Dans une étape vers l'animation en suspension de personnes, des tranches de cerveau de souris ont montré une activité quasi-normale après avoir été stockée à -150 ° C pendant une semaine
La relance des échantillons de cerveau de souris pourrait nous rapprocher du gel des cerveaux entiers
Des tranches de cerveau de souris qui ont été maintenues à -150 ° C pendant une semaine ont montré une activité électrique presque normale après avoir été réchauffée. Les résultats pourraient nous rapprocher du refroidissement et de la relance des cerveaux entiers à des fins telles que mettre les gens dans l'animation suspendue pour les vols spatiaux.
«Pour le moment, ce n'est pas possible, mais je pense qu'il existe des techniques existantes qui peuvent être combinées pour y parvenir, et il y a place à un optimisme minutieux», explique Alexander German à l'Université d'Erlangen-Nuremberg en Allemagne.
La clé pour cryoponser les tissus vivants est d'éviter la formation de cristaux de glace. Ces molécules déchiraient dans les cellules et des structures encore plus grandes comme les vaisseaux sanguins à mesure qu'ils se développent, et à mesure que le liquide restant dans un tissu se concentre plus, cela fait également des dommages. Certains insectes et quelques amphibiens et reptiles produisent des cryoprotecteurs qui inhibent la formation de cristaux de glace, leur permettant de survivre à des températures inférieures à zéro.
Dans les années 80, Greg Fahy, désormais chef de la société scientifique de la société californienne, intervient Immune, et William Rall, puis au Laboratoire de cryobiologie du Maryland, a montré que les cellules de mammifères pouvaient être préservées en ajoutant des cryoprotectateurs qui entraînent des liquides de transformation en soi-disant solide amorphe lorsqu'il est refroidi plutôt que de cristallisation – un processus appelé vitrification.
Cela fonctionne en remplaçant largement l'eau dans les cellules par des cryoprotecteurs, explique l'allemand. «Pour les biologistes conventionnels, il est souvent difficile de croire qu'il est possible de remplacer la majorité des molécules d'eau dans les tissus par différents solvants polaires.»
En 2006, Fahy et ses collègues ont signalé une relance des tranches d'un cerveau de rat après les avoir refroidis à -130 ° C pendant de courtes périodes. Mais les résultats limités des tests qu'ils ont décrits n'ont pas convaincu les neuroscientifiques que les tranches avaient retrouvé une activité normale, explique l'allemand.
Maintenant, l'allemand et son équipe sont allés plus loin. Ils ont d'abord expérimenté différentes combinaisons de cryoprotectateurs et des méthodes variables pour les appliquer pour minimiser les effets indésirables – par exemple, les cryoprotectateurs peuvent être toxiques à des concentrations élevées requises et ils peuvent faire gonfler ou rétrécir les cellules.
Les chercheurs ont ensuite utilisé leur technique optimisée pour refroidir les tranches d'hippocampe du cerveau de souris à -196 ° C avec de l'azote liquide, avant de les stocker dans un congélateur à -150 ° C pendant une semaine. Après les avoir ravivés, l'équipe a effectué une batterie de tests, notamment la mesure de l'activité électrique. Tous les résultats étaient similaires à ceux observés dans les tranches de cerveau non-cryopreservées.
En particulier, il n'y a eu aucun dommage aux synapses délicates qui se connectent les cellules nerveuses les unes aux autres. Dans un cerveau entier, ce degré de récupération devrait préserver les souvenirs. «Cela serait prévu, mais cela doit être confirmé», explique German.
En 2021, les cœurs de rat ont été relancés après la vitrification, dit-il. Cela a été réalisé dans le foie des rats en 2022 et dans les reins de rat en 2023.
«Et notre travail montre maintenant qu'il est également possible de cryoconserver les tranches de tissu cérébral des rongeurs», explique German. «Donc, cela laisse une place à l'optimisme selon laquelle il serait possible de cryopserser le cerveau entier, ainsi que l'organisme entier des rongeurs, à un moment donné. Personnellement, je crois qu'il est possible de cryoconserver un humain entier et que cela pourrait avoir des applications bénéfiques si elle est faite de manière responsable. »
Même s'il devient possible de cryoconserver et de raviver des cerveaux sains, cela ne signifie pas que les gens cryoponservés après la mort avec ces méthodes améliorées pourraient être relancées. Des dommages importants peuvent survenir après la mort, explique l'allemand.
«C'est une recherche passionnante qui repousse les limites dans le domaine fascinant de la cryoponservation cérébrale», explique João Pedro de Magalhães à l'Université de Birmingham au Royaume-Uni. «Bien sûr, il y a encore beaucoup plus de recherches nécessaires avant de pouvoir cryopserser les organes humains, y compris le cerveau, mais c'est un pas dans la bonne direction.»
John Baust à l'Université de Binghamton dans l'État de New York affirme que le travail est un pas en avant, mais les résultats doivent être vérifiés indépendamment. Il n'est pas non plus convaincu que cette approche aidera à des cerveaux entiers. «La vitrification des organes entiers et la récupération fonctionnelle à long terme sont un jeu de balle entièrement différent», dit-il.
Même si la méthode améliorée ne fonctionne qu'avec des tranches de tissu cérébral plutôt que des cerveaux entiers, être capable de stocker et de relancer les tranches cérébrales sera en soi un outil très utile, car les tranches survivent généralement pendant environ 10 heures.
Par exemple, de petites tranches de cerveau humain sont parfois supprimées pendant la chirurgie, explique l'allemand. Si ceux-ci pouvaient être stockés et transportés, cela augmenterait considérablement les possibilités de les utiliser pour étudier les conditions cérébrales et tester les traitements.
«Il existe d'immenses applications potentielles de la vitrification des tranches cérébrales pour le partage de matériaux précieux entre différents laboratoires et pour préserver de précieux échantillons de cerveau pour une analyse ultérieure», explique Fahy.
