Una de las escenas más icónicas de las películas de ciencia ficción es la del viaje al futuro. El personaje es congelado y, muchos años después, despierta en otra época. Esa es, por ejemplo, la trama central de la película El demoledor, y un recurso que el cine ha utilizado una y otra vez para imaginar cómo sería saltar décadas o siglos en el tiempo.
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Detrás de esa idea cinematográfica existe, al menos en parte, un concepto real de la ciencia. Se trata de la criopreservación, una técnica que utiliza temperaturas extremadamente bajas, generalmente nitrógeno líquido a -196 °C, para conservar células, tejidos u organismos vivos, deteniendo temporalmente su actividad biológica sin destruirlos.
Pero en este punto surge una duda y es ¿qué tan cerca está la ciencia de lograr algo parecido a lo que muestran las películas? Hasta ahora, los investigadores han conseguido demostrar que el tejido neuronal puede sobrevivir a la congelación a nivel celular. También han observado que, después de descongelarlo, es posible recuperar cierto grado de funcionamiento.
Sin embargo, todavía existe una gran limitación. Los científicos no han logrado restaurar por completo procesos fundamentales para que el cerebro funcione como lo hace normalmente, como la activación de las neuronas, el metabolismo celular o la llamada plasticidad cerebral.
Ahora, un nuevo estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences describe un método que permitió congelar y descongelar cerebros de ratón conservando parte de su funcionalidad.
En la investigación, los científicos utilizaron una técnica conocida como vitrificación, la cual, a diferencia de la congelación tradicional, busca mantener el tejido en un estado parecido al vidrio sólido, evitando la formación de cristales de hielo que pueden dañar las estructuras celulares.
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Alexander German, neurólogo de la Universidad de Erlangen-Núremberg, en Alemania, y uno de los autores del estudio, cuenta que la pregunta que impulsó el estudio se centró en entender “si la función cerebral surge de su estructura física, ¿cómo podríamos recuperarla después de una falla completa?”.
Justamente ese interrogante fue el que se convirtió en el punto de partida de la investigación. Por esta razón, los científicos identificaron que uno de los principales obstáculos para recuperar un cerebro después de estar congelado es el daño causado por los cristales de hielo.
En la investigación, los investigadores detallan que cuando se forman, estos pequeños fragmentos pueden desplazar o perforar la delicada estructura microscópica del tejido cerebral, interrumpiendo procesos celulares esenciales.
Pero, a los ojos de los científicos, el hielo no es el único problema. Como explica German, también entran en juego otros factores, como el estrés osmótico y la posible toxicidad de algunas sustancias que se utilizan para proteger los tejidos durante la congelación.
Por esa razón, los investigadores optaron por la vitrificación, un método que busca evitar por completo la formación de hielo. Anotaron que esta técnica se centra en “enfriar los líquidos tan rápido que las moléculas quedan atrapadas en un estado desordenado, similar al vidrio, antes de que puedan organizarse y formar cristales”.
En otras palabras, el objetivo era comprobar si la actividad del tejido cerebral podría recuperarse incluso después de que las moléculas quedaran prácticamente inmóviles en ese estado vítreo. Y, para ponerlo a prueba, el equipo trabajó con pequeños fragmentos de cerebro de ratón, de unos 350 micrómetros de grosor, que incluían el hipocampo, una región clave para la memoria.
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Para ello, los fragmentos se sumergieron primero en una solución con sustancias crioprotectoras y luego fueron enfriados rápidamente utilizando nitrógeno líquido a -196 °C. Después, permanecieron almacenados en un congelador a -150 °C, en ese estado vítreo, durante periodos que variaron entre diez minutos y siete días.
Finalmente, los investigadores descongelaron algunas de estas muestras en soluciones templadas y analizaron el tejido para evaluar si aún conservaba señales de actividad funcional.
Los resultados mostrados por la microscopía mostraron que las membranas de las neuronas y las conexiones entre ellas permanecían intactas. Además, las pruebas que evaluaban la actividad de las mitocondrias, que son las estructuras celulares encargadas de producir energía, no evidenciaron daños metabólicos importantes.
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