La criogenia no es sólo algo que estudiamos aquí en Tomorrow Bio para facilitar la crioconservación humana: implica la producción y el comportamiento de materiales a temperaturas bajo cero. Sin el trabajo realizado por científicos, ingenieros e investigadores de múltiples sectores, la sociedad no vería algunas de las grandes tecnologías actuales que se benefician de la criogenia. De hecho, el uso de las bajas temperaturas para ayudar a tratar dolencias es una historia tan antigua como el tiempo. En el año 450 a.C., Hipócrates sugirió utilizar la nieve para ayudar a los heridos en batalla. Siglos después, los científicos han seguido haciendo grandes avances en este campo estudiando los efectos de las temperaturas bajo cero en los materiales biológicos. En medicina, el uso de la criogenia abarca desde las máquinas de resonancia magnética hasta la crioterapia, y se aplica en gran medida a la conservación de tejidos, células y órganos. Entonces, ¿qué es exactamente y para qué sirve?
¿Qué es la criogenia?
Como ya se ha mencionado, la criogenia -a menudoconfundida con criónica o biostasis- implica la producción y el comportamiento de materiales a temperaturas extremadamente bajas. La gama de temperaturas criogénicas va de -150 °C (-238 °F) al cero absoluto (-273 °C o -460 °F). Se considera que ésta es la temperatura a la que el movimiento de las moléculas está lo más cerca posible, en teoría, de cesar por completo. Como resultado de estas temperaturas extremadamente bajas, cambian las propiedades de los materiales, como la conductividad térmica, la resistencia y la conductividad eléctrica.
¿Cómo se utiliza?
Criocirugía, crioterapia y crioblación
La crioterapia -tambiénconocida como criocirugía o crioablación- se utilizaba antiguamente para curar heridas y aliviar el dolor. Hoy en día, la crioterapia se utiliza para tratar afecciones cutáneas, como verrugas y papilomas cutáneos, y determinadas células cancerosas y tejidos anormales, en la próstata, el cuello uterino y el hígado. Para el cáncer de piel, el médico utiliza nitrógeno líquido en la zona afectada para destruir el tejido anormal. Para los tumores y neoplasias malignas del interior del cuerpo, el médico utiliza una sonda, conocida como criosonda, que se conecta a un suministro de nitrógeno líquido. La criosonda se coloca junto a las células anormales o dentro de ellas para "congelarlas".
Resonancias magnéticas
Una máquina de resonancia magnética consta de bobinas, un imán y cables que conducen una corriente. Para que el escáner funcione eficazmente, necesita un refrigerante que confiera a las bobinas propiedades superconductoras, permitiendo así la generación de campos magnéticos de alta intensidad. El helio líquido -a menudo utilizado como refrigerante criogénico- es el elemento ideal para los escáneres de IRM. El líquido es lo suficientemente frío como para proporcionar el nivel justo de superconductividad necesario, enfriando los imanes que luego pueden generar imágenes del paciente.
Crioterapia corporal
En los últimos años se ha desarrollado una nueva tendencia, conocida como crioterapia de cuerpo entero. La terapia consiste en una sauna fría en la que la persona que recibe el tratamiento permanece sentada hasta 5 minutos mientras su cuerpo se expone a temperaturas extremadamente bajas. La terapia se desarrolló por primera vez en Japón en los años 70 y se cree que ha ayudado con una serie de dolencias, como la artritis reumatoide, la esclerosis múltiple, la psoriasis, ciertos trastornos del sueño y la depresión. Se cree que la crioterapia también es popular entre los deportistas, y se sabe que los futbolistas Cristiano Ronaldo y Jamie Vardy han utilizado esta técnica. La crioterapia de cuerpo entero aún está dando sus primeros pasos, por lo que aún queda mucho por investigar para conocer a fondo sus beneficios.
Cryosaunas
Las criosaunas difieren ligeramente de la crioterapia de cuerpo entero. Las criosaunas, también llamadas criocabinas, son tubos metálicos abiertos en los que la cabeza de la persona permanece fuera de las temperaturas bajo cero. El enfriamiento se lleva a cabo mediante la exposición directa al nitrógeno líquido, proporcionando al cuerpo los beneficios de la crioterapia de cuerpo entero sin que la cabeza se vea afectada.
Criopreservación
La criopreservación es el proceso de conservación de células, tejidos, semen, embriones, órganos y seres humanos mediante el uso de temperaturas extremadamente bajas. La criopreservación reduce la tasa metabólica hasta un punto en el que la actividad biológica está prácticamente paralizada. Los materiales crioconservados suelen almacenarse en nitrógeno líquido y pueden permanecer en este estado indefinidamente. La idea que subyace a esta técnica es preservar el material biológico para poder volver a calentarlo y utilizarlo posteriormente (o, en el caso de la crioconservación humana, revivirlo, de lo que hablaremos más adelante).
Para evitar la formación de hielo a estas temperaturas bajo cero, se utilizan agentes crioprotectores (CPA) como un tipo de anticongelante de uso médico. Una vez que el material biológico supera la temperatura de transición del vidrio (alrededor de -130 °C), se vitrifica, es decir, se encuentra en un estado amorfo similar al vidrio. En este estado se detienen los procesos biológicos y las células se conservan indefinidamente sin descomponerse. La criopreservación se utiliza a menudo en la conservación de tejidos y células, la fecundación in vitro (FIV) y criónica (también conocida como criopreservación humana).
Esperma
El primer éxito en la conservación de células de mamíferos se produjo en 1949 gracias a los investigadores británicos Christopher Polge, Audrey Smith y Alan Parks. Los científicos combinaron accidentalmente nitrógeno líquido con glicerol en el esperma de un gallo y, al volver a calentar la muestra, observaron que el esperma había recuperado su movilidad. Este descubrimiento dio lugar a la creación de los bancos de esperma actuales. Ahora el esperma puede almacenarse por tiempo indefinido o utilizarse para donar esperma y ayudar a parejas y particulares a concebir un hijo.
Ovocitos (huevo)
La criopreservación de ovocitos u óvulos se convirtió en una posibilidad para los seres humanos en la década de 1980. Al igual que la criopreservación de esperma, las personas también pueden donar sus óvulos preservados para facilitar la concepción de otras personas. Además, las personas que se someten a tratamientos como la quimioterapia pueden optar por conservar su esperma o sus óvulos para que no resulten dañados en el proceso.
Embriones
La crioconservación de embriones consiste en almacenar un óvulo fecundado a temperaturas bajo cero para su uso posterior. El procedimiento se introdujo en los años 80, y en 1984 Zoe Leyland fue la primera bebé embrionada en nacer. El método es uno de los principales aspectos de las técnicas de reproducción humana asistida (TRA) y ha sido de gran importancia para las parejas que se someten a FIV. Durante estos procedimientos suelen crearse embriones extra, que también pueden utilizarse en una fase posterior o donarse.
Células madre
Las células madre son la materia prima del organismo a partir de la cual se generan todas las demás células. En las condiciones adecuadas, las células madre se dividen para formar otras células (células hijas) con una función especializada, como células cerebrales, óseas y sanguíneas. La criopreservación de células madre consiste en recoger las células del donante, añadirles agentes crioprotectores, enfriarlas rápidamente, volver a calentarlas y, por último, lavarlas y acondicionarlas para el trasplante. Pueden utilizarse en el tratamiento de enfermedades malignas y benignas, y revisten gran importancia en ámbitos como las terapias celulares.
criónica aka Criopreservación humana
criónicao crioconservación humana, es la práctica de preservar cuerpos humanos a temperaturas bajo cero (-196 °C) después de su muerte legal. El objetivo es tratar las causas de la muerte y devolver la salud al paciente cuando la tecnología médica tenga capacidad para ello. Una vez que se declara legalmente muerta a una persona, un equipo médico especializado (llamado equipo de reserva) inicia el procedimiento induciendo un estado de hipotermia. Al hacerlo, se baja la temperatura del paciente y se reduce su actividad metabólica. Como el cuerpo estará expuesto a una temperatura de -196 °C, es imprescindible evitar la formación de hielo. Para evitarlo, se sustituye la sangre del paciente por agentes crioprotectores y se elimina la mayor parte del agua del cuerpo. El paciente entra en un estado amorfo similar al vidrio (igual que ocurre con la criopreservación de células y tejidos) en el que puede permanecer durante un tiempo indefinido. Aunque la tecnología no está lo bastante avanzada como para recalentar y reanimar a una persona, somos optimistas sobre las posibilidades de reanimación en algún momento del futuro.
Depósitos criogénicos
Los dewars de almacenamiento criogénico se utilizan tanto en hospitales como en el campo de criónica y los hay de varias formas y tamaños. El "frasco dewar" fue introducido por el químico escocés James Dewar en 1891. La composición del dewar aplica la física de un termo; un recipiente con dos o más capas exteriores con aire evacuado entre las capas que crea un hueco de vacío. La idea de un termo y un frasco dewar es evitar la transferencia de calor. Suelen utilizarse para el almacenamiento en hospitales, donde pueden contener células, tejidos, semen y óvulos crioconservados que más tarde pueden volver a calentarse y utilizarse.
En la última fase de la criopreservación humana, el paciente se almacena en un tanque conocido como dewar de almacenamiento criogénico. El dewar se rellena periódicamente con nitrógeno líquido y no necesita electricidad para funcionar. Este método protege a los pacientes de los cortes de electricidad y hace que el almacenamiento a largo plazo sea más viable económicamente. Un dewar de cuerpo entero de uso común mide aproximadamente 3 metros de alto y 1 metro de ancho. En su interior, los pacientes se colocan boca abajo, de modo que si hubiera algún obstáculo para rellenar los dewars, el cerebro podría permanecer protegido en nitrógeno líquido durante meses.
¿Cuál es el futuro de la criogenia?
Aunque se han producido muchos avances en las últimas décadas, aún queda mucho camino por recorrer para que la criogenia desarrolle todo su potencial. Quedan por descubrir muchas tecnologías que podrían salvar vidas y ayudar a innumerables personas en todo el mundo.
Trasplante de órganos
La aplicación de técnicas de crioconservación en la conservación de órganos podría ser pionera en los procedimientos de trasplante. En la actualidad, hay una importante escasez de órganos disponibles para trasplantes en todo el mundo, con listas de espera que duran años para determinados procedimientos. La tasa de supervivencia de los órganos fuera del cuerpo es uno de los principales factores que contribuyen a este problema de la oferta frente a la demanda. Si un órgano pudiera conservarse durante largos periodos de tiempo, los equipos médicos tendrían menos tiempo para transportarlo al receptor, que puede estar lejos del lugar del donante. La crioconservación también podría reducir la tasa de órganos desechados, que actualmente sigue siendo muy alta.
Salvar vidas
Antes del desarrollo de la reanimación cardiopulmonar en 1960, una persona que sufría un infarto era declarada muerta. Sin embargo, gracias a los avances médicos, ahora no siempre es así. Nuestra definición de la muerte ha cambiado en varios momentos de nuestra historia, y lo que ahora consideramos "condenado" puede ser fácilmente salvable dentro de 50 o 100 años. El trabajo que se lleva a cabo en criónica pretende precisamente eso: aplicar la tecnología del futuro para dar a las personas la oportunidad de revivir y recuperarse de una enfermedad a la que hoy no sobrevivirían.
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Conclusión
La criogenia tiene una aplicación tan amplia en múltiples industrias, muchas de las cuales puede que no conozca. Con tantos avances a lo largo de los años, en Tomorrow Biola empresa de crioconservación humana de más rápido crecimiento en Europa, somos optimistas sobre lo que nos depara el futuro. La tecnología avanza continuamente y creemos que la criopreservación aún no ha alcanzado todo su potencial.
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