Le terme « cryogénie » induit en erreur. Il évoque la congélation, un corps transformé en glace comme un steak dans un congélateur. Mais l’objectif réel est plus étrange et plus délicat que cela, et il est mieux résumé par une expression qui semble presque contradictoire : la préservation sans congélation. La technique qui rend cela possible est la vitrification; voici, en quelques mots et avec un peu de recul, en quoi elle consiste, ce qu’elle apporte et, tout aussi important, ce qu’elle ne permet pas.
Amener un corps à un état semblable à celui du verre
La vitrification est le processus par lequel un liquide passe à l’état solide sans jamais former de cristaux. Le mot vient du latin *vitrum*, qui signifie « verre », et c’est précisément cette image mentale qu’il évoque. Lorsque l’on refroidit la plupart des liquides, ils se cristallisent ; mais si on les refroidit de la bonne manière, avec les conditions chimiques adéquates, ils deviennent simplement de plus en plus visqueux jusqu’à se figer en un solide rigide et désordonné. Aucun cristal ne se forme. Les molécules conservent presque exactement la même disposition qu’elles avaient à l’état liquide, mais elles ne bougent plus.
En cryoconservation, c’est là que réside la différence entre un cerveau détruit et un cerveau intact. L’eau contenue dans les cellules du corps est en grande partie remplacée par des agents cryoprotecteurs, et les tissus sont refroidis jusqu’à ce qu’ils franchissent la température de transition vitreuse, comprise entre environ -120 °C et -135 °C, et se solidifient. Le résultat n’est pas un corps congelé. Il s’agit de tissus dans un état vitreux, et dans cet état, la décomposition est effectivement stoppée.
Ce qu'apporte la vitrification
Lorsqu'elle est bien réalisée, la vitrification permet d'atteindre quatre objectifs à la fois :
- Cela empêche la formation de cristaux de glace, ce qui évite ainsi tout broyage mécanique dû au gel.
- Elle préserve l'architecture cellulaire et structurelle du tissu, et surtout les connexions neuronales du cerveau.
- Il ralentit toutes les réactions chimiques et biologiques jusqu’à les rendre pratiquement inexistantes, stoppant ainsi la décomposition.
- Il conserve le modèle d'information du tissu, c'est-à-dire la partie qui code réellement l'identité d'une personne, suffisamment intact pour qu'une technologie future puisse un jour le réparer et le restaurer.
C'est ce dernier point qui justifie tout ce travail, et il renvoie directement à la notion même de biostase: préserver la structure, c'est préserver la personne, même au-delà d'un fossé qu'aucune technologie actuelle ne peut franchir.
Ce que la vitrification ne permet pas de faire
Ici, l’honnêteté prime sur l’enthousiasme. La vitrification ne redonne pas la vie. Elle n’inverse pas le processus de vieillissement et ne guérit pas la maladie à l’origine du décès. Elle ne garantit pas, à elle seule, que quiconque puisse un jour être ramené à la vie. Tout ce qu’elle fait, et c’est déjà beaucoup, c’est préserver le substrat physique d’une personne suffisamment bien pour que la question de la réanimation reste ouverte, au lieu d’être définitivement scellée par l’inhumation ou la crémation. C’est un pont vers un avenir qui pourra peut-être, ou peut-être pas, mener à bien cette tâche ; c’est pourquoi nous affirmons tout aussi clairement que la réanimation n’est actuellement pas possible.
Tout ce qui suit dépend de la réussite de cette étape. Si l'on laissait les lésions dues au gel détruire la structure du cerveau dès les premières heures, aucun médicament ne pourrait à l'avenir reconstituer ce qui a été perdu, car l'information elle-même aurait disparu. La vitrification fait la différence entre préserver une personne et se contenter de stocker ses restes. C'est pourquoi elle est au cœur même de la manière dont la cryoconservation moderne est réellement mise en œuvre.
Quand la fixation est la meilleure option
La vitrification repose sur la diffusion du cryoprotecteur dans toutes les zones concernées, ce qui nécessite un système circulatoire capable d'assurer une distribution homogène. Lorsque les lésions ischémiques sont déjà graves, ce n'est plus le cas, et une perfusion inégale entraîne la formation de glace précisément là où cela compte le plus. Pour ces cas-là, il existe une deuxième méthode : la cryoconservation stabilisée par des aldéhydes, ou ASC.
La technique ASC commence par la perfusion du cerveau avec du glutaraldéhyde, un fixateur qui provoque la réticulation des protéines pour les maintenir en place. La décomposition cesse immédiatement et la structure est figée avant même que le refroidissement ne commence. Une fois le tissu stabilisé, la concentration en cryoprotecteur peut alors être augmentée progressivement jusqu’à atteindre un niveau élevé, de l’ordre de 65 % d’éthylène glycol, puis le cerveau est vitrifié à une température avoisinant les -135 °C en vue d’un stockage à long terme.
Les preuves à l'appui sont d'une clarté inhabituelle. La technique ASC a permis de préserver la connectivité synaptique dans l'ensemble d'un cerveau de porc, au point de remporter le prix de la Brain Preservation Foundation dans la catégorie des grands mammifères; cette préservation a été vérifiée par microscopie électronique 3D après réchauffement.
Le compromis est bien réel et doit être abordé au grand jour. La fixation est irréversible par tous les moyens actuellement imaginables. Le glutaraldéhyde préserve le connectome avec un niveau de détail extraordinaire, et il y parvient en liant chimiquement les protéines entre elles, ce qui empêche toute régénération biologique de ce tissu. L'ASC préserve la structure mais renonce à la voie de retour via le substrat d'origine, ce qui pose la question de la continuité sous sa forme physique.
C’est pourquoi ce n’est pas l’option par défaut. Lorsque la perfusion est bonne, la vitrification permet de conserver les deux voies ouvertes. On opte pour l’ASC lorsque l’alternative consiste à perdre complètement la structure.
En bref : La cryoconservation moderne vise à vitrifier les tissus plutôt qu’à les congeler. Les cryoprotecteurs limitent la formation de glace afin que la structure biologique puisse atteindre un état stable, semblable à celui du verre.
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