El cerebro de L. Stephen Coles yace acolchado en una cuba en una instalación de almacenamiento en Arizona. Ha permanecido allí a una temperatura de alrededor de −146 grados °C durante más de una década, prácticamente intacto.
Salvo por la vez, hace poco más de un año, cuando unos científicos levantaron lentamente el cerebro para fotografiarlo. Años antes, el equipo le había retirado pequeños fragmentos para enviarlos al amigo de Coles. Coles, un investigador que estudiaba el envejecimiento, estaba interesado en la criogenia —el almacenamiento a largo plazo de cuerpos y cerebros humanos con la esperanza de que algún día pudieran ser devueltos a la vida. Antes de morir, le pidió al criobiólogo Greg Fahy que estudiara los efectos del procedimiento de preservación en su cerebro. Coles sentía especial curiosidad por saber si su cerebro enfriado se agrietaría, dice Fahy.
El cerebro de Coles fue conservado poco después de su fallecimiento en 2014, pero Fahy no se ha puesto a analizar esas muestras hasta hace poco. Asegura que el cerebro de Coles se encuentra «asombrosamente bien conservado».
“Podemos ver cada detalle [en la estructura de las biopsias cerebrales]”, afirma Fahy, quien es director científico en las empresas de biotecnología Intervene Immune y 21st Century Medicine (donde también es director ejecutivo). Espera que esto signifique que el cerebro de Coles aún tenga posibilidades de reanimación en algún momento en el futuro.
Otros criobiólogos son menos optimistas. “Este cerebro no está vivo”, afirma John Bischof, quien trabaja en métodos para criopreservar órganos humanos en la Universidad de Minnesota.
No obstante, la investigación de Fahy podría ayudar a proporcionar una herramienta a los neurocientíficos que buscan nuevas formas de estudiar el cerebro. Y aunque la reanimación humana tras la criopreservación pueda ser cosa de ciencia ficción, el uso de esta tecnología para preservar órganos con fines de trasplante está al alcance de la mano.
La banca de un cerebro
Coles, un gerontólogo que dedicó la última parte de su carrera al estudio de la longevidad humana, optó por la criopreservación de su cerebro cuando falleció de cáncer de páncreas.
Una vez declarado muerto, el cuerpo de Coles se mantuvo a baja temperatura mientras era trasladado a Alcor, una instalación de criónica en Arizona. Se le extrajo la cabeza del cuerpo, y un equipo perfundió su cerebro con sustancias químicas «crioprotectoras» que evitarían que se congelara. Luego lo extrajeron de su cráneo y lo enfriaron a -146 °C.
Coles tenía otra petición. Como científico, quería que su cerebro crioconservado fuera estudiado. Cientos de personas han optado por que sus cerebros —con o sin el resto de sus cuerpos— se almacenen en instalaciones criónicas (actualmente, los restos de 259 individuos están almacenados en Alcor como cuerpos completos o solo cabezas). Pero los científicos saben muy poco sobre lo que ha sucedido con esos cerebros, y no hay pruebas que sugieran que puedan ser reanimados. Coles había conocido a Fahy a través de su interés compartido en la longevidad, y le pidió que investigara.
“Él pensó que si se hacía crioconservar, podríamos aprender de su cerebro si se producirían fracturas o no”, dice Fahy. Esto es lo que suele ocurrir cuando los órganos se introducen en nitrógeno líquido a −196 °C, explica. El enfriamiento extremo crea "tensión en el sistema", afirma. "Si lo golpeas, simplemente se hará añicos". Estas fracturas son menos probables a las temperaturas ligeramente más cálidas utilizadas para la conservación.
Fahy estuvo involucrado desde el momento en que se tomaron las muestras.
“Tuvimos a Greg Fahy al teléfono coordinando todo el proceso, [incluyendo] dónde se tomaron las biopsias”, dice Nick Llewellyn, quien supervisa la investigación en Alcor. (Llewellyn no estaba en Alcor en ese momento, pero ha hablado del procedimiento con sus colegas.) Las muestras de biopsia se almacenaron en nitrógeno líquido y se reservaron para Fahy. El resto del cerebro fue enfriado y se mantuvo en un contenedor de almacenamiento con temperatura controlada en Alcor.
Recuperación
No fue hasta años después que Fahy se puso a estudiar esas biopsias. Le interesaba cómo el crioprotector —que es tóxico— podría haber afectado a las células cerebrales. Investigaciones anteriores han demostrado que inundar los tejidos con crioprotector puede distorsionar la estructura de las células, aplastándolas esencialmente.
Es uno de los muchos desafíos a los que se enfrentan los criobiólogos interesados en almacenar tejidos humanos a temperaturas muy bajas. Mientras que la vitrificación de óvulos y embriones —que los enfría a −196 °C y los convierte esencialmente en vidrio— se ha vuelto relativamente rutinaria (gracias en parte al propio trabajo de Fahy con embriones de ratón en la década de 1980), preservar órganos enteros de esta manera es mucho más difícil. Es difícil enfriar objetos más grandes de manera uniforme, y son propensos a la formación de cristales de hielo dañinos, incluso cuando se utilizan crioprotectores, así como a las grietas.
Fahy descubrió que cuando recalentaba y rehidrataba las células cerebrales de Coles, su estructura parecía recuperarse hasta cierto punto. Fahy demostró el efecto durante una videollamada de Zoom: «Parece así», dijo con las manos como si estuviera rezando, «y vuelve a esto», añadió, uniendo sus índices y pulgares para formar un triángulo.
La estructura del tejido también parece bastante intacta, al menos para él, aunque admite que un purista que esperara una estructura impoluta quedaría decepcionado. Él y sus colegas han podido observar detalles notables en las células y sus componentes. «No hay nada que no veamos», afirma Fahy, quien ha compartido sus resultados, aún no revisados por pares, en el servidor de preprints bioRxiv. «Parece que [al adoptar el enfoque criogénico] se puede preservar todo».
En cuanto al agrietamiento, «por lo que me dijeron, no se observaron grietas [por el equipo que inicialmente preservó el cerebro]», comenta Fahy. El equipo de Alcor tomó fotografías del cerebro cuando realizaron las biopsias, pero las imágenes se perdieron posteriormente debido a un fallo del servidor, explica. En las fotos más recientes, el cerebro está cubierto por una capa de escarcha, lo que hace imposible ver si hay alguna grieta, añade. Los intentos de retirar la escarcha podrían dañar el cerebro, por lo que el equipo ha decidido dejarlo intacto, afirma.
¿Regreso a la vida?
Fahy y su equipo utilizaron productos químicos para "fijar" las muestras de cerebro de Coles una vez que habían sido recalentadas. Ese proceso se utiliza habitualmente para evitar que las muestras de tejido fresco se deterioren, pero también las mata eficazmente.
Pero él cree que sus resultados sugieren que podría ser posible crioconservar pequeños trozos de tejido cerebral y reanimarlos para aprender más sobre cómo funcionan. La recuperación funcional parece ser posible en ratones —hace unas semanas, un equipo en Alemania demostró que fueron capaces de revivir rodajas de cerebro que habían sido almacenadas a −196 °C. Esas muestras de cerebro mostraron actividad eléctrica después de ser enfriadas y recalentadas.
Si los criobiólogos logran la misma hazaña con muestras de cerebro humano, esas muestras podrían proporcionar a los neurocientíficos nuevos conocimientos sobre cómo funcionan los cerebros vivos.
La criopreservación cerebral «puede capturar un poco más de las complejidades del cerebro», afirma Shannon Tessier, una criobióloga del Hospital General de Massachusetts que está desarrollando tecnologías para preservar corazones, hígados y riñones para trasplante. «Poder utilizar cerebros humanos de individuos fallecidos podría añadir otra capa a la caja de herramientas de investigación», añade.
Y el estudio de Fahy demuestra «lo que sucede cuando intentamos vitrificar una masa densa y voluminosa de un litro», afirma Matthew Powell-Palm, criobiólogo de la Universidad de Texas A&M. «Ahora tenemos un fuerte indicio de que [tejidos y órganos] bastante grandes pueden vitrificarse mediante perfusión [sin formar demasiado hielo]», señala.
Todos los científicos con los que hablé, incluido Fahy, también están trabajando en formas de enfriar y preservar órganos para trasplante. Estos escasean en parte porque una vez que se extrae un órgano de un donante, normalmente debe ser trasplantado a su receptor en cuestión de horas.
La criopreservación podría ganar tiempo suficiente para utilizar más órganos, encontrar una mejor compatibilidad entre donantes y receptores y, potencialmente, incluso preparar el sistema inmunitario de los receptores, lo que les evitaría una vida de fármacos inmunosupresores, dice Bischof, quien también ha estado desarrollando nuevas tecnologías para la criopreservación de órganos.
Bischof, Fahy y otros han logrado grandes avances en sus intentos hasta el momento, y han conseguido extirpar, crioconservar y trasplantar órganos en conejos y ratas, por ejemplo. "Estamos a las puertas de la crioconservación de órganos a escala humana", afirma Bischof.
Pero cuando se trata de preservar cerebros, la donación no es el objetivo. Coles había esperado ser reanimado, un objetivo mucho más ambicioso que depende de la capacidad de restaurar la función cerebral.
Reanimación cerebral
Fahy reconoce que, si bien la estructura de las muestras cerebrales de Coles sí se recuperó, no hay evidencia que sugiera que las células pudieran revivir y recuperar la actividad eléctrica y un metabolismo funcional. «Devolverle la funcionalidad… eso es otra historia muy distinta», afirma.
Pero cree que la criopreservación exitosa del cerebro «es la puerta de entrada a la animación suspendida humana, que [podría permiti os] llegar a las estrellas algún día». Resolver la preservación humana también permitiría a las personas evitar la muerte a través de lo que él llama «viaje médico en el tiempo» —viajar a un momento no especificado en el futuro cuando la ciencia haya encontrado una cura para aquello que estuviera destinado a matar a esa persona. «Ese sería un objetivo último a perseguir», afirma.
«Estimo que las posibilidades [de reanimación cerebral] son bastante bajas», afirma el propio Llewellyn de Alcor. «El tipo de tecnología que necesitamos es prácticamente insondable.»
Los cerebros ya almacenados en Alcor y otras instalaciones han sido conservados de maneras que «no han sido validadas para funcionar en la reanimación», dice Tessier. La expectativa de que algún día sean devueltos a la vida de alguna forma es «un gran salto de fe y esperanza que no se basa en la ciencia», añade.
Como dice Powell-Palm: «Hay muchísimas maneras en las que esas neuronas podrían estar hechas trizas».