Reportaje fotográfico: Miguel Cañavate
Uno de los científicos que mejor conoce en España todo lo relacionado con la prolongación de la existencia del ser humano, asociada, no a fórmulas mágicas o aún irreales, sino a una mejora de la calidad de vida es, sin duda, el doctor Javier Cabo. Tanto entiende de vida que un 15 de mayo de 1994 ejecutó el primer trasplante cardiaco pediátrico de España. El corazón como especialidad asociada a su larga trayectoria investigadora. El corazón como motor de vida.
El doctor Javier Cabo Salvador, MD, PhD, quien concede una entrevista a TodoStartups, es cirujano cardiotorácico, presidente de la Fundación Vida Plus, catedrático de Ingeniería Biomédica de la Universidad Católica de Murcia, director del Departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad UDIMA (institución académica propietaria de TodoStartups) y catedrático de Investigación Biomédica de la Universidad Catolica Nordestana, entre otras responsabilidades y méritos.
¿En qué consiste la criogenización?
El origen de esta palabra proviene del griego “kryos” que significa frío. La criogenización es un proceso por el que se somete a una persona a unas temperaturas muy bajas, 196 grados bajo cero, con el objetivo de mantener el cuerpo, teóricamente en unas condiciones óptimas, con la finalidad de ser descongelado y “resucitado” en el futuro. Este proceso se aparta del campo científico y entra en el submundo de la pseudociencia, siendo hoy por hoy una pura entelequia.
A fecha de hoy, después de más de 50 años del comienzo de los experimentos de criogenización de cuerpos, nadie ha sido descongelado, ya que no se puede congelar un cuerpo entero, sin destrozar sus estructuras internas durante el proceso tanto de congelado, como posteriormente durante la fase crítica de descongelado.
Con el estado de la ciencia actual, está técnica de criogenización humana solo puede considerarse una técnica funeraria más, al igual que lo son el enterramiento y la cremación, y como lo fue históricamente la momificación en la época egipcia de los faraones.
Esta técnica funeraria de criogenización, no tiene viabilidad de futuro alguno en cuanto a potencial de extensión de vida se refiere, al igual que sucede con las otras dos técnicas funerarias que se emplean en la actualidad rutinariamente (enterramiento y cremación) y no tiene utilidad práctica alguna.
La primera insinuación de que la vida humana podría ser conservada durante siglos -pero sin hacer referencia a los métodos-, se remonta al año 1773, y fue manifestada en una carta por Benjamin Franklin, político estadounidense inventor del pararrayos. Desde este año hubo que esperar hasta 1962, casi dos siglos, para que otro “visionario”, Robert Ettinger, propusiera que el hombre podía conservarse y aspirar a la “vida eterna” a través de la congelación de su cuerpo después de muerto.
En 1967, James Bedford, profesor de psicología de la Universidad de California, muerto a consecuencia de una metástasis pulmonar de un cáncer renal a los 73 años, fue reconocido como el primer ser humano que se sometió a la práctica de la criogenización con intenciones de poder ser posteriormente resucitado.
Este hecho que tuvo gran repercusión mediática, siendo portada de la revista “Life Magazine”, contó con el rechazo de gran parte de la sociedad y de la comunidad científica y médica de la época y se vio envuelto en graves problemas de financiación que imposibilitaron asumir los elevados costes y complejos cuidados que requieren estos procesos. Esta crisis tuvo su colofón en el conocido escándalo de Chatsworth, donde las autoridades descubrieron nueve cuerpos descongelados que se encontraban bajo la custodia y administración de la Crionics Society of California, y que posteriormente fueron depositados en un cementerio ante la imposibilidad de sus gestores de asumir los costes del procedimiento. Actualmente lo que queda de los restos momificados de James Bedford permanecen almacenados, como “pieza histórica” en una cápsula de criopreservación de la empresa ALCOR.
¿Cuál es la diferencia entre criopreservación y la vitrificación?
La criopreservación y vitrificación tisular, son procedimientos científicos mediante los cuales se somete a las células, tejidos e incluso a algunos órganos animales vivos o a un vegetal, a unas condiciones de frío intenso con el objetivo de preservar su estructura orgánica, de manera que pueda ser posteriormente descongelado en un futuro, conservando idealmente las condiciones organolépticas iniciales.
La criopreservación es el método por el cual se somete a un ser vivo (animal o vegetal), un ser vivo -no muerto- a unas condiciones de frío intenso. Esto es lo que diferencia inicialmente la criogenización- técnica realizada sobre un cuerpo muerto-, de la criopreservación y vitrificación –, ambas técnicas realizadas sobre seres vivos.
La criopreservación es un procedimiento bioquímico mediante el cual las células y tejidos son congelados a temperaturas muy bajas, entre -80º C y -196º C (que es el punto de ebullición del nitrógeno líquido), con la finalidad de disminuir las funciones vitales celulares y de este modo poder mantener las células y tejidos en condiciones de “vida suspendida”, deteniendo cualquier actividad biológica, incluidas las reacciones bioquímicas que producirían la muerte a nivel celular.
La vitrificación, es una técnica de congelación ultrarrápida que convierte el material congelado en un sólido amorfo, similar al vidrio, carente de toda estructura cristalina. Esto se consigue por medio de un enfriamiento muy rápido, mediante la mezcla con un aditivo y la introducción de agentes anticongelantes que impidan la formación de cristales. La solidificación se produce a la temperatura de transición vítrea, que es menor que la temperatura de fusión.
La vitrificación se consigue mediante un enfriamiento muy rápido, en el cual se utiliza una solución altamente concentrada que no cristaliza durante la congelación, de modo que su viscosidad aumenta con el descenso de temperatura hasta la formación de un estado sólido amorfo. La velocidad de descenso de la temperatura alcanza los 23.000 °C/min. Para conseguir un gran cambio de temperatura a gran velocidad, se usa nitrógeno líquido a -196 °C. La exposición y las tasas de congelación deben ser lo suficientemente rápidas para evitar la toxicidad y la formación de cristales intracelulares que puedan dañar el contenido celular.
Para conseguir que la deshidratación sea muy rápida se utilizan crioprotectores en concentraciones elevadas. La velocidad de congelación/descongelación es indirectamente proporcional a la concentración de los crioprotectores. Antes de la congelación, el material biológico debe equilibrarse con esta solución crioprotectora (en menor concentración) para que pueda soportar el choque osmótico.
En este campo científico de la criopreservación y vitrificación se han desarrollado muchos avances en los últimos años, en relación tanto con el proceso de congelación con el desarrollo de nuevas sustancias crioprotectoras anticongelantes, tanto directas, mediante productos añadidos a los propios líquidos anticongelantes, como avances en el proceso y método posterior de la descongelación.
Hasta el momento, la criopreservación ha tenido y tiene un enorme éxito en el almacenamiento de vegetales, y la criopreservación de pequeños animales como gusanos y pequeñas cantidades de tejido humano, como las células sanguíneas, óvulos, esperma y embriones, pero a fecha de hoy, no somos capaces de congelar ni siquiera órganos normales aislados. Solo se han logrado algunos éxitos muy parciales con el riñón aislado de cordero.
Tanto la congelación clásica como la vitrificación son técnicas que se utilizan en los laboratorios de fertilidad in vitro de manera rutinaria para mantener tanto ovocitos, como espermatozoides, embriones y blastocitos congelados durante un período de tiempo hasta su posterior uso en la fecundación.
Antes de existir la vitrificación, mediante el proceso de congelación clásico se inducía sin quererlo la formación de cristales de hielo en el interior de las células, sobre todo aquellas con gran contenido de agua como son los ovocitos y los blastocitos, con un contenido de hasta el 80% de agua. La vitrificación ha supuesto un gran avance ya que muchas de estas células no lograban superar el proceso de congelación.
En este campo científico de la criopreservación tisular me gustaría destacar algunos de los avances presentados en el Congreso Mundial de criobiología celebrado en Madrid en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas en julio del 2018 en el que participé como ponente.
Uno de ellos y que puede tener muchas implicaciones y repercusiones legales precisamente en el terreno no científico de la criogenización de cuerpos, es el hecho de que las empresas funerarias que se dedican a ello, en sus folletos comerciales publicitarios hablan de criogenizar el cuerpo humano o incluso el cerebro aislado de manera “indefinida”, cuando se ha visto que las bajas temperaturas alcanzadas por el nitrógeno líquido durante el almacenamiento del material biológico criopreservado en vivo, puede preservar la viabilidad celular, pero no de una manera indefinida, existiendo un horizonte temporal limitado.
Así se ha visto, analizando tejido biológico almacenado en nitrógeno líquido durante un período de tiempo superior a los 15 años, qué en un porcentaje directamente proporcional al tiempo de exposición, este material biológico se transforma en inviable, a nivel de vida celular y está “muerto” de manera irreversible no sirviendo para nada.
Estos hechos han abierto un gran debate acerca de cuáles deben de ser los límites del periodo de tiempo de almacenamiento de material biológico en nitrógeno líquido y cambia el termino de “almacenamiento indefinido”, por uno de un horizonte temporal mucho más corto y delimitado, que puede estar en torno a los 15 años.
En este Congreso Mundial de Criobiología se presentaron también avances acerca de la posibilidad de criopreservar y después descongelar tejidos y órganos aislados vivos de manera que pudieran seguir vivos y útiles después del descongelado y aunque se vio que todavía en ese campo estamos en fases muy incipientes, se ha conseguido en ciertas ocasiones criopreservar riñón aislado de cordero y tejido ovárico, aunque con evidencias de un posterior daño folicular asociado al procedimiento.
En este campo de la criopreservación, no ya de células sino de tejidos biológicos todavía no sabemos bien como combatir la citotoxicidad de las sustancias crioprotectoras. Tampoco sabemos, ni las temperaturas óptimas de enfriamiento, ni los tiempos necesarios para poder evitar las lesiones directas del hielo y de esta manera evitar la rotura de las membranas celulares y la posterior desnaturalización de las proteínas. Además, cada órgano es un mundo aparte y todavía no se sabe a ciencia cierta cuál es la fórmula adecuada para cada órgano, en función de sus características celulares, bioquímicas y físicas estructurales, como la masa y el peso. Este es uno de los campos en el que estamos investigando desde la fundación Vida Plus, con el objetivo de intentar lograr un “banco de órganos” para un posterior trasplante.
En este Congreso Mundial también se presentaron los primeros ensayos científicos trabajando con biopolímeros de heterosacaridos de origen bacteriano totalmente biodegradables,para ser añadidos a las sustancias crioprotectoras, y se ha visto que estos biopolímeros tienen una actividad antioxidante similar a la de las proteínas anticongelantes. Al añadir estos biopolímeros se retienen las propiedades reológicas asegurando la estabilidad coloidal del medio electrolítico, con la ventaja de que estos biopolímeros no tienen citotoxicidad significante y además no obstaculizan la difusión de nutrientes debido a su inherente viscosidad siendo capaces de preservar la integridad funcional y morfológica celular al proteger a las células tanto del hielo que se pudiera formar como del choque osmótico a nivel extracelular.
Posiblemente, la criopreservación de órganos aislados como el corazón o riñón para posteriores trasplantes, programas en los que actualmente estamos trabajando, puede que sean una realidad a largo plazo (y estoy hablando de un horizonte temporal de unos 10 -15 años), pero la posibilidad de criopreservación de un cuerpo entero, dado el estado del arte actual, sinceramente no creo que pueda ser una realidad con anterioridad al 2080 si es que llega a producirse.
Aunque se está invirtiendo mucho dinero sobre todo en USA en el estudio de la criopreservación y de la “animación suspendida”, dentro de los programas de la NASA de las colonizaciones de planetas como Marte y de exoplanetas fuera de nuestra Galaxia, lo que sí sabemos es que si un cuerpo se congela por debajo de los 5º C, el agua dentro de sus células, el líquido intracelular, se congela y se crean cristales de hielo, cristales que al ser el hielo de menor densidad que el agua líquida ocupa más espacio rompiendo las membranas celulares, creando un daño tisular irreversible incompatible con la integridad celular y con la vida. Para evitar esto se añaden en el momento de la criopreservación y vitrificación soluciones crioprotectoras (habitualmente etilenglicol o dimetilsulfóxido) para evitar la formación de cristales de hielo.
El problema es que estas sustancias además de ser altamente tóxicas a nivel celular, no previenen de la formación de cristales, hecho que sigue ocurriendo sobre todo en la fase de descongelado, que es la fase más crítica y más difícil de modular, comprobándose mediante estudios de microscopía electrónica y análisis morfométricos, que después de un período de tiempo de tan solo dos horas de isquemia caliente el daño celular ya se puede objetivar en el 37% de las células, sobre todo a nivel de las células neuronales que son las más débiles y desprotegidas. Porcentaje éste que aumenta hasta un 73% tras un período de isquemia de 6 horas.
A estas observaciones también hay que añadir los trabajos en los que se ha puesto de manifiesto mediante cromatografía de alta afinidad, la existencia de una depleción de nucleótidos de adenina, que junto con la timina, citosina, guanina y uracilo, son las cinco bases nitrogenadas componentes del ADN y ARN celular del individuo, quedando los componentes celulares en una situación de teórico agotamiento haciéndolas más susceptibles a un ulterior daño de isquemia durante la fase de reperfusión en la fase de descongelado.
Hay que seguir trabajando e investigando en el campo científico de la criopreservación y vitrificación empleando todos los recursos tecnológicos de manera interdisciplinar con el empleo de la nanotecnología, la computación y la ingeniería tisular. En este campo recientemente en diciembre del pasado año 2019 presenté los avances en el campo de la criopreservación de órganos como los riñones, hígado y corazones en el Congreso Nacional de Investigaciones Quirúrgicas en Barcelona, mediante el uso combinado de la nanotecnología, la computación y el modelado y simulación con elementos finitos.
¿En cuántos años tendremos la tecnología para alcanzar la inmortalidad y cuáles serán las repercusiones sociales, éticas y científicas?
La longevidad es una de las ilusiones de la humanidad, y aunque la longevidad y la esperanza de vida se han incrementado desde los primeros inicios de la humanidad, no obstante, a pesar de los anuncios, sin base científica, de algunos “iluminados”, de que viviremos eternamente, no podemos tener ninguna esperanza de que esto se cumpla.
Recientemente (mayo de 2017) la revista científica “The Lancet” publicó un artículo sobre las previsiones de longevidad para el 2030, donde grandes expertos internacionales describen que la expectativa de vida seguirá creciendo en los países desarrollados y estará en torno a los 90 años de edad, lo que en España, de acuerdo con las tablas publicadas, implican que de la esperanza de vida que en el 2010 era de 78,66 años para hombres y 84,83 para mujeres, pasará en el 2030 a 83,47 y 88,07 años, respectivamente.
Desde una perspectiva tanto científica como filosófica e incluso humanística, la inmortalidad es uno de los temas recurrentes que siempre se ha planteado la especie humana a lo largo de los años.
Precisamente la inmortalidad y la vida infinita son conceptos deseados y anhelados por la especie humana desde sus orígenes, y que surgen como respuesta a la angustia y el miedo que produce en el ser humano la conciencia de su mortalidad siendo precisamente esta respuesta el origen de todas las religiones.
Lo único verdaderamente real es la mayor supervivencia y la mayor longevidad existente en la actualidad debido, sobre todo, a factores ambientales y al gran desarrollo de la ciencia. La raza humana vive más y por lo tanto envejece más. Hablamos de envejecimiento. Envejecimiento que no es, como algunos afirman, una enfermedad, si no un proceso evolutivo natural. El envejecimiento y la muerte son procesos biológicos evolutivos, inherentes al concepto de vida, siendo etapas de la vida por las que todos los seres vivos tenemos que pasar.
Todos los seres vivos, desde la estructura más diminuta, como pueden ser los virus o las bacterias, hasta las formas de vida más grandes imaginables, como pueden ser las ballenas, estamos formados por átomos, siendo a partir de estos elementos orgánicos donde surgen las primeras moléculas, los glúcidos, lípidos, aminoácidos y las proteínas, que son las partes constituyentes vitales de todas las células vivas.
Toda la evolución biológica comenzó hace unos 4.000 millones de años, donde a raíz de múltiples procesos físicos y químicos, los elementos inorgánicos, la materia inorgánica, comenzó a agruparse en átomos y moléculas, que se replicaron a sí mismos dando lugar a la aparición de las primeras proteínas y ácidos nucleicos y a las primeras células vivas, las células eucariotas que posteriormente dio lugar a lo que serían los primeros organismos pluricelulares.
A nivel biológico molecular todos los organismos estamos constituidos por los mismos elementos químicos, estando el cuerpo humano constituido por átomos, en su mayoría C, H, O, N, P y S, átomos que se agrupan formando células, que a su vez forman tejidos y órganos, con un metabolismo determinado. Células que se renuevan continuamente de manera cíclica a través de la replicación del DNA.
Desde el punto de vista biológico, podemos afirmar que, de acuerdo a la segunda ley de la termodinámica y la entropía, los seres humanos somos seres finitos y por lo tanto mortales por necesidad.
¿Qué proyectos estas llevando a cabo para llegar hacia la meta de aumentar nuestra longevidad y por ende nuestra calidad de vida?
Yo llevo investigando en el campo de la criopreservación y vitrificación tisular desde los años 90, cuando después de mi Fellowship en Cirugía Cardiotorácica en la Universidad de Harvard, Universidad de Washington y en California (Loma Linda), me especialicé en criopreservación tisular en el Centro pionero mundial Cryolife en Atlanta (USA) para posteriormente desarrollar la primera unidad de Homoinjertos cardiacos criopreservados pediátricos de Europa en el Hospital Universitario La Paz de Madrid.
Nosotros hemos investigado y trabajado en el pasado con gusanos de la variedad caenorhabditis elegans. Este gusano es muy pequeño, de apenas 1 mm de longitud y con una longevidad muy escasa, de solamente dos o tres semanas en el laboratorio a una Tª constante de 20 °C.
Este gusano es uno de los organismos más simples existentes a nivel celular, y es un animal eutélico, es decir contando con un número muy limitado y fijo de células, exactamente 959 y con unas peculiaridades especiales ya que puede entrar en una especie de hibernación, siendo resistente al medio donde se encuentre y al envejecimiento.
Recientemente la Universidad de Otago, en Nueva Zelanda, han publicado en la revista Cryobiology, el primer estudio molecular de otro nemátodo, el gusano redondo Panagrolaimus sp. DAW1, capaz de sobrevivir a la congelación interior de sus células, evitando el congelamiento mediante la eliminación de todo su contenido de agua, mediante una deshidratación crioprotectora, que le permite sobrevivir a la congelación intracelular. Explorando los patrones de expresión génica, en este gusano, se han encontrado ciertos genes expresados que son clave para permitirles soportar este estado frio tan extremo.
En Rusia también en Yakutia en Siberia, científicos rusos han visto que la fusión del permafrost, está permitiendo volver a la vida a también gusanos congelados que vivieron en el Pleistoceno, hace más de 42.000 años.
Nosotros ahora estamos trabajando con mamíferos pequeños en un programa de investigación a nivel europeo, el proyecto VitriOrgan de criogenización que lleva asociada técnicas de vitrificación con nanotecnología e inteligencia artificial incorporada.
Usamos nanotecnología aplicada, con unión al anticongelante durante el proceso, en la fase de congelado, de proteínas de unión al hielo, (ice binding proteins iBP) y posteriormente aplicando pulsos magnéticos alternos mediante Tomografía Computerizada asociada, durante la fase de descongelado.
En este proyecto participamos desde la Fundación Vida Plus, que personalmente presido junto con BIONECA (Biomaterials and Advanced Physical Techniques for Regenerative Cardiology and Neurology), grupo de investigación internacional del que soy miembro, con la participación de la Escuela Superior de Ingeniería y Física Aplicada de la Universidad de Sevilla, el Laboratoire Recherches Biochirurgica del Hospital G. Pompidou y la Universidad Paris Descartes de París, el Institute of Biochemistry, de la The Hebrew University of Jerusalem en Israel, el Institut de Recherche Expérimentale et Clinique de la Universite Catholique Louvain de Belgica, el Institut für Mehrphasenprozesse de la Leibniz Universität Hannover en Alemania, y la Mechanical, Electric and Manufacturing Engineering de la Loughborough University en el Reino Unido.
¿Hacia dónde evoluciona la humanidad y la especie?
Desde una perspectiva tanto científica como filosófica e incluso humanística, la evolución de la humanidad es uno de los temas recurrentes que siempre se ha planteado la especie humana a lo largo de los años junto con la pregunta acerca de cuáles son nuestros orígenes y los orígenes de la vida.
Durante miles de millones de años, toda la vida en nuestro planeta, tanto la vida animal como la vida vegetal, han ido evolucionado y desarrollándose conjuntamente a partir de un mismo origen.
¿Hacia dónde evoluciona la humanidad? ¿Cuál será el futuro de nuestra especie? ¿Nos dirigimos hacia la inmortalidad y la vida infinita? Estas preguntas están enfocadas a un concepto deseado y anhelado por la especie humana desde sus orígenes, y que surge como respuesta a la angustia y el miedo que produce en el ser humano la conciencia de su mortalidad, siendo precisamente esta respuesta el origen de todas las religiones.
¿Nos dirigimos hacia el transhumanismo?, entendido este como la corriente filosófica cuya visión del futuro es la creación de una nueva especie hibrida biotecnológica formada por la integración del hombre con la máquina, con la inteligencia artificial.
Personalmente pienso, que ninguno de estos dos conceptos, ni el de inmortalidad ni el del transhumanismo son válidos. Ni la raza humana va a desaparecer como tal, ni la muerte se va a acabar, a pesar de las manifestaciones de unos cuantos “pseudocientíficos iluminados”.
Lo único verdaderamente real, es la mayor supervivencia y longevidad existente en la actualidad, debido sobre todo a factores ambientales -epigenética- y al gran desarrollo de la ciencia actual.
¿Hacia dónde evoluciona la humanidad? ¿Cuál será el futuro de nuestra especie? ¿Seguiremos cambiando como hicieron nuestros ancestros? ¿Los avances de la tecnología y la inteligencia artificial influirán en nuestra evolución?
Aunque muchas de estas preguntas entran de lleno en el terreno de la especulación, en mi opinión el futuro de la humanidad está íntimamente relacionado con el futuro de la medicina y con el desarrollo de la Medicina Regenerativa, donde la genómica y la terapia génica juegan un papel fundamental gracias al desarrollo de las nuevas técnicas de edición génica, como el CRISPR, herramienta molecular que permite “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula y jugando un papel también importante los grandes avances en la ingeniería tisular y la impresión de prótesis biológicas en 4D. Y todo ello para lograr, no cyborg, no seres compuestos de elementos orgánicos y dispositivos cibernéticos, seres híbridos hombre-maquina, sino para mejorar la raza humana mediante la tecnología, lo que yo llamo seres humanos tecnológicamente mejorados (TiH).
