Estudo na Alemanha usa vitrificação para congelar e descongelar tecido cerebral de camundongo com função preservada

Congelar profundamente um cérebro e trazê-lo de volta exatamente como era é uma dessas ideias de ficção científica que teima em sobreviver. O obstáculo é que o cérebro é extremamente delicado.

Mesmo quando células individuais resistem ao congelamento, restaurar o conjunto completo do funcionamento cerebral - neurónios disparando em padrões, células a produzir energia, circuitos a manter flexibilidade - tem sido, na prática, quase impossível.

Um novo estudo feito na Alemanha não anuncia nenhum milagre. Ainda assim, apresenta um resultado concreto.

Com uma técnica de congelamento sem formação de gelo chamada vitrificação, os investigadores conseguiram congelar e descongelar tecido cerebral de camundongo preservando vários sinais-chave de função viva.

Isso ainda está muito longe de “criossono”, mas representa um passo real rumo a manter tecido cerebral intacto sob frio extremo.

Congelar o cérebro geralmente o danifica

O maior inimigo é o gelo. Quando a água congela e vira cristais, ela expande e cria estruturas pontiagudas que podem empurrar, deformar ou perfurar a microarquitetura do cérebro.

E essa arquitetura é essencial porque o cérebro não é apenas um conjunto de células: ele depende de conexões, membranas, sinapses e de uma organização microscópica que precisa permanecer no lugar para que algo significativo possa voltar a acontecer após o descongelamento.

O autor principal do estudo, Alexander German, neurologista da Universidade de Erlangen–Nuremberg, destaca que o problema não se limita aos cristais de gelo.

“Além do gelo, precisamos considerar vários fatores, incluindo stress osmótico e toxicidade devido a crioprotetores”, afirmou.

Crioprotetores são substâncias químicas usadas para proteger o tecido durante o congelamento. Elas ajudam a evitar a formação de gelo, mas também podem causar danos se estiverem em concentrações altas demais ou se o tecido ficar exposto por tempo excessivo.

Recuperando a função cerebral

Em vez de permitir que o tecido congelasse de forma convencional, a equipa de German aplicou a vitrificação - um método em que o material é arrefecido tão rapidamente que as moléculas ficam presas num estado desorganizado, semelhante a vidro, antes de conseguirem formar cristais.

Em termos simples: a intenção é transformar a água no tecido em algo mais parecido com “vidro sólido” do que com gelo irregular e cortante.

“Se a função cerebral é uma propriedade emergente da sua estrutura física, como podemos recuperá-la de uma paragem completa?”, questionou German.

Os cientistas não queriam apenas verificar se as células “pareciam” bem após o descongelamento. A ideia era testar se alguma função cerebral relevante poderia reiniciar depois de o tecido ter sido levado a um estado de paragem total em temperaturas extremamente baixas.

Fatias finas de tecido cerebral congelado

A equipa começou com fatias finas de tecido cerebral de camundongo - com cerca de 350 micrômetros de espessura - incluindo o hipocampo, uma região fortemente ligada à memória e à navegação espacial.

As fatias foram pré-tratadas numa solução com substâncias químicas de criopreservação e, em seguida, arrefecidas rapidamente com nitrogênio líquido a −196 °C.

Depois disso, foram armazenadas a −150 °C no estado vitrificado, semelhante a vidro, por períodos que variaram de dez minutos a sete dias.

Esse intervalo é importante. Não foi um cenário do tipo “mergulhar e testar imediatamente”. O tecido permaneceu preservado tempo suficiente para se aproximar de uma condição de armazenamento real, e não apenas de um truque de temperatura.

Como foi a “sobrevivência” após o descongelamento

Após descongelar as fatias cerebrais em soluções aquecidas, os investigadores avaliaram diferentes camadas de funcionamento.

Ao microscópio, as membranas neuronais e sinápticas pareciam intactas. Isso é crucial porque membranas danificadas podem destruir a sinalização mesmo quando as células, tecnicamente, ainda “sobrevivem”.

Eles também analisaram as mitocôndrias - as estruturas que produzem energia - para verificar se o metabolismo tinha sido comprometido. Os resultados foram animadores: a atividade mitocondrial indicou ausência de dano metabólico.

Em seguida vieram os registos elétricos. Nessa etapa, os investigadores observaram que os neurónios ainda respondiam de modo quase normal, embora não de forma perfeita.

Os registos elétricos dos neurónios mostraram que, apesar de desvios moderados em comparação com as células-controle, as respostas dos neurónios a estímulos elétricos ficaram próximas do normal.

Isso é relevante nesta área porque “as células estão vivas” é um nível de exigência; já “as células comportam-se como neurónios” é uma fasquia mais alta.

Um processo ligado à memória continuou a funcionar

O hipocampo é frequentemente usado em pesquisa de laboratório porque os seus circuitos são bem compreendidos. Essa região também pode apresentar potenciação de longo prazo - um fortalecimento de conexões sinápticas considerado um mecanismo central por trás da aprendizagem e da memória.

No tecido descongelado, essas vias ainda exibiram potenciação de longo prazo. Obviamente, isso não equivale a restaurar memórias num animal vivo. Mas é um dos sinais funcionais mais sofisticados que se pode pedir a uma fatia de tecido cerebral.

O resultado sugere que o tecido não apenas resistiu: ele preservou parte da plasticidade de que circuitos cerebrais reais precisam.

Há também uma limitação inevitável: fatias de cérebro deterioram-se naturalmente quando são removidas do corpo, por isso a equipa só conseguiu monitorá-las por algumas horas após o descongelamento.

Não se tratou de uma recuperação de longo prazo. Foi, sim, uma resposta à pergunta: “a maquinaria volta a funcionar em algum grau?”.

Isto está perto da criopreservação humana?

Ainda não está perto da criopreservação humana - pelo menos, não por enquanto. O estudo trabalhou com fatias finas, não com cérebros inteiros, e cérebros de camundongo são minúsculos quando comparados aos humanos.

Órgãos maiores são mais difíceis de arrefecer e aquecer de forma uniforme, e mudanças desiguais de temperatura podem rachar o tecido ou favorecer a formação local de gelo.

Mrityunjay Kothari, investigador de engenharia mecânica na Universidade de New Hampshire, em Durham, interpreta o trabalho como um avanço real, mas não como um atalho para a ficção científica.

“Este tipo de progresso é o que gradualmente transforma a ficção científica em possibilidade científica”, afirmou.

Ao mesmo tempo, ele alerta que “aplicações como o armazenamento bancário de longo prazo de órgãos grandes ou de mamíferos permanecem muito além das capacidades do estudo”.

Portanto, não: isto não significa “congelar uma pessoa e reanimá-la depois”. Mas significa que os cientistas estão a melhorar a capacidade de preservar funções neurais delicadas sob frio profundo - algo que pode ter relevância em contextos bem mais próximos do que viagem no tempo.

Por que isto importa

German sugere que os achados apontam para usos médicos futuros: proteger o cérebro durante doenças, ganhar tempo após lesões graves ou melhorar o armazenamento de órgãos.

Esses são cenários em que mesmo uma preservação parcial de função já poderia ter valor.

A principal mensagem não é que cérebros podem ser congelados e reiniciados como computadores portáteis. É que, com a química adequada e a estratégia certa de congelamento e descongelamento, o tecido cerebral consegue reter mais função real do que os investigadores vinham conseguindo preservar até agora.

Ainda é cedo. Ainda é frágil. Mas também é um sinal claro de que “paragem completa” não precisa significar “perda completa” - pelo menos, nem sempre.