On envisage souvent la cryopréservation de façon binaire : une personne a été cryopréservée ou ne l'a pas été. En réalité, la qualité de la cryopréservation varie selon la manière dont quelques obstacles techniques ont pu être surmontés.
Aucun de ces obstacles n'est mystérieux. Chacun correspond à un problème technique concret sur lequel portent des recherches.
Cinq obstacles successifs
Les cinq obstacles présentés ci-dessous forment une séquence plutôt qu'une simple liste. Une difficulté rencontrée au début de l'intervention complique les étapes suivantes.
Le délai d'intervention et les lésions dues à l'ischémie
Dès l'arrêt du cœur, le cerveau souffre d'ischémie. À l'heure actuelle, toutes les personnes prises en charge subissent une période d'ischémie, dont la durée et la gravité varient.
Si aucune équipe n'est présente au moment du décès, la personne peut subir une période d'ischémie chaude, particulièrement destructrice, puis plusieurs heures d'ischémie froide.
Les équipes quantifient désormais l'ischémie à l'aide d'indicateurs comme S-MIX. Réduire le délai d'intervention reste, de loin, le moyen le plus efficace d'améliorer la qualité de la cryopréservation en limitant la dégradation cellulaire.
Le phénomène de non-reperfusion, une conséquence de l'ischémie
L'ischémie peut compromettre la reperfusion des tissus. Lorsqu'un tissu est resté trop longtemps privé d'oxygène, il devient souvent impossible d'y rétablir la circulation d'un liquide.
La microcirculation résiste à la reperfusion. Dans les études sur la perfusion retardée, ni les anticoagulants administrés au préalable ni les agents thrombolytiques administrés après coup n'ont rétabli le flux.
Le blocage n'est donc pas principalement dû à la coagulation. Il résulte de modifications des tissus : les cellules endothéliales gonflent et réduisent le diamètre intérieur des capillaires, le liquide environnant comprime ces petits vaisseaux et les cellules sanguines devenues rigides finissent par les obstruer.
Si la solution ne peut atteindre les tissus de façon homogène, certaines zones du cerveau restent sans protection, quelle que soit la qualité de la solution.
La formation de glace dans les tissus
Le corps humain contient environ 60 % d'eau. En gelant, l'eau augmente de volume d'environ 9 %. Dans les tissus, la glace se forme principalement entre les cellules.
Ce phénomène écrase les cellules mécaniquement et en extrait l'eau par osmose. C'est pour éviter ces lésions que l'on recourt à la vitrification plutôt qu'à la congélation.
Mais l'efficacité de la vitrification dépend de la bonne répartition de l'agent cryoprotecteur dans les tissus. Partout où l'agent ne parvient pas, de la glace peut encore se former.
La toxicité, ou l'étroite marge entre deux dangers
Les agents qui empêchent la formation de glace sont toxiques aux concentrations requises, et les tissus peuvent aussi subir des lésions dues au froid pendant le refroidissement.
La concentration doit être assez élevée pour permettre la vitrification et assez basse pour ne pas empoisonner les tissus. Le refroidissement doit être suffisamment rapide pour empêcher la formation de glace, mais sa vitesse doit être contrôlée pour limiter les contraintes thermiques.
Les formulations successives des solutions cryoprotectrices ont visé à élargir cette marge de sécurité. Une grande partie des progrès réalisés dans les protocoles tient à ces améliorations.
Le risque de fissuration à très basse température
Une fois vitrifié, le tissu peut se fissurer sous l'effet de contraintes thermiques trop importantes.
Le refroidissement jusqu'à −196 °C peut provoquer des fissures microscopiques. La température est donc abaissée aussi progressivement que le permettent les contraintes de l'intervention.
C'est notamment pour cette raison que les équipes développent la conservation à température intermédiaire : les personnes cryopréservées sont maintenues à une température inférieure à celle de la transition vitreuse, mais supérieure à celle de l'azote liquide.
Pourquoi la qualité varie d'une personne à l'autre
Ces contraintes ont une conséquence préoccupante : deux adhérents ayant signé le même contrat peuvent être cryopréservés dans des conditions dont la qualité diffère de façon mesurable.
La différence tient rarement au protocole lui-même. Elle tient aux circonstances dans lesquelles ce protocole a dû être appliqué.
Lorsque le décès est attendu et qu'une équipe d'astreinte est déjà sur place, le refroidissement peut commencer quelques secondes après l'arrêt cardiaque. Ce délai est plus long lorsque le décès survient sans témoin, loin de toute équipe d'intervention.
Dans certaines circonstances, une autopsie est légalement obligatoire avant toute intervention ; dans d'autres, la cryopréservation est impossible. Ces cas sont détaillés dans l'article sur les cas où la cryopréservation n'est pas possible.
Le transport peut encore retarder l'intervention de plusieurs heures. La logistique et les démarches administratives ont donc des conséquences techniques directes sur la qualité de la cryopréservation.
Face à cette variabilité, promettre à tous le même résultat ne suffit pas. Il faut mesurer la qualité de chaque intervention, en documenter le déroulement et communiquer les résultats de façon transparente, à l'aide de procédures de contrôle de la qualité.
Chaque adhérent a droit à des résultats de mesure fidèles à la réalité, même lorsqu'ils sont décevants.
Les progrès réalisés
Des recherches sont menées sur chacun de ces cinq obstacles, et des progrès ont été réalisés sur tous ces points au cours des dix dernières années.
Les solutions sont moins toxiques. Les nouveaux protocoles sont rapidement mis en application. La qualité est désormais évaluée à l'aide d'indicateurs chiffrés.
La conservation à température intermédiaire vise à limiter la fissuration. Les installations de conservation sont conçues pour maintenir des conditions stables pendant des décennies.
Ces travaux sont décrits dans l'article consacré aux avancées du domaine ainsi que dans nos initiatives de recherche et développement.
Ce qui n'a pas changé, c'est la nature du problème : arriver rapidement auprès du patient, rétablir la circulation, répartir l'agent cryoprotecteur, vitrifier sans toxicité excessive, refroidir sans fracturer.
Un échec à l'une de ces étapes peut compromettre l'ensemble de la cryopréservation.
En résumé : pour obtenir une cryopréservation de qualité, il faut limiter l'ischémie, rétablir la circulation, répartir uniformément l'agent cryoprotecteur, maîtriser sa toxicité, empêcher la formation de glace et limiter les contraintes thermiques. Une défaillance à l'une de ces étapes peut compromettre la qualité de la cryopréservation.
Pour aller plus loin