Últimos avances en criobiología

Muy Interesante.- Preservar corazones, cerebros e incluso cuerpos enteros durante años para luego devolverles la vida. La biología del ultrafrío está a punto de conseguirlo.

Hoy lo conocemos por ser uno de los padres del ecologismo y fundador de la hipótesis Gaia, según la cual la Tierra es un organismo que se autorregula para mantenerse vivo. Pero allá por los años cincuenta, James Lovelock era un joven científico del National Institute for Medical Research de Londres con un extraño cometido: reanimar hámsteres congelados. El experimento consistía en reducir la temperatura corporal de los roedores hasta que su corazón dejara de latir. Posteriormente, los reanimaba aplicando sobre su pecho una cucharilla de metal calentada en la llama de un mechero. Aquel procedimiento desentumecía el músculo cardiaco, que a los cuatro o cinco minutos empezaba a palpitar de nuevo mientras el resto del animal seguía frío. Poco después, volvía la respiración espontánea y, tras un baño de agua caliente y varios días en la incubadora, los hámsteres estaban totalmente recuperados. Es más, muchos fueron sometidos varias veces al mismo trance.

Para minimizar el riesgo de quemaduras en el tórax, el bioquímico británico –creador de un buen puñado de instrumentos científicos– se hizo con un transmisor de avión, lo desmontó y con sus componentes construyó un sencillo aparato de diatermia –producción de calor en los tejidos– por microondas. Las investigaciones sobre los efectos de la congelación en animales llevaron a Lovelock a replantearse el concepto de vida: un hámster con todos sus órganos atravesados por cristales de hielo, incluido el cerebro, ¿está vivo o muerto? Sus trabajos, incluido el interrogante, pusieron un avance en el campo de la criobiología, la rama de la biología que estudia los efectos de las bajas temperaturas.

En la naturaleza encontramos organismos, desde bacterias a animales superiores, que toleran la congelación durante periodos prolongados. Los humanos, de momento, no hemos alcanzado esta capacidad de forma natural, pero sí es posible mantener células y tejidos durante años en un frigorífico, como se hace con el plasma, el semen, los óvulos, las córneas o las células madre del cordón umbilical. Quizá, en un futuro no muy lejano, los médicos dispongan de bancos de órganos helados para realizar trasplantes. O puedan incluso resucitar a aquellas personas que decidieron ser congeladas tras su fallecimiento y cuyos cuerpos se encuentran preservados en tanques de nitrógeno líquido.

Normalmente, la temperatura del cuerpo humano oscila entre los 36 °C y los 37 °C; si baja de los 35 °C, entra en hipotermia. Entonces, los músculos se entumecen, se producen temblores, la piel se vuelve de color gris azulada y vamos perdiendo lentamente la capacidad de pensar y movernos. Cuando el corazón deja de latir, la sangre ya no lleva oxígeno a las células. Sin embargo, a temperaturas más bajas, el organismo se va ralentizando, del orden de un 5 %-7 % por cada grado descendido. Al funcionar más lentamente, las células necesitan menos oxígeno. Eso es lo que explica que algunas personas que caen en un lago helado o quedan atrapadas por una avalancha de nieve puedan ser reanimadas aunque hayan dejado de respirar durante unos minutos.

La temperatura corporal más baja a la que un ser humano ha sobrevivido es de 13,7 ºC
Viva tras ochenta minutos bajo el hielo
La temperatura corporal más baja a la que un ser humano ha sobrevivido es de 13,7 ºC. En 1999, una radióloga sueca, Anna Bågenholm, cayó de cabeza a un río congelado mientras practicaba esquí en las montañas de Noruega. Estuvo consciente cuarenta minutos –tuvo la suerte de quedarse atrapada en una bolsa de aire– antes de sufrir una parada cardiorrespiratoria. Cuando consiguieron rescatarla, ya llevaba ochenta minutos bajo la capa de hielo. Después de diez días en cuidados intensivos, Bågenholm despertó paralizada de cuello para abajo. Con el tiempo, consiguió restablecerse casi por completo del accidente, aunque con secuelas en pies y manos.

En los últimos años, la hipotermia terapéutica o inducida está siendo utilizada cada vez con mayor frecuencia para prevenir o mitigar lesiones neurológicas. En algunas unidades neonatales, por ejemplo, emplean esa técnica con niños que han sufrido falta de oxígeno y flujo sanguíneo en el cerebro durante el parto. Los estudios demuestran que mantener la temperatura corporal a 33,5 ºC durante 72 horas reduce el riesgo tanto de morir como de sufrir una discapacidad en el futuro, ya que da un margen de tiempo a los médicos para tratar al bebé.

El proyecto más ambicioso en este campo lo está llevando a cabo un grupo de científicos estadounidenses dirigidos por Peter Rhee y Samuel Tisherman, de las universidades de Arizona y Maryland, respectivamente. Los investigadores afirman que es posible mantener cuerpos enteros en estado de animación suspendida, o sea, entre la vida y la muerte, durante algunas horas. Ya lo demostraron en ensayos con cerdos, a los que produjeron una hemorragia masiva imitando el efecto de múltiples heridas de bala. La técnica consiste en drenar toda la sangre de su cuerpo y sustituirla por una solución salina helada, que enfría el organismo hasta los 10 ºC y detiene casi toda la actividad celular. Una vez tratada la lesión, se vuelve a bombear la sangre y el individuo se calienta lentamente.

Rhee y Tisherman ya están preparados para efectuar pruebas clínicas con heridos de bala o arma blanca en el Hospital Presbiteriano de Pittsburgh, en Pensilvania. Y, con el tiempo, quieren incluir también a las víctimas de accidentes de tráfico o caídas con traumatismos graves. El objetivo, según estos expertos, “es que el frío reduzca el riesgo de que se produzcan daños en los órganos debido al paro cardiaco”.

Se cambia la sangre por anticongelante
A diferencia de la animación suspendida, la criónica conserva pacientes tras certificar oficialmente su fallecimiento, con la esperanza de que la tecnología del futuro permita revivirlos. En esta ocasión, la sangre se sustituye por un anticongelante –parecido al que le ponemos al radiador del coche– y el cuerpo se mantiene en nitrógeno líquido, a -196°C. La sustancia criopreservadora impide que se formen los microcristales de hielo que rompen las estructuras celulares. Es la llamada vitrificación, también empleada con los embriones, que se conservan durante años para ser implantados en los úteros de las madres cuando así lo requieran.

“El problema, en el caso de los humanos adultos, es que no conocemos la manera de revertir el proceso”, dice Lluís Estrada, ex jefe de Neurofisiología Clínica del Hospital Universitario de Tarragona. Todavía. Porque la criopreservación reversible es un área de la investigación científica que está dando resultados prometedores.

Ya en 2005, un equipo israelí consiguió reimplantar con éxito el ovario derecho de ocho ovejas después de dos semanas. El flujo sanguíneo se reanudó al instante, y al poco tiempo los animales produjeron óvulos con normalidad. El objetivo final de este tipo concreto de experimentos es salvaguardar la fertilidad de mujeres que, por ejemplo, reciben quimioterapia.

La criopreservación de tejido ovárico es una de las líneas de investigación de CryoBioTech. Para Ramón Risco, director de este grupo de científicos de la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla, ampliarla a órganos más grandes, como el corazón y los riñones, permitiría a los médicos disponer de bancos de repuestos listos para trasplantar.

Pero antes de llegar a ese punto, tendrían que salvar un gran obstáculo: la toxicidad de los anticongelantes. “La mayor parte son alcoholes, y por lo tanto, nocivos en las concentraciones necesarias para vitrificar”, afirma Risco. Y continúa: “Si sustituimos un alto porcentaje del órgano con estas sustancias, podemos llegar a intoxicarlo”. La estrategia que siguen en CryoBioTech es “visualizar, mediante imágenes por tomografía, cómo se va cargando de anticongelante el órgano”. Así controlan la proporción exacta antes de que se eche a perder.

Sesos helados recuperados
En caso de que la técnica avanzara tanto como para que una persona criopreservada pudiera resucitar en el futuro, la toxicidad podría tener graves consecuencias para su organismo, sobre todo en su encéfalo. ¿Cómo conservar las neuronas después de una descongelación? ¿Se mantendrían las sinapsis –o conexiones– entre ellas? De las 250 o 300 personas que, según los cálculos de Estrada, están flotando en tanques de nitrógeno líquido en empresas como Alcor y Cryonics Institute, algunas de ellas han preservado solo sus cabezas, lo que se conoce como neurosuspensión. Los defensores de esta práctica consideran que la identidad está contenida en el cerebro, y que bastará con proporcionar un nuevo cuerpo al órgano pensante.

La idea tampoco es tan descabellada si tenemos en cuenta que, a principios de 2016, científicos de la empresa californiana 21st Century Medicine (21CM) recuperaron, por primera vez, el cerebro de un mamífero. Los expertos aplicaron a un conejo una técnica denominada criopreservación aldehído-estabilizada, que consiste en rellenar el sistema vascular cerebral con productos químicos que lo enfrían hasta los -135 ºC. Durante este proceso, las sinapsis se mantuvieron intactas, lo que demostró que se pueden preservar las zonas neuronales relacionadas con la memoria y el aprendizaje.

Un año antes, un equipo de científicos de Alcor, en colaboración con CryoBioTech, halló indicios de que los recuerdos pueden sobrevivir a la congelación en organismos simples como los gusanos nematodos Caenorhabditis elegans. “Si podemos aplicar esta técnica en riñones e hígados, ¿por qué no íbamos a poder hacerlo con el cerebro, que es también un órgano?”, se pregunta Risco.

La criónica como alternativa a la muerte biológica genera muchas dudas dentro y fuera de la comunidad científica. En primer lugar, porque todavía no se ha demostrado que funcione: algunos piensan que el único fin de las empresas es lucrarse. Aunque, en realidad, el coste de una criogenización tampoco es excesivamente elevado. Puede oscilar, de acuerdo con Estrada, entre los 40.000 y los 250.000 euros. La variación se explica porque “en instituciones como Alcor consideran que se debe hacer una reserva monetaria para que se pueda cubrir el mantenimiento del cuerpo con los intereses generados. Si esa persona reviviera en el futuro, tendría un capital con el que hacer frente a la vida”, explica el neurofisiólogo.

Estrada asegura que no ve ningún dilema ético, puesto que detener el tiempo biológico con la esperanza de que hallar una cura es, al fin y al cabo, una decisión personal

Criogenizados por si acaso
Pero ¿qué pintaría esa persona en un mundo que no le pertenece? Es otra de las críticas que hacen los detractores de la criopreservación humana. La posibilidad de que en el porvenir hubiera superpoblación tampoco sería problema, porque la práctica tampoco está tan extendida. Estrada asegura que no ve ningún dilema ético, puesto que detener el tiempo biológico con la esperanza de que hallar una cura es, al fin y al cabo, una decisión personal, ni siquiera reñida con las creencias religiosas. Risco es de la misma opinión: “Hay personas que quieren que las congelen por si acaso pudieran recuperar algo de lo que eran. Yo lo veo como un experimento, donde siempre hay un grupo experimental y otro de control. El segundo ya lo tenemos: todas las personas que se mueren. Hay quien piensa que sí vamos a poder recuperar esos cuerpos. ¿Quién sabe? Yo no me atrevo a decidirlo”.