La maggior parte di ciò che rende la crioconservazione difficile non è il freddo profondo alla fine. Sono le poche ore all'inizio. Il nemico in quelle ore ha un nome, ischemia, ed è il motivo per cui un serio fornitore di crioconservazione parla meno come un'azienda di stoccaggio e più come un servizio medico d'emergenza. Se capisci l'ischemia, capisci perché la velocità è tutto, e perché unacorsa contro il decadimento cellulare inizia nel momento esatto in cui il cuore si ferma.
Cosa è l'ischemia
Le tue cellule funzionano grazie all'ossigeno. Lo usano per trasformare il cibo in energia utilizzabile attraversola respirazione cellulare, la chimica costante che mantiene ogni tessuto in funzione. L'ischemia è la perdita del flusso sanguigno, che èpiù di una semplice perdita di ossigeno: il glucosio smette di arrivare, i rifiuti smettono di essere eliminati, e le cellule sono costrette a una debole metabolismo di emergenza che produce solo una frazione dell'energia e una montagna di sottoprodotti tossici. Se la carenza dura abbastanza, una cellula non riesce più a mantenere le pompe ioniche che tengono in equilibrio la sua chimica interna,il calcio invade la cellula, e la cellula si gonfia e si disintegra.
Nella medicina quotidiana, l'ischemia è ciò che rende unictus ischemico o un infarto così pericolosi: il tessuto a valle di un vaso bloccato inizia a morire nel giro di minuti. Nella crioconservazione, lo stesso orologio è in funzione, e il tessuto che ci interessa di più è il cervello.
Perché l'ischemia è il nemico numero uno della crioconservazione
Ricorda la tesi centrale dimemory, identity and the brain: tu sei la struttura del tuo cervello, il preciso cablaggio dei suoi neuroni. L'ischemia attacca esattamente quella struttura. Ogni minuto che il cervello rimane senza ossigeno dopo la morte legale, le delicate connessioni che codificano memoria e personalità si degradano un po' di più. Il danno non è astratto. È la lenta cancellazione delle informazioni che la criopreservazione esiste per salvare.
Questo ridimensiona l'obiettivo della prima fase. La criopreservazione non può iniziare finché qualcuno non è legalmente morto, ma la qualità di quella preservazione dipende quasi interamente da quanto poco danno ischemico si accumula nella finestra tra la morte legale e il momento in cui il cervello è freddo e protetto. Minimizzare quella finestra è il compito più importante che svolge una squadra di standby.
Come la procedura combatte il tempo
Ecco perché Tomorrow.bio utilizza team addestratiin standby, stabilizzazione e trasporto (SST)anziché trattare la preservazione come qualcosa che inizia solo presso la struttura di stoccaggio. Nel momento in cui viene dichiarata la morte legale, il team lavora per annullare il vantaggio iniziale dell’ischemia su più fronti contemporaneamente:
- Riavviare la circolazione. Un dispositivo meccanico di compressione toracica mantiene il flusso sanguigno in modo che ossigeno e farmaci raggiungano i tessuti invece di ristagnare.
- Raffreddare rapidamente. Il paziente viene immerso in una vasca di ghiaccio e raffreddato in modo rapido. Il freddo rallenta il metabolismo, e un metabolismo più lento richiede meno ossigeno, guadagnando tempo contro i danni. Il freddo rallenta il metabolismo, dimezzando approssimativamente il tasso per ogni 10°C di raffreddamento, e un metabolismo più lento richiede meno ossigeno, guadagnando tempo contro i danni. Il corpo viene mantenuto sopra il punto di congelamento, quindi il ghiaccio non si forma prima che gli agenti protettivi siano somministrati.
- Somministrare farmaci. Vengono somministrati farmaci per ridurre la domanda metabolica del cervello, prevenire la coagulazione del sangue, sostenere la circolazione durante la RCP meccanica e limitare i danni da radicali liberi e infiammazione. Insieme, attenuano la cascata di danni ischemici.
Solo dopo questa stabilizzazione inizia laperfusione dei crioprotettori, e solo una volta che il tessuto è protetto inizia il raffreddamento profondo verso-196°C. Il rischio da ischemia non finisce davvero finché il corpo non èvitrificato, perché solo allora il metabolismo, e con esso la domanda di ossigeno da parte della cellula, si è effettivamente arrestato.
Ischemia calda, ischemia fredda e perché il tempo di risposta decide tutto
Non tutte le ischemia sono uguali.Caldal’ischemia, la carenza di ossigeno a temperatura corporea, è quella distruttiva, perché il tessuto caldo è ancora metabolicamente attivo e si danneggia rapidamente.Freddol’ischemia, la stessa mancanza di ossigeno ma in tessuti già raffreddati, è molto più lieve, perché il freddo ha rallentato la chimica dannosa. L’intera procedura iniziale è un tentativo di convertire una nell’altra il più velocemente possibile: raffreddare prima che si verifichi troppo danno da ischemia calda.
Questo è anche l’argomento più chiaro a favore di una capacità di intervento immediato in sede. Un provider che si affida a terze parti per raggiungere il paziente può lasciare qualcuno in ischemia calda per molto tempo, e i gruppi del settore hanno stimato che il passaggio a servizi locali impreparati può significare molte ore di ischemia fredda precedute da costosa ischemia calda. Una squadra dedicata in standby esiste proprio per comprimere questa tempistica. Il confine tra "danneggiato" e "distrutto" è meno fisso di quanto sembrasse un tempo.Ricerche sul recupero cellulare dopo ischemia calda prolungatasuggerisce che alcuni danni un tempo considerati permanenti potrebbero essere più recuperabili di quanto affermino i manuali di testo. Il caso più chiaro è quello dell'OrganEx di Yale. Nel 2022 quel sistema di perfusioneha ripristinato la circolazione e la funzione cellulare in interi corpi di maiale un'ora dopo l'arresto cardiaco. Il suo predecessore, BrainEx, lo stesso 2019 aveva fatto per cervelli isolati di maiale quattro ore dopo la morte. Nessuno dei due ha ripristinato nulla che somigliasse alla coscienza. Entrambi hanno minato l'assunzione che poche ore di ischemia calda lascino ben poco su cui lavorare.
Quasi tutto ciò che riguarda come viene costruito un fornitore serio, la prontezza 24/7, la velocità di risposta,i protocolli di standby e stabilizzazione, ne consegue questo fatto. Batte il tempo sull'ischemia e preservi la struttura. Perdici, e nessun quantitativo di azoto liquido potrà più rimettere insieme ciò che quei primi minuti hanno tolto.
In breve: L'ischemia è un danno causato dalla perdita di flusso sanguigno e ossigeno. Il raffreddamento rapido e la stabilizzazione rallentano questo danno, mentre periodi più lunghi a temperature calde generalmente riducono la qualità della preservazione.
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