O anticongelante médico (também chamado crioprotetor)

Se o objetivo é a vitrificação, ou seja, levar um corpo a um estado estável e vítreo em vez de o deixar formar gelo destrutivo, os crioprotetores são o que torna isso fisicamente possível. São, quase à letra, um anticongelante médico. E, como muitas das ferramentas mais importantes desta área, implicam um equilíbrio difícil, que condiciona todo o procedimento. Aquilo que protege o tecido do gelo é também tóxico para ele na dose errada. Compreender os crioprotetores é compreender como essa tensão é gerida.

Porque é preciso impedir o gelo a todo o custo

Comecemos pelo inimigo. Quando a água congela no interior do corpo, provoca simultaneamente dois tipos de danos. O primeiro é mecânico: à medida que os cristais de gelo crescem, comprimem as células à sua volta, reduzem o espaço disponível a estreitos canais de líquido ainda não congelado e deformam as suas estruturas internas mais delicadas. O segundo é químico: à medida que a água pura congela, tudo o que nela estava dissolvido fica concentrado no líquido cada vez menor que resta, até essa bolsa de fluido se tornar venenosa por excesso de sais e solutos. Cada um destes efeitos, por si só, já seria grave. Em conjunto, tornam o congelamento comum num método eficaz para destruir precisamente as estruturas que codificam a nossa identidade.

Os crioprotetores existem para garantir que o gelo nunca se chega a formar. Em vez de congelar, o tecido entra num estado vítreo, por vitrificação, e a sua estrutura preserva-se na medida em que a perfusão o permita.

O que são, na verdade, os crioprotetores

Um agente crioprotetor comporta-se de forma muito semelhante ao anticongelante que se põe no radiador de um carro: dissolve-se em água e baixa a temperatura a partir da qual essa água cristalizaria. As versões de qualidade farmacêutica usadas em criónica, como o glicerol, o etilenoglicol, o propilenoglicol e o dimetilsulfóxido (DMSO), são selecionadas e combinadas para cumprir essa função. Dividem-se em duas famílias que atuam em conjunto:

• Os agentes penetrantes atravessam a membrana celular e impedem a formação de gelo dentro da célula.
• Os agentes não penetrantes permanecem fora da célula e impedem a formação de gelo nos espaços entre as células, onde este tende a aparecer primeiro. Os agentes penetrantes atravessam a membrana celular e substituem grande parte da água no interior da célula, impedindo aí a formação de gelo.

São usados em conjunto por uma razão que se revela central. Como os agentes não penetrantes atuam no espaço exterior às células, que é mais acessível e mais propenso à formação de gelo, os agentes penetrantes não precisam de atingir concentrações tão elevadas no interior celular. E a concentração, como veremos, é a principal dificuldade.

O compromisso da toxicidade, que é o verdadeiro cerne da questão

Eis a tensão que define todo o campo da crioproteção. Para vitrificar de forma fiável, é preciso substituir uma grande parte da água do corpo por crioprotetor. Mas quanto mais elevada a concentração, mais tóxico o agente se torna para o tecido. Se a concentração for demasiado baixa, forma-se gelo. Se for demasiado elevada, surgem lesões químicas. O desafio consiste em encontrar o equilíbrio entre estes dois extremos.

Dois factos tornam esse equilíbrio possível. Primeiro, a toxicidade depende fortemente da temperatura: um agente que danificaria o tecido a temperaturas mais elevadas torna-se muito menos agressivo quando a temperatura baixa. Por isso, os crioprotetores são introduzidos gradualmente, em concentração crescente, enquanto o corpo é simultaneamente arrefecido, mantendo a toxicidade baixa em cada etapa. Segundo, as combinações adequadas de agentes podem reduzir a toxicidade total da mistura para níveis inferiores aos que cada agente isolado provocaria à mesma concentração. Encontrar essa combinação é uma área ativa de investigação, e aperfeiçoá-la é uma das formas concretas de melhorar, no futuro, a qualidade da reanimação.

As soluções continuam a melhorar

O crioprotetor atualmente usado não é uma substância química única, mas uma mistura cuidadosamente ajustada, resultado de décadas de aperfeiçoamentos. O criobiólogo Greg Fahy desenvolveu sucessivas gerações de soluções de vitrificação. Cada uma corrigia um defeito da anterior. As primeiras misturas com um único agente deram lugar a combinações de DMSO com amidas e propilenoglicol. Mais tarde, o etilenoglicol substituiu componentes mais tóxicos. Seguiram-se moléculas que inibem a formação de gelo e reduzem a cristalização a concentrações mais baixas. O último passo ajustou o equilíbrio dos componentes não penetrantes para contrariar as lesões por arrefecimento. As formulações atualmente usadas em humanos representam o ponto mais recente dessa evolução. A Tomorrow.bio e o Cryonics Institute usam uma versão otimizada de uma solução denominada VM1, composta por quantidades aproximadamente iguais de dimetilsulfóxido e etilenoglicol. Outros prestadores usam formulações próprias e patenteadas. As duas abordagens representam compromissos diferentes entre custo e documentação disponível. O VM1 tem um custo muito inferior por procedimento. Os investigadores dispõem também de uma medida preditiva de toxicidade, designada qv*, que ajuda a conceber misturas capazes de vitrificar de forma fiável e de causar o menor dano possível. O importante é que «o crioprotetor» não é uma solução fixa, mas uma área em constante evolução, e que cada melhoria aumenta diretamente a fidelidade da preservação e contribui para o avanço da área, o tema de avançar a área.

O problema em aberto que ninguém esconde

Há mais uma dificuldade que convém dizer com honestidade. A temperaturas criogénicas, a toxicidade dos crioprotetores deixa de ser relevante, porque as reações químicas ficam praticamente suspensas. A toxicidade volta a ser uma preocupação sobretudo durante o reaquecimento. Durante a subida de temperatura, os agentes terão de ser removidos de forma rápida e controlada, para não danificarem o tecido. Fazê-lo corretamente é um problema que terá de ser resolvido pela medicina capaz de efetuar a reanimação. Não é algo resolúvel hoje. É importante dizê-lo sem rodeios: a reanimação não é atualmente possível, e afirmar o contrário seria desonesto. A hipótese é que uma civilização capaz de reparar a causa original da morte também será capaz de realizar um reaquecimento controlado, e que a estrutura preservada lhe fornecerá uma base sobre a qual poderá trabalhar.

É precisamente neste equilíbrio entre maior concentração de anticongelante e menor toxicidade que se concentra grande parte da investigação em curso na Tomorrow.bio e noutros centros. Cada melhoria na mistura aumenta diretamente a fidelidade com que a estrutura de uma pessoa é preservada durante o arrefecimento até aos -196 °C.

Leitura complementar

• Congelamento vs vitrificação
• O que é a isquemia e como influencia a criopreservação?
• Desafios técnicos para uma preservação de alta qualidade
• Glossário essencial