L’antigel mèdic (també conegut com a crioprotector)

Sila vitrificació és l’objectiu, portant un cos a un estat estable semblant al vidre en comptes de l’helar destructiu, llavors els crioprotectants són el truc que ho fa físicament possible. Són, gairebé literalment, un anticongelant mèdic. I com molts dels instruments més importants d’aquest camp, porten un compromís fort. Tot el procediment es dissenya al voltant d’això. Allò que protegeix el teixit del gel també és tòxic per a ell si la dosi no és la correcta. Entendre els crioprotectants significa entendre com es gestiona aquesta tensió.

Per què cal aturar el gel, per qualsevol mitjà

Comença amb l’enemic. Quan l’aigua es congela dins d’un cos causa dos tipus de danys alhora. El primer és mecànic: mentre els cristalls de gel creixen, aixafen les cèl·lules al voltant en canals estrets de líquid no congelat, deformant les estructures fines de l’interior. El segon és químic: mentre l’aigua pura es congela, tot allò que hi havia dissolt s’acumula en el líquid restant, concentrant sals i soluts fins que aquella bossa de fluid esdevé verinosa. Cadascun d’aquests danys per separat ja seria dolent. Junts fan que la congelació ordinària sigui una manera fiable de destruir les estructures exactes quecodifiquen qui ets.

Els crioprotectants existeixen per assegurar que el gel no es formi mai. En comptes de congelar-se, el teixit passa a un estat vitri, vitrificat, i l’estructura es manté tant com permet la perfusió.

Què són realment els crioprotectants

Un agent crioprotector es comporta molt com l’anticongelant que posem al radiador d’un cotxe: es dissol en aigua i baixa la temperatura a la qual aquesta aigua cristal·litzaria. Les versions mèdiques utilitzades en criònica, com el glicerol, l’etilenglicol, el propilenglicol i el dimetilsulfòxid (DMSO), es trien i barregen exactament per aquesta feina. Funcionen en dues famílies que treballen com un equip:

• els agents penetrants travessen la membrana cel·lular i impedeixen que es formi geldins la cèl·lula.
• els agents no penetrants romanen fora de la cèl·lula i impedeixen que es formi gel en els espaisentre les cèl·lules, on tendeix a aparèixer primer. Els agents penetrants travessen la membrana cel·lular i reemplacen gran part de l’aigua interior, impedint que es formi gel dins de la cèl·lula mateixa.

Es fan servir junts per una raó que resulta ser central. Com que els agents no penetrants s’encarreguen de l’espai més accessible i propens al gel fora de les cèl·lules, els agents penetrants no han de ser empesos a concentracions tan altes dins d’elles. I la concentració, com veurem tot seguit, és tot el problema.

El compromís de la toxicitat, que és la veritatera història

Aquí tens la tensió que defineix tot el camp de la crioprotecció. Per vitrificar de manera fiable, cal substituir una gran part de l'aigua del cos per crioprotector. Però com més alta és la concentració, més tòxic esdevé l'agent per al teixit. Si n'utilitzes massa poc, obtens gel. Si n'utilitzes massa, obtens danys químics. L'art consisteix a trobar el punt intermedi entre tots dos.

Dos fets fan que el fil sigui enfilable. Primer, la toxicitat depèn molt de la temperatura: un agent que danyaria el teixit quan és calent és molt més suau quan és fred. Així doncs, els crioprotectants s’introdueixen gradualment, amb concentracions creixents, mentre el cos es refreda alhora, mantenint la toxicitat baixa en cada pas. Segon, elcombinacions d'agents poden reduir la toxicitat total de la barreja per sota del que causaria qualsevol agent individual a ple efecte. Aconseguir aquesta mescla correcta és un problema actiu de recerca, i millorar-la és un dels eixos concrets sobrequalitat de la revivificació futura.

Les solucions en si mateixes no paren de millorar

L’agent crioprotector que s’utilitza avui no és una sola substància química, sinó un còctel acuradament ajustat, i és el resultat de dècades d’iteracions. El criobiòleg Greg Fahy va desenvolupar les seves solucions de vitrificació en generacions. Cada una corregia un defecte de l’anterior. Les barreges inicials d’un sol component van donar pas a combinacions de DMSO amb amides i glicol de propilè. Després, l’etilenglicol va substituir els components més tòxics. Van arribar després les molècules bloquejadores de gel, que suprimien la cristal·lització a concentracions més baixes. L’últim pas va ajustar l’equilibri dels components no penetrants per contrarestar el dany per refredament. Els agents actuals per a ús humà ocupen l’extrem d’aquesta cadena. Tomorrow.bio i el Cryonics Institute utilitzen una versió optimitzada d’una solució anomenada VM1. Aquesta es compon aproximadament de parts iguals de dimetil sulfòxid i etilenglicol. Altres proveïdors fan servir formulacions propietàries pròpies. Les dues opcions representen diferents equilibris entre cost i documentació. VM1 és molt més econòmica per cas. Fins i tot els investigadors tenen una mesura predictiva de toxicitat, escrita com a qv*, que ajuda a dissenyar mescles que vitrifiquin de manera fiable causant el menor dany possible. El punt clau és que «l’agent crioprotector» no és quelcom fix, sinó un límit en moviment, i cada millora augmenta directament la fidelitat de la preservació, el tema deavançant el camp.

El problema obert que ningú amaga

Hi ha una arruga més honesta. A temperatures criogèniques, els crioprotectants no són tòxics en absolut, perquè res no reacciona; tot està aturat. La toxicitat és un problema derecaldeig. En el camí de tornada, els agents haurien de ser eliminats ràpidament i netament per evitar danyar el teixit. Fer-ho bé és un problema per a la medicina futura que s’encarregaria de la revifalla. No és quelcom resoluble avui. Ho diem amb claredat, perquèla revifalla no és possible actualment i fingir el contrari seria deshonest. La aposta és que una civilització capaç de reparar la causa original de la mort també podria gestionar un recaldeig controlat, i que l’estructura preservada li ofereix alguna cosa per la qual valgui la pena treballar.

Aquest equilibri, més anticongelant versus menys toxicitat, és exactament on es centra bona part de la recerca actual a Tomorrow.bio i en altres llocs. Cada millora en la barreja és una millora directa en com de fidelment l’estructura d’una persona sobreviu al viatge a-196°C.

Lectures addicionals

• Congelació vs vitrificació
• Què és la isquèmia, i com influeix en la criopreservació?
• Desafiaments tècnics per a una preservació de qualitat
• Glossari crític