Il campo della biostasi, alias crionica è molto più complesso del semplice "congelamento" e riscaldamento. Che si tratti di team di attesa, vetrificazione, dewars criogenici conservazione o agenti crioprotettivi, sono molti gli aspetti che concorrono a creare un criopreservazione di alta qualità. Sfortunatamente, la maggior parte di questi aspetti non si spiega da sola, quindi ci siamo impegnati a spiegarli.
In questo articolo esaminiamo alcune delle basi di criopreservazione e ci addentriamo in una delle considerazioni più importanti che dobbiamo fare: quali agenti crioprotettivi dobbiamo usare per avere la massima qualità possibile criopreservazione?
Che cos'è la crioconservazione?
La crioconservazione è un tipo di conservazione per cellule, tessuti e altri materiali biologici (complessi come i corpi interi). Si ottiene abbassando lentamente la temperatura del nucleo a livelli di subcongelamento inferiori alla cosiddetta "temperatura di transizione vetrosa", a circa -130°C, ottenendo nel contempo la vetrificazione. In Tomorrow Bio utilizziamo attualmente temperature di -196°C per a lungo termine conservazione i pazienti di criopreservato (con ITS in arrivo), ovvero la temperatura dell'azoto liquido. Gli agenti crioprotettivi vengono utilizzati per proteggere la struttura cellulare da rischi come la formazione di cristalli di ghiaccio. In genere utilizziamo una miscela di più sostanze crioprotettive, per bilanciare la loro tossicità e capacità di protezione e per causare il minor danno possibile alle cellule. Attraverso il raffreddamento e il processo di criopreservazione , i tassi metabolici vengono ridotti in modo significativo, bloccando completamente l'attività biologica. Una volta vetrificato, il corpo è in completa "pausa biologica", il che significa che i pazienti possono essere conservati in questo stato praticamente a tempo indeterminato senza subire degradazioni.
Come Viene Attualmente Utilizzata La Cripreservazione?
Grazie a questo metodo, in passato molti tipi di cellule e di tessuti sono stati sottoposti con successo a criopreservato e a riscaldamenti. La crioconservazione viene utilizzata attivamente per lo sperma, i globuli rossi, gli embrioni e altro ancora, per preservarli per un uso futuro.
L'uso più noto di criopreservazione oggi è quello dello sperm-banking. Il primo bambino nato da uno sperma criopreservato , allora raffreddato su ghiaccio secco, è nato nel 1953, un intero decennio prima che Robert Ettinger, il "padre di crionica", proponesse per la prima volta la criopreservazione degli esseri umani. Con l'introduzione dell'azoto liquido, e con esso di migliori condizioni di conservazione, molti uomini hanno deciso di conservare o donare il loro sperma. Da allora la procedura è diventata un punto fermo dell'assistenza sanitaria e ha permesso a persone che prima non potevano avere un bambino di realizzare il loro desiderio di genitorialità.
Per saperne di più sui casi d'uso odierni di criopreservazione, compresi alcuni che forse non conoscevate, date un'occhiata a uno dei nostri altri articoli.
Preservare gli esseri umani
La nostra visione Tomorrow Bio è quella di dare a tutti la possibilità di decidere quanto a lungo vogliono vivere. Amiamo la vita e sappiamo che anche molti di voi la pensano così. Non a tutti è concessa una vita lunga e sana e molti muoiono oggi per malattie che molto probabilmente saranno curabili in futuro. Ecco perché abbiamo fatto del sito criopreservazione un obiettivo efficace, sicuro e a tempo indeterminato. Vogliamo costruire un ponte verso quel futuro e dare alle persone la possibilità di ricevere le cure che salveranno le loro vite. Ma mentre la conservazione di altri organismi più piccoli è oggi una pratica comune, la vitrificazione degli esseri umani non lo è (ancora) e, di fatto, rianimazione da criopreservazione non è fattibile. Ciò è dovuto principalmente al fatto che è molto più difficile conservare esseri umani completamente cresciuti che piccoli embrioni. Vediamo alcune delle difficoltà che stiamo affrontando e come il nostro team di ricerca medica sta cercando di superarle.
Perché è più difficile conservare gli esseri umani?
Non sempre è meglio essere grandi, soprattutto nel campo della biostasi. In questo caso, "più grande" è solitamente correlato a molte più complicazioni. Nel caso di spermatozoi o altre piccole entità, l'intero organismo può essere raffreddato e riscaldato in una sola volta. La biologia di un corpo umano è di dimensioni troppo grandi e i diversi organi si riscaldano a ritmi diversi, il che causerebbe molti danni ai tessuti umani.
Un altro problema è la protezione delle cellule durante il processo di criopreservazione dai danni. Se congelassimo semplicemente gli esseri umani (cosa che non facciamo), l'acqua all'interno del corpo si congelerebbe e si formerebbero dei cristalli di ghiaccio. Questi cristalli hanno bordi affilati che non vogliamo assolutamente all'interno dei nostri pazienti, perché causerebbero danni alle strutture cellulari e ai tessuti.
Per evitare che ciò accada, si ricorre alla perfusione, cioè allo scambio dell'acqua all'interno del corpo con agenti crioprotettivi specializzati. Questo approccio elimina un problema, ma purtroppo ne aggiunge un altro (meno problematico). Se volete saperne di più sull'uso generale, sui benefici e sui problemi di questi agenti, consultate il link qui sopra. Avete capito tutto delle nozioni di base? Perfetto. Diamo un'occhiata più approfondita a quali agenti crioprotettivi utilizziamo su Tomorrow Bio.
Quali sono gli agenti crioprotettivi?
Ogni agente crioprotettivo è costituito da una miscela di sostanze chimiche penetranti e non penetranti.(1) La criobiologia ha fatto una moltitudine di scoperte sull'efficacia e la sicurezza dei crioprotettori, quali:
- Le sostanze chimiche penetranti sono efficaci per proteggere le cellule dal congelamento, ma sono intrinsecamente tossiche.
- Le sostanze chimiche non penetranti sono meno efficaci nel proteggere le cellule dal congelamento, ma riducono l'esposizione delle cellule ai crioprotettori tossici.
- La giusta miscela di entrambi può fornire un'elevata protezione con una bassa tossicità, senza ridurre la qualità della vetrificazione.
- Una misura chiamata qv* può prevedere la tossicità generale di un agente, utile per formulare la migliore soluzione possibile.
- La tossicità può essere ulteriormente ridotta aggiungendo alla miscela i cosiddetti "bloccanti del ghiaccio" sintetici.
... e altro ancora.
Gli agenti più comuni prodotti con questa conoscenza sono oggi M22 e VM1.
Quale agente utilizziamo?
Alcor Life Extension utilizza l'M22 per le sue crioconservazioni. L'M22 è il crioprotettore più documentato attualmente in uso e promette i migliori risultati complessivi secondo Alcor, ma ha un prezzo, un prezzo molto alto. Ogni utilizzo dell'M22 ha un costo che si aggira intorno alle 5 cifre, aumentando di molto il costo del sito criopreservazione .
Il concorrente, VM1, pur essendo leggermente meno documentato (lo stiamo cambiando in questo momento), ha un prezzo relativamente basso di poche centinaia di euro per uso. Il fatto che ci siano meno dati non significa necessariamente che gli agenti VM1 siano peggiori nel proteggere i pazienti di criopreservato rispetto agli agenti M22 in casi reali di criopreservazione umani.
Il Cryonics Institute, il più grande fornitore americano di biostasi, utilizza l'agente CI-VM-1, una versione modificata del VM1 per mantenere bassi i costi, e continua a fornire un'alta qualità criopreservazione.
Tomorrow Bio ritiene che questa netta differenza di costo giustifichi l'utilizzo di (una versione modificata di) VM1. Nonostante le somiglianze, l'agente VM1 di Tomorrow è diverso da quello utilizzato da CI. Il nostro agente protettivo è stato creato appositamente dal dipartimento di ricerca e sviluppo di Tomorrow Bio, che migliora costantemente i nostri agenti crioprotettivi per garantire ai nostri membri un criopreservazione di prima qualità.
Ecco alcuni approfondimenti sul motivo per cui abbiamo scelto la VM1 rispetto alla M22.
Nemmeno il miglior agente può salvare ciò che è andato perduto
Un criopreservazione di alta qualità è costituito da tre valori chiave:
- Tempo (più veloce è, meglio è)
- Protezione (più forte è, meglio è)
- Stabilità (più è sicura, meglio è)
Tutti concordano sul fatto che il tempo è (di gran lunga) il fattore più importante. Dopo tutto, i crioprotettori possono proteggere solo ciò che è ancora presente. Più tempo passa tra la morte legale (o più precisamente dopo l'arresto circolatorio) e l'inizio della conservazione, più la degradazione del cervello sarà già avanzata. Intervenire su questo processo è la nostra prima priorità.
Pertanto, abbiamo deciso di utilizzare un VM1 modificato. In questo modo i fondi aggiuntivi possono essere destinati a una migliore logistica, a un'infrastruttura geografica e a un team di standby meglio addestrato, con tempi di risposta molto più rapidi. Il che, nel complesso, ha un impatto maggiore sulla qualità in quasi tutti i casi. Per garantire ulteriormente la qualità, i nostri ricercatori hanno apportato ulteriori lievi modifiche alla versione normale di VM1, rendendola più efficace della versione originale.
Tuttavia, Tomorrow Bio è fondamentalmente agnostico riguardo all'agente criopreservazione da utilizzare. Se dovessero emergere dati che dimostrano che altri agenti hanno prestazioni migliori o che un metodo di conservazione completamente diverso è superiore, cambieremo (naturalmente, tutti i nostri membri saranno informati con largo anticipo).
Conclusione
Tomorrow Bio si dedica al costante miglioramento degli agenti crioprotettori per il sito criopreservazione dell'uomo. Riteniamo che la miscela chimica di VM1 rappresenti una buona base per questo impegno, che si traduce in una soluzione efficace e conveniente per i nostri pazienti. Continueremo a investire denaro e risorse per far progredire questo campo della scienza e gli agenti crioprotettori ne sono una parte importante. Se volete aiutarci a realizzare la nostra missione, visitate il nostro Programma Tomorrow Fellow e iniziate a sostenere la ricerca sulla biostasi oggi stesso!
Avete domande che volete porci personalmente? Allora fissate una telefonata con noi! Non vediamo l'ora di ascoltarvi!
