Los procedimientos de crioconservación (tanto de seres humanos como de otros materiales biológicos) mejoran con el tiempo, a medida que los científicos e investigadores desarrollan nuevas tecnologías. Así ha sido desde los primeros días de criónica en los años sesenta. Probablemente, la aplicación más eficaz hasta la fecha ha sido el paso de la congelación directa a la vitrificación con perfusión crioprotectora.
En este artículo repasamos cuándo y cómo la vitrificación pasó a formar parte del procedimiento de criopreservación y cómo ha evolucionado con el tiempo.
¿Qué es la vitrificación?
La vitrificación es la transformación de una sustancia en un estado similar al vidrio. En criónica, esto se consigue siguiendo múltiples pasos:
En primer lugar, se estabiliza al paciente mediante refrigeración externa, asistencia cardiopulmonar y medicación. A continuación, se extrae sangre del cuerpo y se perfunde en él un tipo de anticongelante de uso médico denominado solución crioprotectora. A continuación, el cuerpo se enfría gradualmente hasta que el paciente alcanza alrededor de -130°C. Es entonces cuando atraviesa la llamada temperatura de transición vítrea y se vitrifica. Posteriormente, el paciente se enfría aún más hasta alcanzar la temperatura del nitrógeno líquido (-196°C) para su almacenamiento a largo plazo (o hasta unos -140°C en el caso del almacenamiento a temperatura intermedia).
¿Cuándo se introdujo la vitrificación en la crioconservación?
En los primeros años de criónica , en las décadas de 1960 y 1970, no existía la vitrificación. De hecho, la primera vez que se planteó fue en 1984, cuando el criobiólogo Gregory Fahy propuso la vitrificación como método de crioconservación.
La vitrificación ya se había observado antes en criobiología, en casos en los que el agua se enfriaba demasiado rápido para formar cristales de hielo. Sin embargo, el enfriamiento rápido no era una opción para criónica, ya que provocaría un choque térmico. Sin embargo, Fahy tenía una idea de cómo aplicar estos conocimientos a las prácticas modernas de criopreservación. Propuso administrar crioprotectores que hicieran descender el punto de congelación del agua dentro del cuerpo hasta un punto inferior al de la temperatura de transición vítrea. De este modo, era posible minimizar la formación de cristales de hielo durante todo el proceso de enfriamiento.
Evolución de la vitrificación en la criopreservación
No es de extrañar que, aunque en general tuvieron éxito, los primeros intentos de criopreservación con vitrificación no fueran perfectos. A medida que los científicos fueron comprendiendo mejor los efectos de los crioprotectores y la vitrificación en el cuerpo humano, empezaron a adaptar sus métodos. Esta adaptación puede resumirse en seis "generaciones" que mostraron un aumento gradual de la calidad de la crioprotección.
Generación 1
La primera y más sencilla vitrificación se llevó a cabo administrando un único agente crioprotector dentro de una solución portadora. Este método cumplió su cometido, pero resultó ser menos útil y más perjudicial de lo esperado.
Generación 2
Entonces se descubrió que se podía conseguir una mezcla menos tóxica con una mayor concentración total de crioprotector combinando DMSO con amidas como acetamida o formamida, y añadiendo propilenglicol. Esto constituyó la base de la solución de vitrificación VS41A (también conocida como VS55), que permitió la vitrificación más avanzada de mediados de los noventa.
Generación 3
Otras investigaciones realizadas por Fahy permitieron descubrir que la toxicidad de los crioprotectores estaba correlacionada con el número de moléculas de agua por grupo polar crioprotector. Este nuevo conocimiento se aplicó sustituyendo el propilenglicol del VS41A por etilenglicol, generando la denominada solución de vitrificación Veg.
Generación 4
El siguiente paso para aumentar la calidad de la crioconservación fue la adición de polímeros. Su adición a las soluciones crioprotectoras permitió reducir aún más la toxicidad al disminuir la concentración de crioprotectores penetrantes necesarios para lograr la vitrificación.
Generación 5
La adición de polímeros específicos continuó en la 5ª generación de procedimientos de vitrificación, ya que los polímeros bloqueadores del hielo consiguieron reducir aún más la concentración de todos los crioprotectores necesarios para lograr la vitrificación. La solución más destacada de esta generación es la VM3.
Generación 6
El último gran descubrimiento en materia de vitrificación se refiere a las lesiones por enfriamiento. Este tipo de daño se produce al atravesar ciertos rangos de temperaturas bajo cero, algo problemático para criónica en su conjunto. Los investigadores han descubierto que este tipo de lesión podría superarse aumentando la tonicidad de los componentes no penetrantes de las soluciones de vitrificación. VM1 y M22, los crioprotectores utilizados actualmente por las principales empresas de criopreservación humana, pertenecen a esta generación.
La vitrificación hoy
Gracias a las extraordinarias investigaciones de destacados expertos en criobiología, ya se ha demostrado el éxito de la vitrificación de válvulas cardíacas, tejido vascular, cartílago, córnea y esperma humano , entre otros. Los glóbulos rojos pueden crioconservarse fácilmente para futuras transfusiones de sangre y el esperma conservado se utiliza con frecuencia para la fecundación artificial.
Además, la vitrificación ha demostrado su eficacia en la conservación de cortes de tejido, incluidos los cerebrales, y en la preservación histológica de sistemas de mayor tamaño. No obstante, la investigación sobre la vitrificación no ha terminado. Las futuras generaciones de soluciones crioprotectoras tienen la tarea de encontrar una respuesta a su toxicidad inherente, entre otros problemas que aún deben resolverse.
Eliminar la toxicidad de la ecuación podría tener importantes repercusiones en la conservación de órganos, otro campo en el que se está probando actualmente la crioconservación. Además, este tipo de avances podría facilitar la recuperación de la biostasis.
Perfusión de crioprotección con Tomorrow Bio
En la actualidad, Tomorrow Bio y el Instituto criónica utilizan una versión propia optimizada del agente VM1, que ha demostrado ser una de las soluciones de vitrificación menos tóxicas en los ensayos de laboratorio. Sin embargo, aún se pueden introducir mejoras y muchos científicos se han propuesto encontrarlas.
Un laboratorio llamado Advanced Neural Bioscience (ANB) trabaja duro para descubrir soluciones más eficaces para la crioconservación. Tomorrow BioLa Iniciativa de I+D de la Comisión Europea también se encuentra entre las que tratan de impulsar el campo de criónica y encontrar soluciones a los obstáculos que actualmente se interponen en el camino de la futura recuperación de la biostasis.
Gracias a nuestros miembros y a la generosa financiación de los Tomorrow Fellows, no sólo podemos ofrecer un servicio de crioconservación de vanguardia, sino también contribuir a aumentar su calidad con el paso del tiempo.
Conclusión
La vitrificación ha demostrado ser increíblemente eficaz en la crioconservación y se investiga continuamente gracias a su uso en otros campos de la medicina, como la conservación de órganos y sangre.
A medida que pase el tiempo y los científicos realicen más investigaciones, seguramente se descubrirán nuevas mejoras. Con el tiempo, las nuevas tecnologías podrían permitir nuevos procedimientos. Cuando eso ocurra, Tomorrow Bio evaluará estos nuevos descubrimientos y los incorporará potencialmente a su propio proceso de crioconservación.
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