Aún no toleramos la congelación

René Anaya

En algunas obras de ficción científica se plantea la criopreservación (conservación a bajas temperaturas de organismos) y la posterior reanimación de animales o seres humanos, sin mayores problemas. En realidad, solamente unos cuantos animales pueden regresar del punto de congelación o soportar esas temperaturas sin sufrir ningún daño.

Aunque ya se emplean métodos de congelación para alargar el buen estado de algunos alimentos, hasta ahora no ha sido posible preservar durante mucho tiempo esos productos. Sin embargo, los adelantos científicos y tecnológicos tal vez podrán hacerlo dentro de cierto tiempo, mediante el conocimiento de los procesos fisiológicos de algunos animales.

Una vida fría y metódica

Varios animales sorprenden por su capacidad de sobrevivir a temperaturas muy bajas, como un escarabajo de Alaska (Upis ceramboides), que resiste temperaturas hasta de -37° C; otro animal que puede parecernos más familiar es la rana del bosque (Lithobates sylvaticus), la cual aparenta ser un trozo de hielo moldeado como rana, pues llega a soportar temperaturas de -9° C, su ojos se opacan y se suspenden su latido cardiaco y su respiración durante los fríos meses invernales, pero cuando llega el primer rayo de sol empieza a descongelarse y vuelve a la vida.

Algunos peces del océano Antártico nadan en aguas que están a -1.9° C, a pesar de que su punto de congelación debería estar a -1° C. Tal vez el más extraordinario sea el mosquito de la Antártica (Belgica antárctica), el único animal terrestre que vive en esa región, el cual mide 12 milímetros en su etapa adulta, que dura de 10 a 14 días, la mayor parte de su vida permanece en estado larvario (dos años), así resiste cambios de salinidad, de pH y hasta la deshidratación, pues llega a perder hasta 35% de su peso corporal.

A diferencia de esos sorprendentes organismos, los seres humanos y otros animales mueren si llegan al punto de congelación. Cuando un tejido o un órgano se expone a bajas temperaturas, el agua dentro de las células se congela, afuera de las células se forman cristales de hielo, que son como pequeños cuchillos afilados, en ese espacio extracelular aumenta la concentración de proteínas y otros compuestos bioquímicos, ya que se reduce el agua líquida. Por el fenómeno de osmosis, el agua intracelular sale para diluir el ambiente extracelular, lo que causa que la célula se encoja, se dañe su membrana y finalmente se colapse.

Los animales que toleran temperaturas de congelación no sufren ese deterioro, porque tienen procesos fisiológicos que les impiden morir congelados. “Hay una buena oportunidad de que estudiemos la adaptación natural, cómo otras células y tejidos han sido capaces de tolerar la congelación, eso podría proveer algunas ideas de cómo hacerlo”, ha señalado Richard Lee, del Laboratorio de Criobiología Electrofisiológica, de la Universidad de Miami.

Tres estrategias contra el frío

Hasta ahora se conocen tres compuestos bioquímicos que realizan esa función: las proteínas anticongelantes, los crioprotectores y las acuaporinas.

Proteínas anticongelantes (AFP, por sus siglas en inglés). Se identificaron primero en peces antárticos, aunque también se encuentran en moscas de la nieve, escarabajos y gusanos. Tienen una estructura que les permite unir cristales de hielo, de tal forma que baja la temperatura de congelación del organismo. Con las AFP se ha logrado conservar corazones de ratas a -1.3° C por más de 24 horas, en lugar de las cuatro horas a 5° C que es su tiempo y temperatura normal de preservación.

Crioprotectores. Se encontraron primero en la rana del bosque y posteriormente en otros animales. Esa rana acumula urea y glucosa en músculos, hígado y sangre; también se ha descubierto que el glicerol, la trehalosa (disacárido o azúcar doble), la sacarosa y el sorbitol tienen la misma función en otros animales. Estas sustancias regulan la presión osmótica dentro y fuera de las células para evitar su colapso. Los crioprotectores se han usado para preservar semen de aves, bacterias y embriones de mamíferos.

Acuaporinas. Las descubrió el biólogo estadounidense Peter Agre en la década de 1990, lo que le valió el Premio Nobel de Medicina en 2003. Esta proteína también interviene en la regulación del flujo de agua dentro y fuera de las células; en 2012 se identificó a la acuagliceporina (HC3) como un factor importante en la aclimatación de la rana al frío. Algo relevante es que los humanos también tenemos los genes de esa acuaporina en sangre, hígado y músculo, pero no toleramos la congelación.

“Si entendemos cómo sucede este proceso natural en la rana, puede ser que podamos imaginar un camino para poder preparar un órgano humano para perfundirlo con glicerol bajo condiciones frías que regulan esas proteínas”, ha señalado Carissa Krane, de la Universidad de Ohio.

Sin embargo, al parecer el largo camino de la terapia que vendrá del frío todavía es muy largo, porque la mayoría de los expertos en criobiología consideran que pueden ser muchos los factores que contribuyan a soportar las temperaturas congelantes. Por lo pronto ya se conocen tres.

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