Conservering zonder invriezen

De naam cryonics wijst naar het verkeerde idee. Het zorgt ervoor dat mensen bevriezing voor zich zien, een lichaam dat verandert in ijs als een biefstuk in een vriesvak. Maar het echte doel is vreemder en zorgvuldiger dan dat, en het wordt beter weergegeven door een frase die bijna een tegenstrijdigheid klinkt: bewaren zonder bevriezen. De truc die het mogelijk maakt isvitrificatie, en dit is de korte, versimpelde versie van wat het is, wat het je oplevert, en net zo belangrijk, wat het niet doet.

Een lichaam in een glasachtige toestand brengen

Vitrificatie is het proces waarbij een vloeistof in een vaste toestand wordt gebracht zonder dat er kristallen ontstaan. Het woord komt van het Latijnsevitrum, glas, en glas is precies het juiste mentale beeld. Als je de meeste vloeistoffen afkoelt, kristalliseren ze; koel ze op de juiste manier af, met de juiste chemie, en in plaats daarvan worden ze steeds stroperiger tot ze vastlopen in een star, ongeordend vast lichaam. Er ontstaan geen kristallen. De moleculen blijven bijna precies in dezelfde opstelling als in vloeibare vorm, alleen bewegen ze niet meer.

Bij cryopreservatie is dat het verschil tussen een vernietigde hersenen en een intacte. Het water in de cellen van het lichaam wordt grotendeels vervangen doorcryoprotectieve middelen, en het weefsel wordt afgekoeld tot het de glasovergangstemperatuur bereikt, ergens rond -120°C tot -135°C, en stolt. Het resultaat is geen bevroren lichaam. Het is weefsel in een glasachtige toestand, en in die toestand is verval effectief gestopt.

Wat vitrificatie bereikt

Als het goed wordt gedaan, bereikt vitrificatie vier dingen tegelijk:

• Het voorkomt dat er ijs kristallen ontstaan, dus de mechanische vernietiging door bevriezing gebeurt nooit.
• Het behoudt de cellulaire en structurele architectuur van het weefsel, het belangrijkst de neurale bedrading in de hersenen.
• Het vertraagt elke chemische en biologische reactie tot bijna stilstand, waardoor verval stopt.
• Het houdt hetinformatiepatroon van het weefsel vast, het deel datdaadwerkelijk een persoon codeert, intact genoeg dat een toekomstige technologie hem ooit zou kunnen herstellen en terugwinnen.

Dat laatste punt is de reden waarom dit allemaal de moeite waard is, en het sluit direct aan opwat biostase is: houd de structuur vast, en je houdt de persoon vast, zelfs over een kloof die geen huidige technologie kan overbruggen.

Wat vitrificatie niet doet

Hier telt eerlijkheid meer dan enthousiasme. Vitrificatie herstelt geen leven. Het keert veroudering niet om en geneest de ziekte die de dood veroorzaakte niet. Het garandeert op zichzelf niet dat iemand ooit weer tot leven gewekt kan worden. Het doet één ding, en dat is genoeg: het behoudt het fysieke substraat van een persoon goed genoeg dat de vraag naar herstel open blijft in plaats van voor altijd gesloten te zijn door begraven of gecremeerd te worden. Het is een brug naar een toekomst die misschien wel of misschien niet in staat is om het werk af te maken, en daarom benadrukken we net zo duidelijk datherstel momenteel niet mogelijk is.

Alles wat daarna komt, hangt af van het goed uitvoeren van deze ene stap. Als bevriezingschade de structuur van de hersenen in de eerste uren zou vernietigen, zou geen toekomstige geneeskunde wat dan ook kunnen reconstrueren wat verloren is gegaan, omdat de informatie zelf weg zou zijn. Vitrificatie is het verschil tussen het behouden van een persoon en het simpelweg opslaan van de restanten. Dat is waarom het centraal staat inhoe een moderne cryopreservatie eigenlijk wordt uitgevoerd.

Wanneer fixatie de betere optie is

Vitrificatie hangt ervan af dat cryoprotectant overal komt waar het moet zijn, en dat hangt weer af van een bloedsomloop die nog gelijkmatig verdeelt. Waar ischemische schade al ernstig is, lukt dat niet, en onregelmatige doorbloeding betekent ijs op de plekken die het meest belangrijk zijn. Voor die gevallen is er een tweede methode: aldehyde-gestabiliseerde cryopreservatie, of ASC.

ASC begint met het perfunderen van de hersenen met glutaraldehyde, een fixatiemiddel dat eiwitten op hun plek crosslinkt. Verval stopt meteen en de structuur wordt vergrendeld voordat de koeling begint. Met het weefsel gestabiliseerd kan het cryoprotectant langzaam worden verhoogd naar een hoge concentratie, ongeveer 65% ethyleenglycol, en de hersenen worden vitrificatie bij ongeveer -135°C voor langdurige opslag.

Het bewijs daarvoor is opvallend direct. ASC hield synaptische connectiviteit in een hele varkenshersenen goed genoeg om deBrain Preservation Foundation's large mammal prize te winnen, gecontroleerd door 3D elektronenmicroscopie na opwarmen.

De afweging is reëel en hoort openlijk besproken te worden.Fixatie is niet omkeerbaar door iets wat momenteel voorstelbaar is. Glutaraldehyde houdt het connectoom in uitzonderlijke details vast, en dat doet het door de eiwitten chemisch aan elkaar te binden, wat elke biologische herstart van dat weefsel onmogelijk maakt. ASC bewaart het patroon en geeft de route terug via het oorspronkelijke substraat op, wat hetcontinuïteitsvraag in fysieke vorm.

Daarom is het niet de standaard. Waar perfusie goed is, houdt vitrificatie beide opties open. ASC is wat we kiezen als de alternatief is dat de structuur helemaal verloren gaat.

Meer lezen

• Invriezen vs vitrificatie, in detail
• Het medische antivriesmiddel (cryoprotectanten)
• Waarom is cryopreservatie bij -196°C?
• Wat is biostasis?