Bevaring uden frysning

Ordet kryonik leder let tanken i den forkerte retning. Det får mange til at forestille sig en frossen krop, som var den lagt i en almindelig fryser. Men målet er noget andet og mere præcist: bevaring uden frysning. Det muliggøres af vitrifikation. Her får du kort forklaret, hvad metoden er, hvad den kan, og lige så vigtigt, hvad den ikke kan.

Vejen til en glaslignende tilstand

Vitrifikation er processen, hvor en væske føres over i en fast tilstand uden nogensinde at danne krystaller. Ordet stammer fra det latinske vitrum, som betyder glas, og glas er en god sammenligning. Når de fleste væsker køles ned, danner de krystaller. Med den rette sammensætning bliver væsken i stedet stadig mere tyktflydende, indtil den stivner i en uordnet, glasagtig form. Der dannes ingen krystaller. Molekylerne bevarer i store træk deres indbyrdes placering fra væskefasen, men deres bevægelighed bliver stærkt begrænset.

I kryopræservering er det afgørende for, hvor godt hjernens struktur bevares. En stor del af vandet i cellerne erstattes af kryobeskyttende stoffer, hvorefter vævet køles ned gennem glasovergangstemperaturen, omkring -120 °C til -135 °C, og går over i en glaslignende tilstand. Resultatet er ikke en frossen krop. Det er væv i en glaslignende tilstand, hvor kemiske og biologiske processer er stærkt reduceret.

Hvad vitrifikation opnår

Udført korrekt opnår vitrifikation fire ting på samme tid:

• Den mindsker risikoen for iskrystaller og dermed for de mekaniske skader, som isdannelse kan forårsage.
• Den bevarer vævets cellulære og overordnede struktur, herunder hjernens netværk af neurale forbindelser.
• Den reducerer kemiske og biologiske reaktioner kraftigt og bremser dermed nedbrydningen.
• Den kan bevare vævets informationsmønster, herunder de strukturer, som kan være afgørende for personlig identitet, godt nok til at fremtidig teknologi måske kan reparere eller genskabe det.

Det sidste punkt er centralt for idéen om biostasis: Hvis den afgørende struktur bevares, kan muligheden for fremtidig genoprettelse principielt holdes åben, selv om nutidens teknologi ikke kan gøre det.

Hvad vitrifikation ikke gør

Her tæller ærlighed mere end begejstring. Vitrifikation kan ikke genoplive nogen. Den vender ikke aldring, og den kurerer ikke den sygdom, der forårsagede døden. Den garanterer ikke i sig selv, at nogen nogensinde bliver genoplivet. Vitrifikation kan bevare en persons fysiske grundlag så godt, at muligheden for en fremtidig genoplivelse ikke nødvendigvis afvises på forhånd, sådan som den normalt gør ved begravelse eller kremering. Metoden er et forsøg på at bevare muligheden for en fremtidig løsning, samtidig med at det må understreges, at genoplivning ikke er mulig med nutidens teknologi.

Det følgende afhænger af, at netop dette trin udføres korrekt. Hvis fryseskader ødelagde hjernens struktur i de første timer, ville fremtidig medicin ikke kunne genskabe det tabte, fordi den nødvendige information ville være forsvundet. Vitrifikation kan være forskellen mellem at bevare den relevante biologiske struktur og blot at opbevare alvorligt beskadiget væv. Derfor er vitrifikation et centralt led i moderne kryopræservering.

Når fiksering er det bedre valg

Vitrifikation forudsætter, at kryobeskyttelsesmidlet når frem til hele vævet, og det kræver et kredsløbssystem, som fortsat kan fordele væsken jævnt. Ved alvorlig iskæmisk skade kan kredsløbssystemet ikke længere fordele væsken jævnt, og ujævn perfusion kan føre til isdannelse netop i de mest sårbare områder. I sådanne tilfælde findes der en anden metode: aldehydstabiliseret kryopræservering, også kaldet ASC.

Ved ASC perfunderes hjernen først med glutaraldehyd, et fikseringsmiddel, der kemisk binder proteinerne sammen. Fikseringen stabiliserer hurtigt strukturen, før nedkølingen begynder. Når vævet er stabiliseret, kan koncentrationen af kryobeskyttelsesmidlet langsomt øges til et højt niveau, omkring 65 % ethylenglykol, hvorefter hjernen vitrificeres ved tæt på -135 °C med henblik på langtidsopbevaring.

Dokumentationen for metoden er forholdsvis direkte. I en hel svinehjerne bevarede ASC de synaptiske forbindelser så godt, at arbejdet vandt Brain Preservation Foundations pris for store pattedyr; resultatet blev verificeret ved 3D-elektronmikroskopi efter opvarmning.

Afvejningen er reel og bør beskrives klart. Med den viden og teknologi, vi har i dag, kan fiksering ikke omgøres med noget, man i dag kan forestille sig. Glutaraldehyd kan bevare hjernens samlede forbindelsesnet, konnektomet, i stor detalje ved kemisk at binde proteinerne sammen. Netop derfor kan vævet ikke genstartes biologisk. ASC kan bevare strukturen, men lukker muligheden for at vende tilbage til biologisk funktion i det oprindelige væv, hvilket er kontinuitetsspørgsmålet i fysisk form.

Det er derfor, det ikke er standardmetoden. Når perfusionen er god, bevarer vitrifikation flere fremtidige muligheder. ASC kan være relevant, når alternativet er at miste strukturen helt.

Videre læsning

• Frysning vs. vitrifikation, i detaljer
• Den medicinske frostvæske (kryobeskyttere)
• Hvorfor sker kryopræservering ved -196 °C?
• Hvad er biostasis?