La gente immagina la crioconservazione come un semplice interruttore che passa dalla vita alla conservazione. La realtà è più complicata e urgente. Tra il momento in cui il tuo cuore si ferma e quello in cui il tuo cervello raggiunge una temperatura in cui il movimento molecolare cessa di fatto, si innesca una cascata di reazioni chimiche distruttive, che non si fermano certo per gentilezza. È questo il vincolo che determina ogni altro aspetto della procedura: siamo in una corsa contro la biochimica, e la biochimica non aspetta. Capire questa corsa è la chiave per comprendere sia cosa può fare la crioconservazione, sia dove si trovano i suoi limiti più insormontabili.
Cosa succede quando il sangue smette di scorrere
Il tuo cervello consuma tantissima energia. Rappresenta circa il 2% del tuo peso corporeo, ma brucia all’incirca il 20% dell’ossigeno, consumando energia costantemente solo per mantenere le sue cellule in funzione. Quando la circolazione si ferma, quell’apporto energetico svanisce quasi all’istante e il declino inizia per fasi. Nel giro di pochi secondi, l’ossigeno si esaurisce e i neuroni smettono di trasmettere impulsi. Nel giro di pochi minuti, esauriscono le loro riserve energetiche e le pompe che mantengono il loro equilibrio elettrico smettono di funzionare, rilasciando una marea di neurotrasmettitori che possono danneggiare le cellule vicine, mentre un metabolismo di emergenza acidifica il tessuto, il calcio si riversa dove non dovrebbe e gli enzimi che smantellano i componenti cellulari vengono attivati. Nel giro di poche decine di minuti o ore, a seconda della temperatura, l’architettura organizzata del tessuto inizia a disgregarsi in un disordine molecolare.
È proprio questo, e non una qualche nozione astratta di morte, ciò contro cui stiamo lottando: una sequenza specifica e misurabile di eventi che cancella la struttura insita nella memoria, nell’identità e nel cervello. Il termine tecnico per indicare la carenza di ossigeno alla base di tutto ciò è “ischemia”, ed è il nemico principale della prima ora.
La temperatura è la leva che regola l'orologio
La cosa più importante da sapere è che la velocità delle reazioni chimiche raddoppia all’incirca ogni 10 °C di aumento di temperatura e si dimezza all’incirca ogni 10 °C di abbassamento. Se accumuli abbastanza di questi dimezzamenti, l’effetto è sbalorditivo. A temperatura corporea hai pochi minuti prima che si accumulino danni gravi. A temperatura di frigorifero, ore. A temperatura del ghiaccio secco, giorni. A -196 °C dell’azoto liquido, hai praticamente millenni a disposizione. Ecco perché ogni protocollo punta tutto sul raffreddare il cervello il più velocemente possibile: il freddo è il freno che blocca l’intera cascata distruttiva.
Ma il raffreddamento non può essere fatto alla cieca. Se abbassi la temperatura dei tessuti in modo troppo brusco, sostituisci un tipo di danno con un altro, compresa proprio la formazione di ghiaccio che l’intera procedura mira a evitare. L’arte sta nel trovare una curva di raffreddamento abbastanza veloce da superare il decadimento, ma abbastanza controllata da non causare nuovi danni.
standby della standby
In un caso ideale, al momento del decesso legale è già presente un team addestrato, il raffreddamento inizia in pochi secondi e standby stabilizzazione passano direttamente alla perfusione. È esattamente quello che i team Tomorrow.bio sono stati creati per garantire, ed è fattibile quando il decesso è previsto, come negli hospice. Ma molti decessi non sono previsti. Un arresto cardiaco improvviso, un incidente, un decesso lontano da un team: ognuna di queste situazioni fa passare ore tra il decesso e l’inizio della conservazione, e ognuna di quelle ore significa decomposizione. Il standby non ha una soluzione perfetta. Possiamo dislocare i team, formare i medici e ottimizzare la logistica, ma non possiamo eliminare il divario tra un decesso imprevedibile e una risposta preparata.
Il ghiaccio è il nemico, ma lo è anche la cura
Se lasci che il tessuto si congeli, l’acqua si cristallizza negli spazi tra le cellule, schiacciandole contro il ghiaccio che si forma e sottraendo loro l’acqua per via osmotica. Ecco perché la conservazione moderna usa la vetrificazione invece del congelamento, trasformando il tessuto in uno stato simile al vetro grazie all’uso di crioprotettori. Ma questa soluzione comporta una sua pressione temporale: quegli agenti sono tossici alle concentrazioni necessarie, quindi devono essere introdotti gradualmente, e il processo di decomposizione continua durante quella fase delicata. La sfida comprende una sfida secondaria: introdurre il crioprotettore prima che il danno diventi troppo grave, ma abbastanza lentamente da evitare di avvelenare il tessuto. La tossicità dei crioprotettori cala drasticamente man mano che la temperatura scende, per lo stesso motivo per cui lo fa il resto delle reazioni chimiche, quindi la perfusione viene effettuata a una temperatura vicina a 0 °C: il freddo aumenta la tolleranza agli agenti, ma rallenta la velocità con cui si diffondono nel tessuto.
La soglia che conta davvero
Non tutti i danni sono uguali, e questa è l’idea più importante di tutto l’articolo. Dal punto di vista dell’informazione, c’è una differenza tra un danno che offusca la struttura e uno che la distrugge. Un neurone può essere malconcio e non funzionante, ma se le sue connessioni sono ancora identificabili, l’informazione che conteneva è in linea di principio recuperabile. Ma una volta che una cellula viene lisata e le sue connessioni si trasformano in detriti casuali e non identificabili, l’informazione è andata perduta, e nessuna tecnologia futura potrà recuperare ciò che la casualità ha cancellato. La corsa contro il degrado cellulare è in realtà una corsa per fermarsi prima che il danno passi dall’oscurare l’informazione al distruggerla. Possiamo tollerare gran parte del primo caso. Il secondo è l’unico esito veramente irreversibile.
I vincoli che non possiamo superare con la progettazione
Ci sono diversi limiti inderogabili che vanno oltre la biologia, e l’onestà ci impone di nominarli. C’è il paradosso della morte legale: il momento migliore per iniziare la conservazione sarebbe prima della morte legale, ma farlo equivarrebbe a un omicidio, quindi dobbiamo aspettare, sapendo che l’attesa va a discapito della fedeltà. C’è il problema dell’autopsia: alcune morti richiedono per legge che venga prima eseguita un’autopsia, il che ritarda la conservazione e danneggia il cervello. C’è la questione geografica: anche con risorse illimitate non puoi avere una squadra immediatamente ovunque, quindi il luogo in cui muori determina quanto bene potrai essere conservato. Nessuno di questi è un difetto della scienza; sono attriti tra l’urgenza biologica e il mondo legale e fisico, e significano che la qualità della conservazione varia davvero da paziente a paziente.
Perché partecipiamo comunque alla gara
Detto questo, perché provarci? Perché l’alternativa garantisce il risultato peggiore, mentre provarci no. Anche una conservazione in condizioni precarie, con un vero danno ischemico, contiene più informazioni rispetto alla sepoltura o alla cremazione, che non ne contengono nessuna. Vale comunque la pena correre una gara difficile con un arrivo incerto quando l’unica altra opzione è non correre affatto. È la stessa aritmetica sbilanciata di una piccola possibilità contro lo zero, applicata alla prima ora invece che a un futuro lontano.
Stiamo gareggiando contro la chimica e la fisica. Non possiamo cambiare le regole di questa gara, ma solo il modo in cui la affrontiamo. E per molti di noi, affrontarla al meglio, nei limiti consentiti dalle circostanze, è un motivo sufficiente per provarci.