O anticongelante médico (também designado por crioprotetor)

Sevitrificação for o objetivo, ao trazer um corpo para um estado estável semelhante a vidro em vez de gelo destrutivo, então os crioprotetores são a técnica que torna isso fisicamente possível. São, quase literalmente, anticongelantes médicos. E como muitos dos instrumentos mais importantes neste campo, vêm com um compromisso agudo. Todo o procedimento é concebido em torno disso. A substância que protege o tecido do gelo é também tóxica para ele na dose errada. Compreender os crioprotetores significa compreender como essa tensão é gerida.

Porque o gelo tem de ser travado, por quaisquer meios

Comece pelo inimigo. Quando a água congela dentro de um corpo, causa dois tipos de danos ao mesmo tempo. O primeiro é mecânico: à medida que os cristais de gelo crescem, esmagam as células à sua volta em canais cada vez mais estreitos de líquido não congelado, deformando as estruturas finas no interior. O segundo é químico: à medida que a água pura congela, tudo o que nela estava dissolvido é comprimido no líquido remanescente, que se reduz, concentrando sais e solutos até que essa porção de fluido se torne tóxica. Um dano sozinho já seria mau. Juntos, tornam o congelamento comum uma forma fiável de destruir as estruturas exatas quecodifique quem é.

Os crioprotetores existem para garantir que o gelo nunca se forme desde o início. Em vez de congelar, o tecido passa para o estado vítreo vitrificado, e a estrutura é mantida na medida em que a perfusão permite.

O que os crioprotetores realmente são

Um agente crioprotetor comporta-se de forma semelhante ao anticongelante que se adiciona ao radiador de um carro: dissolve-se em água e baixa a temperatura à qual essa água cristalizaria. As versões de grau médico utilizadas na criónica, como glicerol, etilenoglicol, propilenoglicol e dimetilsulfóxido (DMSO), são selecionadas e misturadas precisamente para essa função. Existem duas famílias que atuam em conjunto:

• Agentes penetrantes atravessam a membrana celular e impedem a formação de gelono interior da célula.
• Agentes não penetrantes permanecem fora da célula e impedem a formação de gelo nos espaçosentre células, onde tende a surgir primeiro. Os agentes penetrantes atravessam a membrana celular e substituem grande parte da água no interior, evitando a formação de gelo dentro da própria célula.

São usados em conjunto por uma razão que se revela central. Porque os agentes não penetrantes lidam com o espaço mais fácil e propenso ao gelo fora das células, os agentes penetrantes não precisam de ser levados a concentrações tão elevadas no seu interior. E a concentração, como veremos de seguida, é o cerne do problema.

A compensação da toxicidade, que é a verdadeira história

Eis a tensão que define todo o domínio da crioproteção. Para vitrificar de forma fiável, é necessário substituir grande parte da água do corpo por crioprotetor. Mas quanto maior for a concentração, mais tóxico o agente se torna para o tecido. Usar demasiado pouco e obtém-se gelo. Usar demasiado e obtém-se danos químicos. A arte reside em encontrar o equilíbrio entre ambos.

Dois factos tornam esse equilíbrio possível. Primeiro, a toxicidade depende fortemente da temperatura: um agente que danificaria o tecido quando quente é muito mais suave quando frio. Por isso, os crioprotetores são introduzidos gradualmente, com concentrações crescentes, enquanto o corpo é simultaneamente arrefecido, mantendo a toxicidade baixa em cada etapa. Segundo, ascombinações certas de agentes podem reduzir a toxicidade total da mistura abaixo do que qualquer agente individual em concentração máxima causaria. Ajustar essa combinação corretamente é um problema de investigação ativo, e melhorá-la é um dos meios concretos para melhorar aqualidade futura de reanimação.

As próprias soluções continuam a melhorar

O crioprotetor utilizado hoje não é uma substância química única, mas um coquetel cuidadosamente afinado, produto de décadas de iteração. O criobiologista Greg Fahy desenvolveu as suas soluções de vitrificação em gerações. Cada uma corrigia um defeito da anterior. Misturas iniciais de um único agente deram lugar a combinações de DMSO com amidas e propilenoglicol. O etilenoglicol substituiu depois os componentes mais tóxicos. Seguiram-se moléculas bloqueadoras de gelo, que suprimem a cristalização em concentrações mais baixas. A etapa final ajustou o equilíbrio dos componentes não penetrantes para contrariar lesões por arrefecimento. Os agentes atualmente usados em humanos situam-se no fim dessa cadeia. A Tomorrow.bio e a Cryonics Institute utilizam uma versão otimizada de uma solução designada por VM1. Esta é composta por partes aproximadamente iguais de dimetilsulfóxido e etilenoglicol. Outros prestadores usam formulações proprietárias próprias. Os dois representam diferentes compensações entre custo e documentação. O VM1 é muito mais económico por caso. Os investigadores dispõem mesmo de uma medida preditiva de toxicidade, designada por qv*, que auxilia no desenho de misturas que vitrificam de forma fiável causando o menor dano possível. O ponto é que «o crioprotetor» não é uma entidade fixa, mas uma fronteira em movimento, e cada melhoria aumenta diretamente a fidelidade de uma preservação, o tema daevolução do domínio.

O problema em aberto que ninguém esconde

Existe ainda uma nuance honesta. A temperaturas criogénicas, os crioprotetores não são tóxicos de todo, porque nada reage; tudo está pausado. A toxicidade é um problema dereaquecimento. Durante o processo de subida, os agentes teriam de ser removidos rápida e limpidamente para evitar danos no tecido. Conseguir isso bem é um problema para a medicina futura que lidaria com a reanimação. Não é algo solucionável hoje. Dizemo-lo claramente, porquea reanimação não é atualmente possível e fingir o contrário seria desonesto. A aposta é que uma civilização capaz de reparar a causa original da morte também conseguirá gerir um reaquecimento controlado, e que a estrutura preservada lhe oferece algo pelo qual valha a pena trabalhar.

Esse equilíbrio; mais anticongelante versus menos toxicidade; é precisamente onde se centra grande parte da investigação em curso na Tomorrow.bio e noutros locais. Cada melhoria na mistura representa uma melhoria direta na fidelidade com que a estrutura de uma pessoa sobrevive à viagem até-196°C.

Leitura adicional

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