La criopreservazione è un processo attraverso cui cellule o tessuti vengono conservati a bassissime temperature (normalmente a −196 °C, punto di ebollizione dell'azoto liquido). La vitrificazione è una tecnica di criopreservazione.
La criopreservazione dei gameti e dei tessuti umani ha il ruolo di mantenere inalterata la struttura e la funzione delle cellule, per un loro utilizzo nel tempo, mediante tecniche di congelamento che fanno uso di sostanze speciali (cosiddetti "crioprotettori") per evitare al materiale biologico i danni legati alle basse temperature. Nella procreazione assistita, questo ruolo di mantenimento è essenziale, per la criopreservazione di ovociti o spermatozoi di donatori sani, o affetti da patologie che distruggono, direttamente o tramite le terapie utilizzate per sconfiggerle (es. chemioterapia), o semplicemente per poter ritardare il momento del concepimento. In alcuni Paesi, come l'Italia, in cui è stata vietata la criopreservazione degli embrioni, le metodiche di criopreservazione dei gameti rivestono un ruolo essenziale.
Provetta contenente materiale biologico
E' possibile aumentare la durata della vita?
Ecco una domanda a cui la scienza da secoli cerca una risposta. Ebbene, siamo ad un punto di svolta, ossia nel giorno in cui la scienza, modificando i geni responsabili di alcuni comportamenti delle cellule, sono riusciti a portare i batteri del lievito, da una settimana di vita a ben nove settimane di vita. La vita è quindi stata allungata.
"Il cielo e la terra perdurano nel tempo. Essi durano perchè non vivono per se stessi. Perciò sono eterni"
(Lao Tze)
Possibilità alla vita eterna?
Come vivere per sempre? Questo ancora è fuori dal range delle scoperte della scienza moderna. La preservazione eterna sembra impossibile, per due principali motivi. Il primo è l'estrema complessità del corpo umano, che a differenza del batterio, è controllata da milioni di geni responsabili dell' "invecchiamento". La seconda ragione è il fatto che si dovrebbe scegliere a quale età fotografare la nostra vita, decidendo quando premere "stop" sulla linea della vita.
Il cervello organo vitale
Alcuni scienziati propongono invece di "scaricare" i contenuti del cervello, poiché solo questa parte del corpo è responsabile della coscienza dell'IO e quindi della percezione di essere vivi. In questo modo, anche morendo, si potrebbe mantenere viva la componente che permetterebbe ad un essere umano morto, di vivere. Ma qui entriamo ancora nella fantascienza. La ricerca dell'origine della coscienza è il sacro Graal della scienza. Regione della corteccia parietale mediale, che si trova al centro dei due emisferi. Lo studioso Olaf, sta lavorando a questo, ma deve lavorare ancora molto prima di consolidare le sue certezze.
Storia della criopreservazione dei gameti
La capacità del glicerolo di agire come un agente crioprotettivo è stata riportata per la prima volta da Polge e coll. nel 1949. Le prime nascite con l'utilizzo di seme umano crioconservato sono state riportate negli anni cinquanta (Bunge e coll) e questa tecnica è stata da allora utilizzata da centinaia di centri. La criopreservazione degli ovociti umani ha posto subito grandi difficoltà. La formazione di cristalli di ghiaccio all'interno della cellula ovo può produrre alterazioni strutturali e funzionali, tali da comprometterne il corretto funzionamento e il successivo sviluppo embrio-fetale. Nel topo, fu riportata per la prima volta la fertilizzazione e lo sviluppo fetale usando il DMSO nel 1977 da Whittingham. Tuttavia, molti lavori degli anni successivi hanno suggerito che la fertilizzazione, lo sviluppo embrionale e fetale possono essere compromessi. Le alterazioni principali sono a carico del fuso meiotico, una struttura interna della cellula, essenziale per il suo funzionamento. Negli anni novanta, sono state riportate gravidanze e nascite in seguito a criopreservazione di ovociti umani, usando sempre il DMSO come crioprotettore, utilizzato con una metodica detta di congelamento "lento", in cui la discesa programmata della temperatura segue una tempistica ben precisa. Tuttavia, sono anche emerse preoccupazioni circa la riproducibilità dei dati, il basso tasso di sopravvivenza e fertilizzazione ovocitaria, e l'alto tasso di poliploidia, con una cessazione o rallentamento dell'attività scientifica in questa direzione.
Indicazioni alla criopreservazione degli ovociti umani
Diverse sono le potenziali applicazioni della tecnica della criopreservazione ovocitaria. Tra queste, la scelta dei pazienti di conservare il proprio patrimonio in gameti per preservare la propria fertilità, oppure il caso ad esempio del cancro, dove le terapie possono distruggere il patrimonio ovarico, e nei pazienti che vanno incontro a tecniche di fecondazione assistita.
Ovocita criopreservato
Vitrificazione
Dal 1987, è stata riportata una nuova tecnica (Taylor, 1987), la vitrificazione, come alternativa al congelamento "lento". Essa basa il suo principio sul fatto che l'acqua non fa in tempo a formare cristalli di ghiaccio, grazie all'estrema viscosità cellulare ottenuta grazie ad agenti crioprotettivi e all'alta velocità di abbassamento della temperatura. Il principio generale che consente questa procedura è che, maggiore è la velocità di congelamento o scongelamento, minore è la concentrazione di crioprotettivo (potenzialmente tossico per la cellula) necessario a proteggere le cellule dalla formazione dei cristalli di ghiaccio.
Per ottenere un'altissima velocità di criopreservazione occorre porre l'ovocita o l'embrione a diretto contatto con l'azoto liquido, cosa che, se da un lato non comporta rischi per il nascituro, d'altra parte comporta qualche rischio di contaminazione da batteri, funghi, virus, metalli pesanti, in contrasto con quanto stabilito dalla direttiva europea sulla manipolazione di cellule e tessuti. Sono pertanto in corso studi sui sistemi di vitrificazione "chiusi" in cui le cellule siano protette dal contatto diretto con l'azoto liquido. Tali sistemi pongono alcuni problemi di sopravvivenza delle cellule e degli embrioni criopreservati, perché la velocità di raffreddamento risulta minore e ciò comporta la necessità di aumentare la concentrazione delle sostanze crioprotettive, tossiche per le cellule.
I risultati
La sopravvivenza dell'ovocita è molto alta, con l'uso di opportuni aggiustamenti tecnici, e può essere dell'ordine del 75-100%. Il tasso di fertilizzazione può arrivare al 90% e il tasso di gravidanza ottenuto dopo congelamento di uova, uova fecondate, embrioni o blastocisti è dell'ordine del 25-55%. Diverse nascite di bambini sani sono state riportate in letteratura dal 1999 al 2007. Recenti dati sembrano rassicurare circa gli esiti di questa procedura. La letteratura scientifica si divide in relazione all'efficacia della metodica, ma stato suggerito che la vitrificazione possa essere meno traumatica sul fuso meiotico ed altre strutture cellulari ed embrionali rispetto al congelamento "lento".
Conclusioni
L'esperienza riportata finora è tuttavia limitata, e questo suggerisce un uso moderato della metodica, fino a completa eventuale validazione clinica.
