D’un point de vue physique, pensez-vous qu’il serait possible de congeler presque instantanément le sang au point où les cristaux sont suffisamment petits pour ne pas se dilater au-delà de la capacité du canal haversien ? Comment vous y prendriez-vous ?
Non. Lorsque des cristaux de glace se forment, l’espace occupé par chaque molécule se dilate, vous ne pouvez donc pas éviter l’expansion globale. Quelle que soit la taille des cristaux, l’expansion est inévitable.
L’une des alternatives consiste à fabriquer de la « glace amorphe », c’est-à-dire à congeler l’eau si rapidement et sous une pression intense que l’eau ne se cristallise pas et se contente de geler à leur place comme si elle était liquide. Malheureusement, nous n’avons pas trouvé de méthode qui génère de la glace amorphe à 1,00g/mL, et toute la glace amorphe nécessite des pressions extrêmement élevées (~GPa) auxquelles nos structures biologiques ne peuvent pas survivre.
Ne serait-il pas plus efficace de trouver un moyen d’introduire en toute sécurité un produit chimique antigel comme celui observé chez certaines espèces de poissons de l’Arctique ?
Le « produit chimique antigel » de ces espèces de poissons est différent de l’antigel que nous utilisons dans les voitures. Les antigels dans les voitures sont généralement un mélange d’alcools qui abaisse le point de congélation de l’eau (pensez à la vodka stockée dans le congélateur). Ce type d’antigel va détruire les structures biologiques telles que les parois cellulaires et les protéines en bouleversant les interactions hydrophobes.
Les produits chimiques antigel de ces espèces de poissons sont en fait des protéines complexes qui ont une surface semblable à de la glace (protéines antigel/AFP). La meilleure image que j’ai pu trouver est une vignette ici. Les AFP se lient aux petits cristaux de glace en train de se nucléer et les empêchent de continuer à se développer. Cela ne supprime pas les petits cristaux de glace, mais arrête efficacement leur croissance, et évite ainsi les microfractures.
Comme les AFP ne redissolvent pas les cristaux de glace, la réaction n’est pas réversible, et nous devons donc réapprovisionner les AFP régulièrement. On atteindra un certain point où l’on ne pourra plus ajouter d’AFP, et donc cette méthode ne peut pas être utilisée pour conserver quelque chose indéfiniment.
Alternativement, nous avons besoin d’une méthode pour redissoudre les noyaux de glace qui sont liés par les AFP in situ. Une sorte d’IRM/RMN avancée pour repérer les noyaux de glace, et un chauffage laser ciblé, peut-être ?
Pour en savoir plus sur les AFP :
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http://www.nature.com/nature/journal/v308/n5956/abs/308295a0.html
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http://www.nature.com/nature/journal/v375/n6530/abs/375427a0.html
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http://www.nature.com/nature/journal/v429/n6988/abs/429153a.html
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