La crioconservazione è un metodo per preservare tessuti o cellule biologiche a temperature estremamente basse. Sebbene ci siano molte applicazioni della crioconservazione, gli usi più comuni del processo sono la conservazione di sperma, embrioni, uova e semi di piante. Esiste anche una variante del processo noto come criogenia che cerca di preservare le persone dopo la morte nella speranza di farle rivivere in futuro.
La crioconservazione si verifica quando il tessuto viene congelato, generalmente in azoto liquido, fino a raggiungere un intervallo di temperatura di almeno -148 gradi Fahrenheit (-100 gradi Celsius). A queste temperature, il tessuto si conserva in uno stato simile a quello dell’animazione sospesa. I processi metabolici del tessuto biologico rallentano drasticamente nel freddo estremo, che a sua volta rallenta il naturale processo di decomposizione. La parola crioconservazione deriva dalla parola greca kryos, che significa freddo.
Il processo di crioconservazione non consiste semplicemente nel congelare il tessuto da preservare. Durante il processo di congelamento, i liquidi presenti nelle cellule si espandono mentre si solidificano. Questa espansione causerebbe la distruzione delle cellule e annullerebbe qualsiasi beneficio derivante dal congelamento dei tessuti biologici. La crioconservazione di solito comporta la sostituzione del liquido nel tessuto con una soluzione simile all’antigelo in grado di resistere alle temperature estreme del freddo.
Lo sperma è tipicamente conservato ai fini dell’inseminazione artificiale o della fecondazione in vitro. Quando un maschio fornisce un campione di sperma, il campione viene congelato tra le temperature di -175 gradi Fahrenheit (-115 gradi Celsius) e -320 gradi Fahrenheit (-196 gradi Celsius) per mantenere il campione vitale fino a quando non è richiesto il suo utilizzo. Lo sperma ha una durata massima di soli due o quattro giorni, quindi se lo sperma non viene conservato, può essere notevolmente più difficile eseguire l’inseminazione artificiale o la fecondazione in vitro in un orario conveniente ed efficace.
L’inseminazione artificiale è un metodo per inserire lo sperma negli organi riproduttivi femminili con l’obiettivo di ottenere una gravidanza. Il primo caso di nascita umana a seguito dell’utilizzo di sperma crioconservato si è verificato nei primi anni ‘1950. Gli embrioni possono essere crioconservati per la fecondazione in vitro. Una volta che un uovo è stato fecondato, l’embrione può essere conservato per un lungo periodo di tempo per un uso futuro. Il primo caso di nascita umana da un embrione che era stato crioconservato è stato segnalato nei primi anni ‘1980.
La crioconservazione può essere utilizzata anche per preservare semi e tessuti delle piante. I semi sono spesso congelati per mantenere un record genetico diversificato. I semi sono spesso conservati per l’uso in caso di distruzione su larga scala di piante rare o in via di estinzione. I semi conservati possono quindi essere utilizzati per rigenerare le colture vegetali.
Alcune piante non sono prolifiche produttrici di semi, altrimenti i loro semi non sarebbero più vitali se congelati. In questi casi, i tessuti o le cellule vegetali possono essere crioconservati. La crioconservazione di tessuti e cellule consentirebbe la rigenerazione delle piante senza l’uso di semi.