La crionica non è una ricetta già definita di raffreddamento, conservazione e attesa. È un campo di ricerca attivo, e la distanza tra una preservazione eseguita nel 1970 e una eseguita oggi è ampia e misurabile. Ogni miglioramento nella fedeltà con cui viene preservata l'ultrastruttura del cervello aumenta direttamente le probabilità che una futura tecnologia medica possa consentire la rianimazione con memoria, personalità e identità intatte. Questo articolo spiega come progredisce il campo, cosa ha dimostrato, cosa non ha ancora dimostrato e chi svolge questo lavoro.
Un campo di ricerca, non una singola tecnica
Il passaggio decisivo è stato dal congelamento alla vitrificazione: un processo in cui un tessuto trattato con agenti crioprotettori viene portato a uno stato vetroso senza formazione di ghiaccio. Fu proposto dal criobiologo Greg Fahy nel 1984 e adottato nei casi umani a partire dal 2000.
La vitrificazione non era inizialmente una tecnica perfezionata, per la ragione illustrata nella sezione successiva. Le concentrazioni di agenti crioprotettori necessarie per impedire la formazione di ghiaccio sono sufficientemente elevate da risultare tossiche, e ogni soluzione di vitrificazione messa a punto da allora ha cercato di ampliare il margine tra la concentrazione che vetrifica e quella che uccide.
I quattro problemi su cui lavora il campo
1. La tossicità degli agenti crioprotettori. È il problema centrale, e il testo di riferimento lo afferma senza mezzi termini. Human Cryopreservation Procedures (de Wolf e Platt, verificato da Brian Wowk) lo esprime chiaramente: la vera sfida della criobiologia non consiste nel progettare soluzioni capaci di impedire la formazione di ghiaccio a basse velocità di raffreddamento, bensì soluzioni di vitrificazione non tossiche.
I progressi in questo campo sono venuti da una serie di risultati specifici, non da una singola svolta. La tossicità di alcuni agenti crioprotettori si riduce quando vengono combinati con altri; il caso più noto è la scoperta di Fahy secondo cui il DMSO neutralizza la tossicità della formamide. Una variabile di composizione chiamata qv* permette di prevedere la tossicità generale di una soluzione di vitrificazione, il che ha reso la formulazione un processo razionale e non più solo empirico. L'applicazione di questo criterio ha prodotto un risultato controintuitivo: agenti vetrificanti meno efficaci possono favorire una maggiore viabilità cellulare. Di conseguenza, sostituire il glicole propilenico con una concentrazione più elevata di glicole etilenico ha aumentato la viabilità cellulare. Gli inibitori sintetici del ghiaccio attaccano il problema dal lato opposto. Nel 2000 Brian Wowk e colleghi hanno mostrato che alcuni polimeri possono inibire la nucleazione eterogenea del ghiaccio, e il copolimero di alcol polivinilico e il poliglicerolo che ne sono derivati, venduti come X-1000 e Z-1000, abbassano la concentrazione minima di crioprotettore necessaria per vetrificare. Una minore quantità di crioprotettore necessaria comporta una minore tossicità.
Lo stato attuale di questo problema è documentato nella stessa fonte. Nei casi eseguiti in condizioni favorevoli, si ritiene che la vitalità del cervello si perda durante le fasi iniziali e intermedie della perfusione crioprotettiva, a causa della tossicità del crioprotettore e della disidratazione da esso indotta. Preservare l'ultrastruttura e preservare la viabilità non sono oggi lo stesso risultato, e solo il primo è attualmente raggiungibile.
2. Distribuire il crioprotettore nell'intero cervello. German et al. spiegano con chiarezza perché un cervello intero sia più difficile da trattare di una sezione. Il crioprotettore deve raggiungere i tessuti attraverso il sistema vascolare, ma nella barriera emato-encefalica la permeabilità e la conducibilità idraulica non sono bilanciate, anche a causa dell'elevata concentrazione di acquaporina-4 nei pedicelli perivascolari degli astrociti. Il protocollo del gruppo per cervello intero ha avuto successo in un tentativo su tre. Le acquaporine sono quindi indicate come un possibile bersaglio di intervento diretto.
3. Riscaldare il tessuto. Il riscaldamento è la metà più difficile del ciclo. Durante il raffreddamento occorre superare abbastanza rapidamente l'intervallo in cui si forma il ghiaccio; durante il riscaldamento, invece, il tessuto attraversa lo stesso intervallo più lentamente e il ghiaccio assente durante il raffreddamento può allora formarsi. Il riscaldamento per conduzione procede dalla superficie verso l'interno e presenta quindi un limite di dimensioni, che il gruppo tedesco colloca approssimativamente in corrispondenza del più grande campione di tessuto trattabile con il proprio metodo. Oltre quella soglia sono necessari metodi volumetrici. Nel 2023 un gruppo dell'Università del Minnesota ha vetrificato reni di ratto, li ha conservati fino a 100 giorni e li ha riscaldati a una media di 63,7 °C al minuto eccitando nanoparticelle di ossido di ferro rivestite di silice in un campo a radiofrequenza; i reni sono stati poi trapiantati e hanno sostenuto la vita dell'animale. Lo stesso anno il gruppo di Ramon Risco a Siviglia ha raggiunto 217,8 °C al minuto usando gli ultrasuoni focalizzati ad alta intensità, che depositano calore in tutto il volume del tessuto senza richiedere nanoparticelle al suo interno. Uno studio del 2025 ha esteso la vitrificazione e il riscaldamento mediante nanoparticelle a volumi dell'ordine di un litro. Nessuno dei due metodi è stato ancora applicato a un volume paragonabile a quello di un cervello umano.
4. La fratturazione al di sotto della temperatura di transizione vetrosa. Al di sotto della temperatura di transizione vetrosa, il materiale continua a contrarsi ma non può più rilassare le tensioni interne e può quindi fratturarsi. Uno studio del 2025 ha mostrato che le fratture seguono la contrazione termica e i gradienti di temperatura generati da un raffreddamento rapido. I rimedi sono un raffreddamento lento fino alle temperature criogeniche e lo stoccaggio a temperatura intermedia.
Cosa è stato dimostrato, e su cosa
Le affermazioni seguenti sono ordinate in base a ciò che ciascun esperimento ha effettivamente stabilito, e su quale sistema.
Un organo intero vetrificato e trapiantato. Nel 2009 il gruppo di Fahy alla 21st Century Medicine ha riferito che un rene di coniglio, trattato con la soluzione di vitrificazione M22, raffreddato a −135 °C senza formazione di ghiaccio, riscaldato e trapiantato, ha svolto la funzione di unico rene dell'animale. Resta la dimostrazione più chiara che un organo complesso può sopravvivere all'intero ciclo.
L'ultrastruttura preservata in un intero cervello, tramite fissazione. La crioconservazione stabilizzata con aldeide, pubblicata su Cryobiology nel 2015, ha vinto nel 2018 il premio per i grandi mammiferi della Brain Preservation Foundation preservando la connettività sinaptica in un intero cervello di maiale, verificata tramite microscopia elettronica tridimensionale dopo il riscaldamento. La glutaraldeide fissa anzitutto l'ultrastruttura, escludendo così la rianimazione biologica del tessuto. Vantaggi e limiti di questo approccio sono illustrati in preservazione senza congelamento.
L'ultrastruttura preservata in un intero cervello, tramite la sola vitrificazione. Un preprint del 2026 firmato da Fahy, Ralf Spindler, Brian Wowk e colleghi descrive la crioconservazione ultrastrutturale e istologica di cervelli di mammifero tramite vitrificazione, senza previa fissazione con aldeide. Non ha ancora completato la revisione paritaria.
La funzione recuperata nell'ippocampo murino. Nel marzo 2026 Alexander German e colleghi dell'Università di Erlangen-Norimberga hanno pubblicato su PNAS il recupero funzionale dell'ippocampo murino adulto dopo crioconservazione tramite vitrificazione. Sezioni di tessuto, e cervelli intatti in situ, sono stati mantenuti sotto la temperatura di transizione vetrosa per periodi compresi tra dieci minuti e sette giorni, poi riscaldati e sottoposti a registrazioni. Il potenziale di membrana a riposo, la trasmissione sinaptica, la risposta metabolica e il potenziamento a lungo termine sono stati ripristinati a livelli normali. La LTP è risultata pari a 138,06 ± 6,90% dopo vitrificazione contro 157,68 ± 7,14% nei controlli, con P = 0.072, calcolata su sette e otto sezioni rispettivamente, provenienti da sette topi. Questa differenza non è statisticamente significativa, ma con un campione di queste dimensioni il confronto non ha nemmeno la potenza statistica per escludere una reale riduzione, e gli autori descrivono il risultato come un recupero a breve termine. Il risultato mostra che, nell'ippocampo di topo, meccanismi cellulari associati all'apprendimento e alla memoria sono rimasti operativi dopo un arresto completo della mobilità molecolare durato alcuni giorni. Il risultato non riguarda cervelli umani, organi interi di dimensioni umane né tempi di conservazione prolungati. PNAS ha pubblicato un commento indipendente al riguardo nel giugno 2026.
Tessuto cerebrale umano vivo conservato e recuperato. Nel 2024 un gruppo della Fudan University ha pubblicato un protocollo denominato MEDY, basato su metilcellulosa, glicole etilenico, DMSO e Y27632. Dopo lo scongelamento, il tessuto cerebrale umano e gli organoidi neurali hanno conservato struttura, diversità cellulare e funzione neurale.
Misurare la qualità della preservazione
Con l'espressione misurazione della qualità si indicano due aspetti distinti, che non devono essere confusi. Una misura la preservazione effettivamente raggiunta. L'altra misura il danno subito dal paziente nel percorso che vi ha condotto. Entrambe dovrebbero figurare nella documentazione del caso, ma solo la prima fornisce una prova del risultato ottenuto.
Misure di esito: cosa ha raggiunto la preservazione
Il testo di riferimento ne stabilisce tre, ciascuna con un metodo associato. L'assenza di formazione di ghiaccio si valuta con la tomografia computerizzata, che distingue le regioni vetrificate da quelle congelate perché ghiaccio e soluzione vetrificata circostante hanno densità diverse. La preservazione dell'ultrastruttura si valuta con la microscopia elettronica su campioni cerebrali di pochi microlitri. La viabilità si valuta sugli stessi campioni tramite test come il rapporto tra potassio e sodio. Il riferimento indica lo standard senza ambiguità: ogni referto di caso dovrebbe contenere scansioni TC e micrografie elettroniche che documentino il grado di vitrificazione e la preservazione ultrastrutturale ottenuti.
La stessa fonte è franca riguardo alla terza misura: livelli elevati di viabilità nei campioni cerebrali dei pazienti non sono oggi raggiungibili, per le ragioni di tossicità già indicate. Un buon caso, oggi, è quello che dimostra vitrificazione e preservazione ultrastrutturale, non quello che dimostra viabilità.
Misure di esposizione: cosa ha subito il paziente
S-MIX, una misura standardizzata dell'esposizione ischemica, converte la storia di temperatura e circolazione di un caso in minuti equivalenti di ischemia a temperatura corporea normale, attribuendo un peso maggiore all'ischemia calda rispetto a quella fredda. L'altra è la velocità di raffreddamento iniziale, normalizzata per il peso del paziente. Queste misure rendono i casi confrontabili e permettono di valutare le modifiche ai protocolli rispetto a un riferimento concreto. Descrivono le condizioni in cui una preservazione è stata eseguita. Non misurano il risultato ottenuto.
Cosa misura Tomorrow.bio
La tomografia computerizzata viene eseguita in tutti i nostri casi, così da documentare il grado di vitrificazione anziché limitarci a presumerlo. Abbiamo sottoposto a TC più pazienti e pubblicato i risultati di un numero maggiore di casi rispetto a qualsiasi altra organizzazione di crioconservazione; i singoli referti sono pubblici e consultabili integralmente. La microscopia elettronica richiede il consenso esplicito al prelievo di campioni di tessuto cerebrale; viene quindi eseguita solo nei casi in cui un membro abbia concesso tale autorizzazione. A oggi, ciò riguarda un solo caso.
Questa distinzione è essenziale nel valutare le dichiarazioni sulla qualità di qualsiasi organizzazione: la TC rileva l'eventuale formazione di ghiaccio, mentre solo la microscopia elettronica mostra che cosa è accaduto alle sinapsi.
Chi svolge questo lavoro
21st Century Medicine ha prodotto il risultato sul rene di coniglio, la crioconservazione stabilizzata con aldeide, il modello qv*, la soluzione M22 e gli inibitori sintetici del ghiaccio. Una parte maggiore della chimica dei crioprotettori oggi impiegati è nata lì piuttosto che altrove.
Il gruppo di Alexander German presso l'Università di Erlangen-Norimberga ha svolto il lavoro sul recupero funzionale descritto sopra. German è un clinico-ricercatore in neurologia molecolare e cofondatore di Hiber, che si occupa di preservazione strutturale del cervello.
Advanced Neural Biosciences, fondata nel 2008 da Aschwin de Wolf e Chana Phaedra, è uno dei pochi istituti dedicati specificamente alla criobiologia del cervello. Punta a soluzioni di vitrificazione a bassa tossicità, bassa viscosità e buona penetrazione attraverso la barriera emato-encefalica, e studia il problema del no-reflow, in cui il tessuto non si riperfonde dopo un ritardo. De Wolf è coautore del testo di riferimento sulle procedure standard citato in tutto questo articolo.
Il settore della conservazione degli organi sviluppa strumenti applicabili anche ad altri campi. Il lavoro sul riscaldamento tramite nanoparticelle del Minnesota è nato in quella comunità, non nella crionica.
La connettomica contribuisce a definire i limiti interpretativi di questi risultati. Nel 2025 il consorzio MICrONS ha pubblicato la mappatura di un millimetro cubo di corteccia visiva di topo contenente circa 200.000 cellule e 523 milioni di sinapsi, il risultato di un consorzio internazionale al lavoro per anni. Si tratta di un piccolo volume di un piccolo cervello, ma comprende comunque più sinapsi di quante se ne sarebbero potute mappare un decennio fa.
La Brain Preservation Foundation non esegue preservazioni, ma contribuisce alla loro valutazione attraverso premi con criteri pubblicati e verifiche indipendenti mediante microscopia elettronica.
Tomorrow.bio e la European Biostasis Foundation operano sul piano applicativo: sviluppano protocolli di pronto intervento e stabilizzazione, apparecchiature per la perfusione, sistemi logistici per raggiungere rapidamente il paziente e soluzioni di stoccaggio a lungo termine presso la struttura EBF di Rafz, in Svizzera, dove il primo dewar di stoccaggio a temperatura intermedia adatto a volumi umani sta entrando in fase di test. Un secondo laboratorio è in costruzione a Berlino. La maggior parte dei risultati citati in questa pagina proviene da altri gruppi.
Una rassegna del 2024 sulla preservazione strutturale del cervello presenta questa tesi e le relative incertezze in una pubblicazione sottoposta a revisione paritaria. Tra gli autori figura Aschwin de Wolf.
Cosa costituirebbe una prova contraria
Tre risultati minerebbero questa tesi, e ciascuno è il tipo di risultato che l'attuale programma di ricerca potrebbe effettivamente produrre.
Se si dimostrasse che la somministrazione del crioprotettore attraverso una barriera emato-encefalica intatta è impossibile nell'intero cervello, i risultati ottenuti su sezioni resterebbero interessanti ma cesserebbero di essere rilevanti ai fini della crioconservazione cerebrale. Se si dimostrasse che l'ultrastruttura sinaptica viene abitualmente distrutta, e non solo danneggiata, dai protocolli attuali, l'affermazione centrale cadrebbe. Se risultasse che la memoria a lungo termine dipende in misura sostanziale da un'attività elettrica continua e non dalla struttura preservata, la preservazione starebbe conservando la cosa sbagliata.
Nessuno di questi tre esiti si è verificato e le prove disponibili indicano, per ciascun punto, la direzione opposta. Restano comunque le domande da tenere sotto osservazione.
Perché conta l'andamento della ricerca
Nulla di quanto esposto modifica il fatto che, oggi, la rianimazione non è possibile. Ciò che cambia è la rapidità con cui migliora la fedeltà della preservazione, ossia la variabile che determina quali strutture una futura tecnologia medica dovrebbe poter recuperare. Quattro discipline stanno affrontando aspetti diversi del problema: la criobiologia, la conservazione degli organi, la connettomica e la medicina clinica. I risultati si trasferiscono tra loro. Le possibili vie di sviluppo sono descritte in Come potremmo raggiungere la rianimazione.
In sintesi: la ricerca sta migliorando gli agenti crioprotettori, la conservazione degli organi, la misurazione della struttura cerebrale e il riscaldamento. Questi progressi possono migliorare la qualità della preservazione, ma non hanno ancora reso possibile la rianimazione umana.
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