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Le terme de « cryosommeil » — qui désigne l’état d’animation suspendue prolongée dans un environnement à très basse température — est une notion familière dans le domaine de la science-fiction.
Bien que l’idée de dormir paisiblement dans l’espace tout en parcourant de vastes distances à bord d’un vaisseau spatial semble encore éloignée, les chercheurs se rapprochent petit à petit de sa concrétisation.
Une étude récemment publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences par une équipe de l’Université d’Erlangen-Nuremberg en Allemagne, démontre que des chercheurs ont réussi à restaurer l’activité cérébrale de souris après les avoir soigneusement préservées dans un état vitré, une technique appelée *vitrification*, avant de les décongeler lentement.
« Si la fonction cérébrale dépend de la structure physique du cerveau, comment pouvons-nous la récupérer après un arrêt complet des fonctions ? » s’est interrogé Alexander German, neurologue à l’Université d’Erlangen-Nuremberg et auteur principal de l’étude, dans une interview accordée à Nature.
Plutôt que de suspendre des corps humains entiers, comme le personnage d’Ellen Ripley interprété par Sigourney Weaver dans le film culte “Alien”, German et ses collègues estiment que leurs travaux pourraient pave la voie à de nouvelles méthodes pour protéger le cerveau après des blessures graves, préserver des organes pour des greffes, ou même cryogéniser totalement des mammifères.
Le gel des tissus organiques peut engendrer d’importants dommages, car la formation de cristaux de glace peut rompre les membranes cellulaires. Cependant, ce n’est qu’un aspect parmi d’autres des difficultés que les chercheurs ont dû surmonter.
« Au-delà de la formation de glace, il faut également prendre en compte des facteurs tels que le stress osmotique et la toxicité des cryoprotecteurs, » souligne German.
Pour éviter la formation de cristaux de glace, l’équipe a axé ses efforts sur la vitrification pour tenter de réactiver l’activité dans les cerveaux congelés de souris. Cette méthode consiste à refroidir des liquides à des vitesses extrêmement rapides pour piéger les molécules dans un état semblable au verre.
« Nous souhaitions vérifier si une fonction pouvait redémarrer après l’arrêt complet de la mobilité moléculaire dans cet état vitré, » précise German.
L’équipe a commencé par vitrifier des tranches de cerveau de souris de 350 micromètres d’épaisseur. Ces tranches ont été plongées dans une solution de produits chimiques de cryopréservation avant d’être refroidies à -196 degrés Celsius avec de l’azote liquide.
Après avoir passé entre dix minutes et sept jours dans un congélateur, les échantillons ont été décongelés. Une examination en microscopie a montré que les membranes neuronales et synaptiques étaient restées intactes malgré le processus.
« Fait intéressant, la potentialisation à long terme (LTP) dans l’hippocampe était bien conservée, ce qui indique que le mécanisme cellulaire responsable de l’apprentissage et de la mémoire demeure fonctionnel, » noter l’étude. Ce phénomène est considéré comme le fondement cellulaire de l’apprentissage et de la mémoire.
Les neurones ont également réagi à des stimuli électriques divergents, tout en restant largement normaux.
« Ces résultats élargissent les connaissances sur les limites biophysiques de l’arrêt hypothermique cérébral en montrant une restauration après un arrêt complet de la mobilité moléculaire dans l’état vitré, contribuant ainsi à l’objectif de préservation structurelle et fonctionnelle des tissus neuronaux, » conclut l’équipe de recherche.
La prochaine étape pour l’équipe est de tester cette technique sur des tissus humains ainsi que sur des organes entiers pour leur préservation à long terme.
« Nous avons déjà des données préliminaires montrant la viabilité des tissus corticals humains, » a précisé German à Nature.
Cependant, avant de pouvoir suspendre toute activité biologique dans l’attente d’un réveil sur une planète extraterrestre, de nombreux défis doivent encore être relevés.
German a admis qu’il sera nécessaire de développer « de meilleures solutions de vitrification ainsi que des technologies de refroidissement et de réchauffement » avant que cette méthode puisse être appliquée à de « grands organes humains », sans parler des mammifères dans leur ensemble.
En savoir plus sur la cryopréservation : Les riches qui se font cryogéniser préparent leur portefeuille pour le jour où ils seront décongelés.
La vitrification est un processus de préservation où des liquides sont refroidis très rapidement pour éviter la formation de cristaux de glace, cela permet de garder les cellules intactes.
La cryopréservation permet de préserver des tissus et organes pour de futures greffes, ainsi que d’éventuellement protéger le cerveau après des blessures graves.
Les défis incluent le développement de meilleures solutions pour éviter les dommages cellulaires, ainsi que des technologies efficaces de refroidissement et de réchauffement.
Cette recherche pourrait révolutionner la médecine en permettant une meilleure conservation des organes pour les greffes et en offrant des solutions pour sauver des vies après de graves blessures cérébrales.
Oui, il existe des risques liés aux produits chimiques utilisés pour la cryopréservation et des dommages potentiels aux tissus pendant le processus de congélation et de décongélation.
