La cryonie n'est pas une recette figée qui consisterait à refroidir, stocker et attendre. La recherche en cryonie se poursuit, et les progrès accomplis depuis 1970 en matière de préservation sont considérables et mesurables. Mieux préserver l’ultrastructure du cerveau augmenterait les chances qu’une future technique médicale permette de ramener une personne à la vie en conservant sa mémoire, sa personnalité et son identité. Cet article présente les avancées de la recherche, ce que les études ont démontré, ce qui reste à établir et les équipes qui mènent ces travaux.
Un domaine, pas une technique unique
L’avancée décisive a été le passage de la congélation à la vitrification. Cette technique consiste à faire passer un tissu imprégné d’agents cryoprotecteurs à l’état vitreux, sans formation de glace. Proposée par le cryobiologiste Greg Fahy en 1984, elle est utilisée en cryonie humaine depuis les années 2000.
La vitrification présentait toutefois des limites dès ses premières applications, notamment la toxicité des agents cryoprotecteurs. Les concentrations nécessaires pour empêcher la formation de glace sont toxiques pour les cellules. Les formulations mises au point depuis visent donc à accroître la marge entre la concentration nécessaire à la vitrification et celle qui entraîne la mort cellulaire.
Les quatre grands défis de la recherche
1. La toxicité des agents cryoprotecteurs. C’est le principal obstacle, comme le souligne l’ouvrage de référence cité ci-dessous. Human Cryopreservation Procedures, de de Wolf et Platt, relu par Brian Wowk, présente ainsi le défi central de la cryobiologie : concevoir des solutions de vitrification non toxiques, et pas seulement des solutions empêchant la formation de glace lors d’un refroidissement lent.
Les progrès reposent sur plusieurs améliorations ciblées de la formulation des solutions, plutôt que sur une découverte majeure. La toxicité de certains agents cryoprotecteurs diminue lorsqu'ils sont combinés à d'autres ; la découverte par Fahy que le DMSO neutralise la toxicité du formamide en est l'exemple le plus connu. Un paramètre de composition, appelé qv*, permet de prévoir la toxicité globale d’une solution de vitrification et de guider sa formulation, au lieu de procéder uniquement par essais successifs. L’utilisation de ce paramètre a conduit à un résultat inattendu : les agents les moins efficaces pour obtenir la vitrification préservent mieux la viabilité cellulaire. Ainsi, remplacer le propylène glycol par de l’éthylène glycol à une concentration plus élevée a amélioré la survie des cellules. Une autre approche consiste à utiliser des molécules synthétiques qui inhibent la formation de glace. En 2000, Brian Wowk et ses collègues ont montré que certains polymères pouvaient inhiber la nucléation hétérogène de la glace. Les produits commercialisés sous les noms X-1000 et Z-1000 permettent d’abaisser la concentration d’agents cryoprotecteurs nécessaire à la vitrification. Réduire la quantité d’agents cryoprotecteurs nécessaire permet de limiter leur toxicité.
Le même ouvrage décrit les limites actuelles de cette approche. Même lorsque la procédure se déroule dans de bonnes conditions, on estime que le tissu cérébral perd sa viabilité dès les premières étapes de la perfusion d’agents cryoprotecteurs ou au cours des étapes intermédiaires, en raison de leur toxicité et de la déshydratation qu’ils provoquent. Préserver l’ultrastructure ne signifie pas préserver la viabilité du tissu. À ce jour, seul le premier de ces objectifs est accessible dans ces conditions.
2. Faire pénétrer l'agent cryoprotecteur dans un cerveau entier. German et al. expliquent clairement pourquoi un cerveau entier est plus difficile à traiter qu'une coupe de tissu. L’agent cryoprotecteur doit être acheminé par les vaisseaux sanguins. Au niveau de la barrière hémato-encéphalique, l’eau et l’agent cryoprotecteur ne traversent pas à la même vitesse, notamment en raison de l’abondance d’aquaporine-4 dans les pieds astrocytaires périvasculaires. Sur les trois essais réalisés sur un cerveau entier, un seul a abouti. Les auteurs proposent donc d’agir directement sur les aquaporines.
3. Réchauffer les tissus. Le réchauffement est l’étape la plus difficile du cycle. Le refroidissement doit être assez rapide pour empêcher la formation de glace. Si le tissu traverse plus lentement la même plage de températures lors du réchauffement, des cristaux peuvent alors se former. Par conduction, la chaleur se propage de la surface vers le centre du tissu, ce qui limite la taille des échantillons que l’on peut réchauffer. Selon l’équipe allemande, sa méthode approche cette limite. Pour des tissus plus volumineux, il faut produire de la chaleur directement dans l’ensemble du volume. En 2023, une équipe de l'université du Minnesota a vitrifié des reins de rat, les a conservés jusqu'à 100 jours puis les a réchauffés à une vitesse moyenne de 63,7 °C par minute en excitant des nanoparticules d'oxyde de fer enrobées de silice dans un champ radiofréquence ; les reins ont ensuite été transplantés et ont permis de maintenir l'animal en vie. La même année, l’équipe de Ramon Risco, à Séville, a atteint une vitesse de réchauffement de 217,8 °C par minute grâce à des ultrasons focalisés de haute intensité. Ceux-ci produisent de la chaleur au sein du tissu sans nécessiter l’ajout de nanoparticules. Un article de 2025 a étendu la vitrification et le réchauffement par nanoparticules à des volumes de l'ordre du litre. Aucune des deux méthodes n'a encore été testée sur un tissu de la taille d'un cerveau humain.
4. La formation de fissures en dessous de la température de transition vitreuse. En dessous de la température de transition vitreuse, le matériau continue de se contracter, mais ne peut plus se déformer suffisamment pour dissiper les contraintes mécaniques, ce qui peut provoquer des fissures. Une étude de 2025 a montré que la formation des fissures dépend de la contraction thermique et des écarts de température engendrés par un refroidissement rapide. Pour limiter ces fissures, les pistes étudiées sont un refroidissement lent jusqu'aux températures cryogéniques et un stockage à température intermédiaire.
Les résultats obtenus, selon les tissus et les espèces
Les résultats ci-dessous précisent ce que chaque expérience a établi, sur quel tissu et chez quelle espèce.
Un organe entier, vitrifié et transplanté. En 2009, l’équipe de Fahy, au sein de 21st Century Medicine, a décrit un rein de lapin perfusé avec la solution M22, refroidi à −135 °C sans formation de glace, puis réchauffé et transplanté. Ce rein a ensuite assuré à lui seul la fonction rénale de l’animal. Cela demeure la démonstration la plus nette qu'un organe complexe peut survivre au cycle complet.
Ultrastructure préservée dans un cerveau entier, par fixation. La méthode de cryopréservation stabilisée par un aldéhyde a été décrite dans Cryobiology en 2015. En 2018, elle a reçu le prix de la Brain Preservation Foundation dans la catégorie des grands mammifères, pour la préservation des connexions synaptiques dans un cerveau entier de porc. Cette préservation a été vérifiée après réchauffement par microscopie électronique tridimensionnelle. Le glutaraldéhyde fixe d’abord l’ultrastructure du tissu, ce qui exclut toute remise en fonction biologique. Les avantages et les limites de cette méthode sont présentés dans l’article consacré à la préservation sans congélation.
Ultrastructure préservée dans un cerveau entier, par vitrification seule. Dans une prépublication de 2026, Greg Fahy, Ralf Spindler, Brian Wowk et leurs collègues décrivent la préservation de l’ultrastructure et de l’organisation histologique de cerveaux de mammifères par vitrification, sans fixation préalable par un aldéhyde. L’évaluation de ces travaux par les pairs n’est pas encore terminée.
Récupération fonctionnelle dans l’hippocampe de souris. En mars 2026, Alexander German et ses collègues d'Erlangen-Nuremberg ont publié dans PNAS un travail sur la récupération fonctionnelle de l'hippocampe murin adulte après cryopréservation par vitrification. Des coupes de tissu ainsi qu’un cerveau entier maintenu in situ ont été conservés en dessous de la température de transition vitreuse pendant dix minutes à sept jours, puis réchauffés. Des enregistrements électrophysiologiques ont ensuite été réalisés. Après réchauffement, les chercheurs ont de nouveau mesuré des potentiels de membrane au repos et observé une transmission synaptique, des réponses métaboliques et une potentialisation à long terme. La potentialisation à long terme atteignait 138,06 ± 6,90 % après vitrification, contre 157,68 ± 7,14 % dans le groupe témoin (*p* = 0 072). Les mesures portaient respectivement sur sept et huit coupes, provenant au total de sept souris. La différence n’est pas statistiquement significative. Toutefois, le faible nombre d’échantillons ne permet pas d’exclure une diminution réelle de la potentialisation à long terme. Les auteurs parlent d’une récupération à court terme. Cette étude montre que, dans l’hippocampe de souris, des mécanismes cellulaires associés à l’apprentissage et à la mémoire peuvent fonctionner de nouveau après une conservation à l’état vitreux pouvant durer plusieurs jours. Ce n'est pas un résultat portant sur des cerveaux humains, sur des organes entiers à l'échelle humaine, ni sur de longues durées de stockage. PNAS a publié un commentaire indépendant à ce sujet en juin 2026.
Préservation de la viabilité du tissu cérébral humain après décongélation. En 2024, une équipe de l'université de Fudan a publié un protocole qu'elle nomme MEDY, fondé sur la méthylcellulose, l'éthylène glycol, le DMSO et le Y27632. Après décongélation, le tissu cérébral humain et les organoïdes neuronaux ont conservé leur structure, leur diversité cellulaire et leur fonction neuronale.
Mesurer la qualité de la préservation
L’évaluation de la qualité repose sur deux types de mesures distincts. Les confondre peut conduire à surestimer les résultats obtenus. L'une mesure la préservation effectivement obtenue. L’autre évalue les conditions susceptibles d’endommager les tissus au cours de la procédure. Les deux doivent figurer dans le compte rendu de la procédure, mais seule la première renseigne directement sur la qualité de la préservation obtenue.
Mesures de résultat : ce que la préservation a permis d'obtenir
L’ouvrage de référence distingue trois critères, chacun évalué par une méthode spécifique. L’absence de glace est vérifiée par tomodensitométrie : les différences de densité entre la glace et la solution vitrifiée permettent de distinguer les zones congelées des zones vitrifiées. La préservation de l'ultrastructure est évaluée par microscopie électronique sur des échantillons cérébraux de quelques microlitres. La viabilité est évaluée sur ces mêmes échantillons au moyen de dosages tels que le rapport potassium sur sodium. L’ouvrage recommande que chaque compte rendu comporte des images de scanner et de microscopie électronique montrant le degré de vitrification et l’état de préservation de l’ultrastructure.
Le même ouvrage précise qu’on ne peut actuellement obtenir de taux de viabilité élevés dans les échantillons cérébraux des personnes cryoconservées, en raison de la toxicité évoquée plus haut. Aujourd’hui, une procédure est considérée comme réussie lorsqu’on peut démontrer la vitrification et la préservation de l’ultrastructure, même si la viabilité du tissu n’est pas conservée.
Mesures d'exposition : ce qu'a subi le patient
S-MIX exprime l’exposition à l’ischémie en minutes équivalentes à température corporelle normale. Son calcul tient compte de l’évolution de la température et de la circulation sanguine au cours de la procédure, en attribuant davantage de poids à l’ischémie chaude qu’à l’ischémie froide. La vitesse de refroidissement initial rapportée au poids du patient est l'autre mesure. Ces indicateurs rendent les cas comparables et permettent d'évaluer les changements de protocole par rapport à une référence. Ils décrivent les conditions dans lesquelles une préservation a été réalisée. Ils ne mesurent pas son résultat.
Ce que mesure Tomorrow.bio
Un scanner est réalisé pour chacun de nos cas, de sorte que le degré de vitrification soit documenté plutôt que supposé. Nous avons réalisé des scanners sur un plus grand nombre de personnes cryoconservées et publié davantage de résultats que tout autre organisme de cryonie. Les comptes rendus individuels sont publics et consultables dans leur intégralité. L’examen par microscopie électronique nécessite un prélèvement de tissu cérébral, soumis au consentement explicite de l’adhérent. À ce jour, cette autorisation n’a été donnée que pour une seule personne prise en charge.
Cette distinction est essentielle pour évaluer la qualité de préservation revendiquée par un organisme : le scanner détecte la formation de glace, tandis que la microscopie électronique permet d’examiner l’état des synapses.
Qui mène ces travaux
21st Century Medicine est à l'origine du résultat sur le rein de lapin, de la cryopréservation stabilisée par aldéhyde, du cadre qv*, de la solution M22 et des inhibiteurs synthétiques de glace. Ce laboratoire est celui qui a le plus contribué aux formulations d’agents cryoprotecteurs actuellement utilisées.
Le groupe d'Alexander German à Erlangen-Nuremberg est à l'origine des travaux sur la récupération fonctionnelle décrits plus haut. German est clinicien-chercheur en neurologie moléculaire et cofondateur de Hiber, qui travaille sur la préservation structurelle du cerveau.
Advanced Neural Biosciences, fondé en 2008 par Aschwin de Wolf et Chana Phaedra, est l'un des rares instituts spécifiquement consacrés à la cryobiologie cérébrale. L’institut cherche à mettre au point des solutions de vitrification peu toxiques, peu visqueuses et capables de franchir efficacement la barrière hémato-encéphalique. Il étudie aussi le phénomène de non-reperfusion, c’est-à-dire l’absence de rétablissement de la circulation dans les tissus après une période d’ischémie. De Wolf est coauteur de l’ouvrage de référence cité tout au long de cet article.
La recherche sur la conservation des organes fournit des techniques applicables à la cryonie. Les travaux de l’équipe du Minnesota sur le réchauffement par nanoparticules ont été menés dans le cadre de la conservation des organes.
La connectomique aide à évaluer la portée possible de ces travaux. En 2025, le consortium international MICrONS a publié, après plusieurs années de travail, la cartographie d'un millimètre cube de cortex visuel de souris contenant environ 200 000 cellules et 523 millions de synapses. Ce volume ne représente qu’une infime partie d’un cerveau de souris, mais le nombre de synapses cartographiées dépasse ce qu’il était possible de réaliser dix ans auparavant.
La Brain Preservation Foundation ne pratique pas elle-même la cryopréservation, mais joue un rôle majeur dans son évaluation. Elle décerne des prix selon des critères publics, avec une vérification indépendante par microscopie électronique.
Tomorrow.bio et l'European Biostasis Foundation se consacrent aux aspects pratiques : organisation des astreintes, protocoles de stabilisation, matériel de perfusion, interventions rapides auprès des patients et stockage à long terme. Au centre de l’EBF à Rafz, en Suisse, une première cuve de type Dewar destinée au stockage d’un corps humain à température intermédiaire entre en phase d’essai. Un second laboratoire est en construction à Berlin. La plupart des résultats présentés sur cette page proviennent d'autres équipes.
Un article de synthèse paru en 2024 dans une revue à comité de lecture présente les arguments et les incertitudes concernant la préservation des structures cérébrales. Aschwin de Wolf figure parmi ses auteurs.
Quels résultats remettraient cette hypothèse en cause ?
Trois résultats pourraient remettre en cause l’hypothèse défendue ici. Les recherches en cours pourraient permettre de vérifier chacun de ces points.
S’il se révélait impossible de faire pénétrer l’agent cryoprotecteur dans l’ensemble d’un cerveau à travers une barrière hémato-encéphalique intacte, les résultats obtenus sur des coupes conserveraient leur intérêt scientifique, mais ne permettraient plus de conclure à la faisabilité de cette approche sur un cerveau entier. S'il était démontré que l'ultrastructure synaptique est systématiquement détruite, et non simplement endommagée, par les protocoles actuels, l'argument central s'effondrerait. Si le maintien de la mémoire à long terme dépendait avant tout d’une activité électrique continue, préserver les seules structures cérébrales ne suffirait pas à conserver les souvenirs.
Aucun de ces trois résultats n’a été observé, et les données disponibles tendent à écarter ces hypothèses. Ces questions restent à examiner dans les recherches à venir.
Pourquoi ces progrès comptent
Malgré ces avancées, il reste actuellement impossible de ramener à la vie une personne cryoconservée. . Ces avancées améliorent toutefois la qualité de la préservation. L’état des tissus ainsi conservés déterminera les possibilités d’intervention d’une future technique médicale. Quatre domaines de recherche contribuent à résoudre différents aspects du problème : la cryobiologie, la conservation des organes, la connectomique et la médecine clinique. Les avancées obtenues dans chacun de ces domaines peuvent bénéficier aux autres. Les pistes ouvertes par ces travaux sont présentées dans l’article « Comment nous pourrions parvenir à la réanimation ».
En résumé : la recherche améliore les agents cryoprotecteurs, la préservation des organes, la mesure de la structure cérébrale et le réchauffement. Ces avancées peuvent améliorer la qualité de la préservation, mais elles ne permettent toujours pas de ramener à la vie une personne cryoconservée.
Pour aller plus loin