Si el objetivo de la vitrificación es convertir un cuerpo en un vidrio estable en lugar de en hielo destructivo, los crioprotectores son el truco que lo hace físicamente posible. Son, casi literalmente, un anticongelante médico. Y, al igual que muchas de las herramientas más importantes de este campo, conllevan una clara disyuntiva. Todo el procedimiento está diseñado en torno a ello. Lo que protege al tejido del hielo también resulta tóxico para él si se administra en una dosis inadecuada. Comprender los crioprotectores significa comprender cómo se gestiona esa tensión.
Por qué hay que acabar con el «ice», por todos los medios
Empecemos por el enemigo. Cuando el agua se congela dentro de un cuerpo, provoca dos tipos de daño a la vez. El primero es mecánico: a medida que crecen los cristales de hielo, aplastan las células que los rodean, reduciendo el líquido no congelado a canales cada vez más estrechos y deformando las estructuras finas del interior. El segundo es químico: a medida que el agua pura se congela, todo lo que estaba disuelto en ella queda comprimido en el líquido restante, que se va reduciendo, concentrando sales y solutos hasta que esa bolsa de líquido se vuelve tóxica. Cualquiera de los dos por sí solo ya sería grave. Juntos convierten la simple congelación en una forma segura de destruir las estructuras exactas que codifican quién eres.
Los crioprotectores sirven para garantizar que el hielo nunca llegue a formarse. En lugar de congelarse, el tejido pasa a un estado vítreo y vitrificado, y su estructura se mantiene intacta.
¿Qué son realmente los crioprotectores?
Un agente crioprotector se comporta de forma muy similar al anticongelante que se añade al radiador de un coche: se disuelve en agua y reduce la temperatura a la que, de otro modo, esa agua se cristalizaría. Las versiones de grado médico utilizadas en la criónica —como el glicerol, el etilenglicol, el propilenglicol y el dimetilsulfóxido (DMSO)— se seleccionan y mezclan precisamente para esa función. Se dividen en dos grupos que actúan de forma conjunta:
- Los agentes penetrantes atraviesan la membrana celular e impiden que se forme hielo en el interior de la célula.
- Los agentes no penetrantes permanecen fuera de la célula e impiden que se forme hielo en los espacios entre las células, donde suele aparecer en primer lugar. Los agentes penetrantes atraviesan la membrana celular y sustituyen gran parte del agua del interior, impidiendo así que se forme hielo dentro de la propia célula.
Se utilizan conjuntamente por una razón que resulta ser fundamental. Dado que los agentes no penetrantes se encargan del espacio exterior a las células —más fácil y más propenso a la formación de hielo—, no es necesario que los agentes penetrantes alcancen concentraciones tan elevadas en su interior. Y la concentración, como veremos a continuación, es precisamente el problema.
La disyuntiva de la toxicidad: esa es la verdadera historia
Ahí radica la disyuntiva que define todo el campo de la crioprotección. Para llevar a cabo una vitrificación fiable, es necesario sustituir una gran parte del agua del cuerpo por crioprotector. Pero cuanto mayor es la concentración, más tóxico resulta el agente para el tejido. Si se utiliza muy poco, se forma hielo; si se utiliza demasiado, se produce daño químico. El arte consiste en encontrar el equilibrio perfecto entre ambos extremos.
Hay dos factores que permiten encontrar el equilibrio adecuado. En primer lugar, la toxicidad depende en gran medida de la temperatura: un agente que dañaría el tejido en caliente resulta mucho más suave en frío. Por eso, los crioprotectores se introducen gradualmente, en concentraciones cada vez mayores, mientras se enfría simultáneamente el cuerpo, lo que mantiene baja la toxicidad en cada etapa. En segundo lugar, las combinaciones adecuadas de agentes pueden reducir la toxicidad total de la mezcla por debajo de la que causaría cualquier agente por sí solo a su máxima potencia. Lograr esa mezcla adecuada es un tema de investigación activo, y mejorarla es una de las palancas concretas para la calidad de la reanimación en el futuro.
Las soluciones en sí mismas no dejan de mejorar
El crioprotector que se utiliza hoy en día no es una sola sustancia química, sino una mezcla cuidadosamente ajustada, fruto de décadas de iteraciones. El criobiólogo Greg Fahy desarrolló sus soluciones de vitrificación por generaciones. Cada una de ellas corregía un defecto de la anterior. Las primeras mezclas de un solo agente dieron paso a combinaciones de DMSO con amidas y propilenglicol. Posteriormente, el etilenglicol sustituyó a los componentes más tóxicos. A continuación aparecieron las moléculas que impiden la formación de hielo, lo que suprimió la cristalización a concentraciones más bajas. El paso final consistió en ajustar el equilibrio de los componentes no penetrantes para contrarrestar el daño por enfriamiento. Los agentes que se utilizan actualmente en humanos se sitúan al final de esa cadena. Tomorrow.bio el Cryonics Institute una versión optimizada de una solución denominada VM1. Está compuesta por partes aproximadamente iguales de dimetilsulfóxido y etilenglicol. Alcor utiliza una llamada M22. Ambas representan diferentes compensaciones entre coste y documentación. La VM1 es mucho más barata por caja. Los investigadores disponen incluso de una medida predictiva de toxicidad, denominada qv*, que ayuda a diseñar mezclas que vitrifican de forma fiable y causan el menor daño posible. La cuestión es que «el crioprotector» no es algo fijo, sino una frontera en constante evolución, y cada mejora aumenta directamente la fidelidad de la conservación, lo que constituye el objetivo del avance en este campo.
El problema sin resolver que nadie oculta
Hay otro matiz que hay que tener en cuenta. A temperaturas criogénicas, los crioprotectores no son tóxicos en absoluto, porque no se produce ninguna reacción; todo está en suspenso. La toxicidad es un problema que surge al recalentar el cuerpo. Durante el proceso de recalentamiento, habría que eliminar los agentes de forma rápida y limpia para evitar dañar el tejido. Hacerlo bien supone un reto para la medicina del futuro que se encargaría de la reanimación. No es algo que se pueda resolver hoy en día. Lo decimos sin rodeos, porque la reanimación no es posible en la actualidad y fingir lo contrario sería deshonesto. La apuesta es que una civilización capaz de reparar la causa original de la muerte también pueda gestionar un recalentamiento controlado, y que la estructura preservada le proporcione una base sobre la que valga la pena trabajar.
Los crioprotectores son el término medio en el que se basa la criónica: la cantidad justa de anticongelante médico para evitar la formación de hielo, administrada con la lentitud y a la temperatura suficientes para mantenerse por debajo del umbral en el que el remedio se convierte en un daño.
Ese equilibrio entre una mayor cantidad de anticongelante y una menor toxicidad es precisamente en lo que se centra gran parte de la investigación que se está llevando a cabo actualmente en Tomorrow.bio en otros lugares. Cada mejora en la mezcla supone una mejora directa en la fidelidad con la que la estructura de una persona conserva su integridad durante el proceso de enfriamiento hasta los -196 °C.