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Qu'est-ce que le stockage à température intermédiaire (STI) ?

Quelle est la température optimale de stockage pour la cryopréservation ?

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À Tomorrow Bio, nous recherchons en permanence de nouvelles façons d'améliorer notre procédure de cryoprotection et de conservation. Les étapes initiales du processus sont affinées par les équipes SST qui fournissent la seule procédure professionnelle de cryoprotection sur le terrain du corps entier disponible à l'heure actuelle. Des agents cryoprotecteurs de pointe sont déployés pour minimiser les dommages causés aux cellules pendant le refroidissement. En outre, l'azote liquide fournit un environnement de stockage très stable pour les patients cryopréservés. 

Malgré tous ces efforts, de nouveaux travaux scientifiques pourraient révéler de nombreuses façons d'améliorer la cryopréservation. L'un des points à considérer est la manière dont les patients cryopréservés sont actuellement stockés. Découvre pourquoi c'est le cas et quelle pourrait être la solution proposée dans cet article.

Quelle méthode de stockage est actuellement utilisée ?

Actuellement, la plupart des personnes cryopréservées sont stockées dans de l'azote liquide à une température de -196°C. Cette méthode peu coûteuse et durable n'utilise pas d'électricité et est assez facile à entretenir, de nouvelles réserves d'azote liquide ne devant être ajoutées qu'une fois par semaine. Quel est donc le problème ?

Lors de la cryopréservation, les patients entrent dans un état de vitrification à une température d'environ -130°C. Il s'agit d'un état vitreux. Il s'agit d'un état semblable à du verre. Après cet événement, ils sont lentement refroidis davantage jusqu'à -196°C, la température naturelle de l'azote liquide, à partir de laquelle leur température corporelle restera statique. 

Le problème ne réside pas dans le stockage à long terme, mais plutôt dans ce qui se passe avant et après.

Une température de -196°C n'assure pas (de manière pertinente) une meilleure conservation qu'une température de -130°C. Il se trouve que l'azote liquide possède une température avec laquelle la cryopréservation peut fonctionner. En fait, il serait plus pratique pour notre cause que la température de l'azote liquide soit plus proche (mais toujours inférieure) du point de transition vitreuse. 

Lors d'un stockage régulier, un refroidissement uniforme minimise les contraintes thermiques du tissu lorsqu'il passe sous la température de vitrification. Le stress peut être encore diminué en maintenant la température près du point de transition vitreuse pendant un certain temps peu après la vitrification. Cela permet une plus grande relaxation du stress avant que le corps ne soit refroidi davantage.

Le processus de refroidissement à cette température très basse provoque la fracture des tissus, entre autres types de dommages que nous essayons d'éviter. Les lésions de ce type n'empêchent pas nécessairement la préservation d'informations neuroanatomiques cruciales, mais elles compliquent la future récupération.

Œuvre d'art d'un homme représentant Emil Kendziorra regardant un vase de stockage.
Tomorrow Bio ne propose actuellement que la cryopréservation du corps entier à -196°C.

Pourquoi le refroidissement endommage-t-il les tissus ?

Les molécules vibrent, ce qui fait apparaître un volume ou une densité typique à une température donnée. Lorsque la température diminue, le volume de l'objet qui y est exposé diminue également. Ce phénomène est appelé "contraction thermique".

Lorsqu'un objet se vitrifie, son intérieur plus chaud se refroidit plus rapidement que son enveloppe extérieure, et sa taille diminue un peu plus vite[1]. [Comme l'intérieur et l'extérieur sont attachés l'un à l'autre, cette différence de taille peut provoquer des fractures, endommageant ainsi les tissus.

Qu'est-ce que le stockage à température intermédiaire ?

La fracturation peut être réduite, et potentiellement (presque) évitée, en refroidissant lentement jusqu'à la température de transition vitreuse et en maintenant une température plus proche du point de vitrification. 

Ce système est appelé "stockage à température intermédiaire", en référence au fait que sa température se situe quelque part entre celle de la vitrification et de l'azote liquide.

Le stress thermique du tissu est moins important lorsque le refroidissement au-delà de la température de transition vitreuse est arrêté plus tôt. Selon des données antérieures[2], les dommages sont d'autant plus susceptibles de se produire que le tissu a été refroidi rapidement. 

Avantages et défis du stockage à température intermédiaire

Malgré leurs avantages théoriques, les systèmes STI ne sont pas couramment utilisés aujourd'hui pour la cryopréservation en dehors des procédures de recherche. Ceci est principalement dû à la pléthore de défis et de complications que la méthode apporte avec elle. 

Tout d'abord, l'utilisation de systèmes STI présente un facteur de risque beaucoup plus élevé que le stockage d'azote liquide par immersion, qui est actuellement utilisé. Les dewars traditionnels de stockage à -196°C sont maintenus presque remplis jusqu'en haut, contenant plus de 1000 litres de liquide à l'intérieur. Cette quantité d'azote liquide est suffisante pour assurer la conservation pendant plus d'une semaine, avant qu'un nouveau remplissage ne soit nécessaire. D'autre part, les dewars STI ordinaires, tels que ceux construits par Alcor[3], ne contiennent qu'environ 120 litres d'azote liquide au fond du dispositif de stockage, ce qui est tout au plus suffisant pour 5 jours de stockage à une température de -140°C. 

En outre, les dewars STI consomment deux fois plus d'azote liquide que leurs homologues plus froids, tout en étant trois fois moins grands. Tout comme les dewars ordinaires, ils sont équipés pour se remplir automatiquement, mais nécessitent davantage de ressources et de contrôles pour garantir un maintien stable de la température. Si l'on considère que les fluctuations de température (potentiellement dommageables) sont plus susceptibles de se produire, les dewars STI s'avèrent finalement être une option moins fiable et moins sûre.

L'élimination de ces inconvénients est possible, mais elle s'accompagne d'une augmentation exponentielle des coûts d'entretien du stockage.

Conclusion

En théorie, le stockage STI permet une cryopréservation de meilleure qualité. Cependant, son entretien plus complexe et son coût plus élevé l'empêchent d'être la meilleure option aujourd'hui. Tomorrow Bio offrira le stockage STIS comme option à ses membres à l'avenir, s'ils souhaitent être préservés de cette façon. Pour l'instant, le stockage à l'azote liquide reste l'alternative la plus sûre et la plus abordable, ce qui explique la poursuite de son utilisation standardisée dans la cryopréservation.

Tu souhaites en savoir plus sur la cryopréservation ? N'hésite pas à prendre rendez-vous avec nous et à nous poser directement tes questions !

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