La crioconservazione viene spesso trattata come una questione di tutto o niente: o una persona è stata conservata o non lo è stata. In realtà si tratta di uno spettro, e sono pochi ostacoli tecnici precisi a decidere dove un caso si colloca al suo interno.
Nessuno di questi ostacoli è misterioso. Ciascuno è un problema di ingegneria concreto, e su ciascuno si sta lavorando.
La catena, nell'ordine in cui si presenta
I cinque ostacoli descritti di seguito non sono un elenco, ma una sequenza. Ognuno segue il precedente, e un cedimento iniziale peggiora tutti quelli successivi.
Il tempo, perché l'ischemia non si ferma mai
Dal momento in cui il cuore si ferma, il cervello subisce ischemia. Ogni paziente attuale ne sperimenta una certa quantità. L'unica domanda è quanta.
In assenza di una squadra di pronto intervento, un caso può comportare ore di ischemia fredda precedute da ischemia calda, molto più distruttiva.
Oggi il settore misura questo fenomeno invece di limitarsi a descriverlo, attraverso indicatori come S-MIX. Il tempo resta di gran lunga la leva più importante sulla qualità, e l'intera corsa contro il deterioramento cellulare è organizzata per ridurlo.
Il no-reflow, il problema creato dal ritardo
L'ischemia lascia uno strascico. Una volta che un tessuto è rimasto privo di ossigeno per un certo tempo, spesso non basta far rifluire il liquido al suo interno.
Il microcircolo resiste alla riperfusione. Negli studi sulla perfusione ritardata, né gli anticoagulanti somministrati prima né i farmaci trombolitici somministrati dopo sono riusciti a ripristinare il flusso.
Il blocco quindi non è dovuto principalmente alla coagulazione. È strutturale: le cellule endoteliali si gonfiano verso l'interno, il liquido nel tessuto circostante comprime i capillari e le cellule del sangue si irrigidiscono al punto da ostruire ciò che resta del vaso.
Se la soluzione non riesce a raggiungere il tessuto in modo uniforme, alcune zone del cervello restano prive di protezione, per quanto efficace sia la soluzione stessa.
Il ghiaccio, e la proprietà più scomoda del corpo
Il corpo umano è composto per circa il 60% da acqua, e l'acqua si espande di circa il 9% quando gela, formando ghiaccio soprattutto negli spazi tra le cellule.
Questo fenomeno schiaccia le cellule meccanicamente e ne fa uscire l'acqua per osmosi. Evitarlo è l'unica ragione per cui si ricorre alla vitrificazione invece del congelamento.
Ma la vitrificazione vale quanto la distribuzione dell'agente crioprotettore nel tessuto. Ovunque l'agente non riesca ad arrivare, il ghiaccio può comunque formarsi.
La tossicità, e il margine stretto tra due danni
Gli agenti che impediscono la formazione di ghiaccio sono tossici alle concentrazioni richieste, e il tessuto può inoltre subire danni da freddo durante il raffreddamento.
La concentrazione deve essere abbastanza alta da vitrificare e abbastanza bassa da non avvelenare. Il raffreddamento deve essere abbastanza rapido da anticipare la formazione di ghiaccio e abbastanza controllato da evitare stress termico.
Allargare questo margine è stato lo scopo di generazioni di chimica delle soluzioni, e la storia delle procedure è in gran parte la storia di questo allargamento.
La fratturazione al freddo più estremo
Il tessuto vitrificato si trova in uno stato simile al vetro, e questo stato può incrinarsi sotto uno stress termico sufficiente.
Il raffreddamento fino a −196 °C può introdurre fratture microscopiche, per questo il raffreddamento finale viene condotto nel modo più graduale possibile compatibilmente con i tempi disponibili.
Questo è uno dei motivi per cui il settore sta sviluppando lo stoccaggio a temperatura intermedia, mantenendo i pazienti sotto la temperatura di transizione vetrosa ma più caldi rispetto all'azoto liquido.
Perché la qualità varia realmente da persona a persona
Mettendo insieme la catena emerge un fatto scomodo: due membri che firmano lo stesso contratto possono ricevere crioconservazioni misurabilmente diverse.
La differenza raramente dipende dal protocollo. Dipende dalle circostanze in cui il protocollo ha dovuto operare.
Una morte prevista, con la squadra di pronto intervento già sul posto, può passare dall'arresto cardiaco al raffreddamento in pochi secondi. Una morte non testimoniata, lontana da una squadra, non lo permette.
Alcuni decessi richiedono per legge un'autopsia preliminare, e alcuni escludono del tutto la crioconservazione. Questi casi sono descritti in quando non è possibile essere crioconservati.
Il trasporto aggiunge ore proprie, ed è per questo che la logistica e la burocrazia appartengono al tema tecnico e non a quello amministrativo.
La risposta giusta a questa variabilità non è una promessa commerciale uniforme. Sono la misurazione, la trasparenza e le procedure di controllo qualità che registrano ciò che è realmente accaduto in ogni caso.
A ogni membro si deve il dato reale, anche quando il dato reale è deludente.
Cosa sta effettivamente migliorando
Ogni anello della catena è oggetto di ricerca attiva, e nessuno dei cinque si trova oggi dove si trovava dieci anni fa.
Le soluzioni sono meno tossiche. I protocolli raggiungono i pazienti più rapidamente. La misurazione è passata dagli aggettivi agli indicatori numerici.
Lo stoccaggio a temperatura intermedia affronta direttamente il problema della fratturazione, e la struttura di stoccaggio a lungo termine è progettata per mantenere le condizioni di conservazione stabili per decenni.
Il lavoro svolto è descritto in come si sta facendo progredire il settore e nelle nostre iniziative di ricerca e sviluppo.
Ciò che non è cambiato è la forma del problema: arrivare rapidamente dal paziente, ripristinare la circolazione, distribuire il crioprotettore, vitrificare senza eccesso di tossicità, raffreddare senza fratturare.
Ognuno di questi passaggi resta un punto in cui un caso può essere perduto, e il risultato finale è determinato dall'anello più debole, non da quello più forte.
In sintesi: La qualità della crioconservazione dipende dal limitare l'ischemia, ripristinare la circolazione, distribuire in modo uniforme il crioprotettore, controllare la tossicità, evitare il ghiaccio e gestire lo stress termico. Una debolezza in una qualsiasi di queste fasi può ridurre il risultato.
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