El problema con los cristales de hielo
La principal razón por la que el cerebro no puede recuperarse totalmente después de la congelación es el daño causado por los cristales de hielo. "La formación de cristales de hielo es la razón por la que el frío extremo suele ser tan perjudicial para los seres vivos", comenta el autor del nuevo estudio Alexander German. "Esto se debe a que los cristales pueden dañar mecánicamente las células, destruyendo así la sensible nanoestructura del tejido". Por otro lado sabemos, sin embargo, que los embriones pueden congelarse y almacenarse durante muchos años gracias a un proceso conocido como ‘vitrificación’, que enfría el tejido tan rápido que el agua no tiene tiempo de formar cristales de hielo y queda por tanto en un estado vítreo, similar al vidrio.
¿Cómo funciona la vitrificación?
Aunque en estudios anteriores se había probado a congelar y descongelar tejido cerebral, los resultados fueron insatisfactorios, al no conseguir restablecer la actividad eléctrica del cerebro. En el nuevo estudio, por tanto, los investigadores optimizaron la composición de los conservantes (antes tóxicos para las células nerviosas, especialmente sensibles) y el proceso de vitrificación para que el tejido cerebral permaneciera intacto. Para comprobar su eficacia, según Nature, lo probaron en secciones de cerebro de ratón, incluido el hipocampo, tratándoles en una solución con sustancias químicas antes de enfriar con nitrógeno líquido a -196 grados centígrados. A continuación, se almacenaron en un congelador a -150 grados, en estado vítreo, durante entre 10 minutos y una semana.
Se conservó la actividad eléctrica
Tras descongelar las secciones cerebrales, el equipo de científicos analizó el tejido para comprobar si el mismo había conservado la actividad eléctrica funcional. "Demostramos que la nanoestructura del tejido no se había visto alterada por el proceso de congelación", explica German. "Tras la descongelación, las señales eléctricas reaparecieron espontáneamente en el hipocampo, propagándose con normalidad por las redes neuronales". Además de observar que las neuronas reanudaban el intercambio de información, los investigadores descubrieron que a nivel de las sinapsis se activaba un mecanismo conocido como ‘potenciación a largo plazo’, un proceso clave que garantiza el fortalecimiento de las sinapsis. "Este mecanismo tiene una importancia fundamental en los procesos de aprendizaje y memoria", agregó German.
Cómo ayudará esto a la medicina (y a la carrera espacial)
Aunque los resultados son preliminares, los investigadores sugieren que su método podría ser útil para la investigación de enfermedades neurodegenerativas y también para probar nuevos fármacos. Pero eso no es todo: en el futuro será posible colocar organismos enteros en una especie de hibernación artificial y revivirlos tras un largo periodo de tiempo. "Esto podría ser una opción para los viajes espaciales, por ejemplo, o para las personas que sufren una enfermedad actualmente incurable. Porque en el futuro podría haber una opción terapéutica que pueda combatirla", concluyó el experto.
Artículo originalmente publicado enWIRED Italia. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.