottami. Ed è per questo che si trova al centro dicome viene eseguita una moderna criopreservazione.

Quando la fissazione è l'opzione migliore

La vitrificazione dipende dal far arrivare il crioprotettante ovunque sia necessario, e questo dipende da un sistema circolatorio che distribuisce ancora in modo uniforme. Dove il danno ischemico è già grave, non accade, e una perfusione disomogenea significa ghiaccio nei punti che contano di più. Per questi casi esiste un secondo metodo: la criopreservazione stabilizzata con aldeidi, o ASC.

L'ASC inizia perfondendo il cervello con glutaraldeide, un fissativo che reticola le proteine al loro posto. Il decadimento si ferma all'istante e la struttura viene bloccata prima che inizi il raffreddamento. Una volta stabilizzato il tessuto, il crioprotettante può essere aumentato lentamente fino a una concentrazione elevata, circa 65% di glicole etilenico, e il cervello viene vitrificato vicino a -135°C per la conservazione a lungo termine.

Le prove a suo favore sono insolitamente dirette. L'ASC ha preservato la connettività sinaptica in un intero cervello di maiale abbastanza bene da vincere ilBrain Preservation Foundation's large mammal prize, verificato tramite microscopia elettronica 3D dopo il riscaldamento.

Il compromesso è reale e va messo in chiaro.La fissazione non è reversibile da nulla di attualmente immaginabile. Il glutaraldeide conserva il connectoma con un dettaglio straordinario, e lo fa legando chimicamente le proteine tra loro, il che preclude la possibilità di riavviare quel tessuto biologicamente. L'ASC preserva lo schema e rinuncia alla via di ritorno attraverso il substrato originale, che è ildomanda di continuità nella forma fisica.

Ecco perché non è l'opzione predefinita. Quando la perfusione è buona, la vetrificazione mantiene aperte entrambe le strade. ASC è ciò a cui puntiamo quando l'alternativa è perdere la struttura del tutto.

Letture ulteriori

• Congelamento vs vetrificazione, nel dettaglio
• Il liquido antigelo medico (criptoprotettori)
• Perché la crioconservazione è a -196°C?
• Che cos'è la biostasi?