La crionica non è una ricetta ormai definita fatta di raffreddare, conservare e attendere. È un campo di ricerca attivo, e la distanza fra una crioconservazione eseguita nel 1970 e una eseguita oggi è ampia e misurabile. Ogni miglioramento nella fedeltà con cui viene preservata l'ultrastruttura del cervello aumenta direttamente le probabilità che una futura tecnologia medica renda possibile la rianimazione con memoria, personalità e identità intatte. Questo articolo spiega come avanza il campo, cosa ha dimostrato, cosa non ha ancora dimostrato e chi porta avanti questo lavoro.
Un campo, non una singola tecnica
Il passaggio decisivo è stato dal congelamento alla vitrificazione, la transizione di un tessuto saturo di agenti crioprotettori verso uno stato vetroso privo di ghiaccio, proposta dal criobiologo Greg Fahy nel 1984 e adottata per i casi umani intorno al 2000.
La vitrificazione non è arrivata già perfezionata, e il motivo è l'oggetto della prossima sezione. Le concentrazioni di crioprotettore necessarie a impedire la formazione di ghiaccio sono abbastanza elevate da risultare tossiche, e ogni soluzione di vitrificazione sviluppata da allora ha cercato di allargare il divario fra la concentrazione che vitrifica e quella che uccide.
I quattro problemi su cui lavora il campo
1. La tossicità degli agenti crioprotettori. Questo è il problema centrale, e il riferimento standard lo afferma senza mezzi termini. Human Cryopreservation Procedures (de Wolf e Platt, verificato da Brian Wowk) lo formula così: la vera sfida della criobiologia non è progettare soluzioni che resistano alla formazione di ghiaccio a velocità di raffreddamento lente, ma progettare soluzioni di vitrificazione prive di tossicità.
I progressi qui sono stati una sequenza di risultati progettuali specifici, non un'unica svolta. La tossicità di alcuni crioprotettori si riduce quando vengono combinati con altri; la scoperta di Fahy secondo cui il DMSO neutralizza la tossicità della formammide è il caso più noto. Una variabile compositiva chiamata qv* predice la tossicità generale di una soluzione di vitrificazione, il che ha permesso di rendere razionale, e non più empirica, la formulazione. Applicarla ha prodotto un risultato controintuitivo: gli agenti vetrificanti più deboli favoriscono una viabilità maggiore, per cui sostituire il glicole propilenico con una concentrazione più alta di glicole etilenico ha aumentato la viabilità cellulare. Gli inibitori sintetici del ghiaccio attaccano il problema dal lato opposto. Nel 2000 Brian Wowk e colleghi hanno dimostrato che alcuni polimeri possono inibire la nucleazione eterogenea del ghiaccio, e il copolimero di alcol polivinilico e la poliglicerina risultanti, commercializzati come X-1000 e Z-1000, abbassano la concentrazione minima di crioprotettore necessaria per ottenere comunque la vitrificazione. Meno crioprotettore richiesto significa meno tossicità somministrata.
Lo stato attuale di questo problema è documentato nello stesso riferimento. Nei casi condotti in buone condizioni, si ritiene che la viabilità del cervello vada persa nelle fasi iniziali e intermedie della perfusione crioprotettiva, a causa della tossicità del crioprotettore e della disidratazione che esso induce. Preservare l'ultrastruttura e preservare la viabilità non sono, al momento, lo stesso risultato, e solo il primo è oggi alla portata.
2. Far arrivare il crioprotettore in tutto il cervello. German e colleghi spiegano con chiarezza perché un cervello intero sia più difficile di una sua sezione. Il crioprotettore deve arrivare attraverso la rete vascolare, ma permeabilità e conduttività idraulica risultano disallineate a livello della barriera ematoencefalica a causa dell'alta concentrazione di acquaporina-4 nei pedicelli perivascolari degli astrociti. Il loro protocollo per il cervello intero ha avuto successo in un tentativo su tre. Le acquaporine vengono indicate come un bersaglio su cui vale la pena intervenire direttamente.
3. Restituire il calore. Il riscaldamento è la metà più difficile del ciclo. Il raffreddamento deve superare la formazione di ghiaccio una sola volta; durante il riscaldamento, invece, il tessuto attraversa lo stesso intervallo di temperatura più lentamente, e così il ghiaccio che non si era formato in discesa può formarsi in salita. Il riscaldamento per conduzione procede dalla superficie verso l'interno e ha quindi un limite dimensionale, che il gruppo tedesco colloca vicino alla dimensione massima di tessuto che il proprio metodo riesce a trattare. Oltre quel limite servono metodi volumetrici. Nel 2023 un gruppo dell'Università del Minnesota ha vitrificato reni di ratto, li ha conservati fino a 100 giorni e poi li ha riscaldati a una media di 63,7 °C al minuto eccitando nanoparticelle di ossido di ferro rivestite di silice tramite un campo a radiofrequenza; i reni sono stati poi trapiantati e hanno sostenuto la vita. Lo stesso anno il gruppo di Ramon Risco a Siviglia ha raggiunto 217,8 °C al minuto usando ultrasuoni focalizzati ad alta intensità, una tecnica che deposita calore attraverso un volume e non richiede nanoparticelle nel tessuto. Un articolo del 2025 ha esteso la vitrificazione e il riscaldamento tramite nanoparticelle a volumi dell'ordine del litro. Nessuno dei due metodi è stato provato su qualcosa delle dimensioni di un cervello umano.
4. La fratturazione sotto la transizione vetrosa. Sotto la transizione vetrosa il solido continua a contrarsi e non riesce più a rilassarsi, così scarica la tensione fratturandosi. Uno studio del 2025 ha mostrato che le fratture seguono la contrazione termica e i gradienti di temperatura prodotti dal raffreddamento rapido. Le contromisure sono un raffreddamento lento fino alle temperature criogeniche e lo stoccaggio a temperatura intermedia.
Ciò che è stato dimostrato, e su cosa
Le affermazioni seguenti sono ordinate in base a ciò che ciascun esperimento ha effettivamente stabilito, e su quale sistema.
Un organo intero, vitrificato e trapiantato. Il gruppo di Fahy alla 21st Century Medicine ha riferito nel 2009 che un rene di coniglio saturo della soluzione di vitrificazione M22, raffreddato a −135 °C senza formazione di ghiaccio, riscaldato e trapiantato, ha funzionato come unico rene dell'animale. Rimane la dimostrazione più chiara che un organo complesso può sopravvivere all'intero ciclo.
Ultrastruttura preservata su un cervello intero, tramite fissazione. La crioconservazione stabilizzata con aldeide, pubblicata su Cryobiology nel 2015, ha vinto nel 2018 il premio della Brain Preservation Foundation per i grandi mammiferi preservando la connettività sinaptica sull'intero cervello di un maiale, verificata tramite microscopia elettronica tridimensionale dopo il riscaldamento. La glutaraldeide fissa prima di tutto l'ultrastruttura, il che esclude la rianimazione biologica di quel tessuto; ciò che questo approccio offre e ciò che costa è illustrato in conservazione senza congelamento.
Ultrastruttura preservata su un cervello intero, tramite sola vitrificazione. Un preprint del 2026 firmato da Fahy, Ralf Spindler, Brian Wowk e colleghi riporta la crioconservazione ultrastrutturale e istologica di cervelli di mammifero tramite vitrificazione, senza fissazione preventiva con aldeide. Non ha ancora completato la revisione paritaria.
Funzione recuperata nell'ippocampo murino. Nel marzo 2026 Alexander German e colleghi dell'università di Erlangen-Norimberga hanno pubblicato il recupero funzionale dell'ippocampo murino adulto dopo crioconservazione tramite vitrificazione su PNAS. Fettine di tessuto, e cervello intero in situ, sono stati mantenuti sotto la transizione vetrosa per periodi compresi fra dieci minuti e sette giorni, poi riscaldati e sottoposti a registrazione. Il potenziale di membrana a riposo, la trasmissione sinaptica, la risposta metabolica e la potenziazione a lungo termine sono tornati tutti nella norma. La LTP è risultata pari a 138,06 ± 6,90% dopo la vitrificazione contro 157,68 ± 7,14% nei controlli, P = 0.072, calcolata su sette e otto fettine rispettivamente, provenienti da sette topi. Questa differenza non è statisticamente significativa, ma con una dimensione campionaria così ridotta il confronto non ha nemmeno la potenza per escludere una riduzione reale, e gli autori descrivono il risultato come recupero a breve termine. Il dato che emerge è che il meccanismo cellulare dell'apprendimento e della memoria è rimasto operativo attraverso una completa cessazione della mobilità molecolare, nell'ippocampo di topo, per periodi di giorni. Non è un risultato sui cervelli umani, su organi interi in scala umana o su tempi di conservazione lunghi. PNAS ha pubblicato un commento indipendente in merito nel giugno 2026.
Tessuto cerebrale umano vivente, conservato e recuperato. Nel 2024 un gruppo dell'Università Fudan ha pubblicato un protocollo che chiamano MEDY, basato su metilcellulosa, glicole etilenico, DMSO e Y27632. Dopo lo scongelamento, tessuto cerebrale umano e organoidi neurali hanno conservato struttura, diversità cellulare e funzione neurale.
Misurare la qualità della conservazione
Con «misura della qualità» si indicano due cose distinte, e confonderle è il modo in cui un campo finisce per rassicurare se stesso. Una misura la conservazione effettivamente ottenuta. L'altra misura il danno subito dal paziente lungo il percorso. Entrambe appartengono al referto del caso, ma solo la prima è una prova sul risultato.
Misure di esito: cosa ha ottenuto la conservazione
Il riferimento standard ne stabilisce tre, ciascuna con un metodo associato. L'assenza di formazione di ghiaccio si valuta con la tomografia computerizzata, che distingue le zone vitrificate da quelle congelate perché il ghiaccio e la soluzione vitrificata circostante hanno densità diverse. La preservazione dell'ultrastruttura si valuta con la microscopia elettronica su campioni di cervello di pochi microlitri. La viabilità si valuta sugli stessi campioni con analisi come il rapporto potassio/sodio. Il riferimento indica lo standard senza ambiguità: ogni referto di caso dovrebbe contenere scansioni CT e micrografie elettroniche che documentino il grado di vitrificazione e di preservazione ultrastrutturale raggiunto.
Lo stesso riferimento è franco riguardo alla terza misura: valori elevati di viabilità nei campioni di cervello dei pazienti non sono al momento raggiungibili, per le ragioni di tossicità viste sopra. Un buon caso, oggi, è quello che dimostra vitrificazione e preservazione ultrastrutturale, non quello che dimostra viabilità.
Misure di esposizione: cosa ha subito il paziente
L'S-MIX, una misura standardizzata dell'esposizione ischemica, converte la storia di temperatura e circolazione di un caso in minuti equivalenti di ischemia a temperatura corporea normale, attribuendo un peso maggiore all'ischemia a caldo rispetto a quella a freddo. L'altra misura è la velocità di raffreddamento iniziale, normalizzata rispetto al peso del paziente. Questi indici rendono i casi confrontabili e permettono di valutare i cambiamenti di protocollo rispetto a un riferimento. Descrivono le condizioni in cui una conservazione è stata eseguita. Non misurano come è andata a finire.
Cosa misura Tomorrow.bio
La tomografia computerizzata viene eseguita su ognuno dei nostri casi, così il grado di vitrificazione risulta documentato e non presunto. Abbiamo sottoposto a CT più pazienti, e pubblicato i risultati per un numero maggiore di essi, rispetto a qualsiasi altra organizzazione di crioconservazione; i singoli case report sono pubblici e consultabili per intero. La microscopia elettronica richiede il consenso esplicito all'estrazione di campioni di tessuto cerebrale, e viene quindi eseguita solo quando un membro ha concesso questa autorizzazione; a oggi si tratta di un solo caso.
Questa distinzione conta quando si leggono le affermazioni di qualità di qualsiasi organizzazione: la CT dice se si è formato ghiaccio, ma solo la microscopia elettronica dice cosa è successo alle sinapsi.
Chi porta avanti questo lavoro
La 21st Century Medicine ha prodotto il risultato sul rene di coniglio, la crioconservazione stabilizzata con aldeide, il modello qv*, la soluzione M22 e gli inibitori sintetici del ghiaccio. Più chimica dei crioprotettori oggi in uso è nata lì che altrove.
Il gruppo di Alexander German a Erlangen-Norimberga ha realizzato il lavoro sul recupero funzionale descritto sopra. German è un clinico e ricercatore in neurologia molecolare e cofondatore di Hiber, che lavora sulla preservazione strutturale del cervello.
Advanced Neural Biosciences, fondata nel 2008 da Aschwin de Wolf e Chana Phaedra, è uno dei pochi istituti dedicati specificamente alla criobiologia del cervello. Punta a soluzioni di vitrificazione a bassa tossicità, bassa viscosità e buona penetrazione attraverso la barriera ematoencefalica, e studia il problema del no-reflow, in cui il tessuto non si riperfonde dopo un ritardo. De Wolf è coautore del riferimento sulle procedure standard citato più volte in questo articolo.
Il campo dell'organ banking fornisce strumenti che si trasferiscono altrove. Il lavoro sul riscaldamento con nanoparticelle svolto in Minnesota nasce da quella comunità, non dalla crionica.
La connettomica definisce i limiti di ciò che tutto questo potrebbe significare. Nel 2025 il consorzio MICrONS ha pubblicato un millimetro cubo di corteccia visiva di topo contenente circa 200.000 cellule e 523 milioni di sinapsi, frutto di un consorzio internazionale al lavoro per anni. Si tratta di un piccolo volume di un piccolo cervello, ma anche di più sinapsi di quante chiunque potesse mappare dieci anni fa.
La Brain Preservation Foundation non esegue conservazioni ma gran parte della valutazione, assegnando premi con criteri pubblicati e verifica indipendente al microscopio elettronico.
Tomorrow.bio e la European Biostasis Foundation operano sul versante applicato: protocolli di pronto intervento e stabilizzazione, strumentazione per la perfusione, la logistica per arrivare rapidamente dal paziente, e la conservazione a lungo termine presso l'impianto EBF di Rafz, in Svizzera, dove sta entrando in fase di test il primo dewar per stoccaggio a temperatura intermedia in dimensioni umane. Un secondo laboratorio è in costruzione a Berlino. La maggior parte dei risultati presentati in questa pagina proviene da altri gruppi.
Una rassegna del 2024 sulla preservazione strutturale del cervello espone il caso e le sue incertezze in una sede sottoposta a revisione paritaria. Tra gli autori figura Aschwin de Wolf.
Cosa costituirebbe una prova contraria
Tre risultati minerebbero questa tesi, e ciascuno è il tipo di esito che l'attuale programma di ricerca potrebbe produrre.
Se la somministrazione del crioprotettore attraverso una barriera ematoencefalica intatta si rivelasse impossibile su scala di un cervello intero, i risultati ottenuti su fettine resterebbero interessanti ma smetterebbero di essere rilevanti. Se si dimostrasse che l'ultrastruttura sinaptica viene di norma distrutta, e non solo danneggiata, dagli attuali protocolli, la tesi centrale cadrebbe. Se la memoria a lungo termine dipendesse in modo sostanziale dall'attività elettrica in corso piuttosto che dalla struttura preservata, la conservazione starebbe preservando la cosa sbagliata.
Nessuno di questi esiti si è verificato, e le prove disponibili vanno in direzione contraria a ciascuno di essi. Restano comunque le domande da tenere sotto osservazione.
Perché la traiettoria conta
Nulla di tutto questo cambia la posizione secondo cui al momento la rianimazione non è possibile. Ciò che cambia è la velocità con cui migliora la fedeltà della conservazione, e la fedeltà è la variabile che determina con quale materiale una futura tecnologia dovrebbe lavorare. Quattro comunità stanno ciascuna riducendo una parte diversa del problema: la criobiologia, l'organ banking, la connettomica e la medicina clinica. I risultati si trasferiscono dall'una all'altra. Le vie percorribili che ne derivano sono descritte in come potremmo raggiungere la rianimazione.
In sintesi: La ricerca sta migliorando gli agenti crioprotettori, la conservazione degli organi, la misurazione della struttura cerebrale e il riscaldamento. Questi progressi possono migliorare la qualità della conservazione, ma non hanno ancora reso possibile la rianimazione umana.
Approfondimenti