Czy przeszczep głowy jest możliwy? Historia badań

Całkowite sprzężenie cefalosomatyczne w naukowej nomenklaturze to nic innego jak przyszycie głowy biorcy do korpusu dawcy (przeszczep głowy). Jak pokazują eksperymenty przeprowadzane na zwierzętach, jest to skomplikowany i wieloetapowy proces. Ciało biorcy musi zostać schłodzone do temperatury 12-15°C, co ma pozwolić przetrwać mózgowi krytyczną część zabiegu, kiedy nie będzie połączony z układem krążenia. Bez dostępu tlenu niesionego z krwią neurony umierają w ciągu 2-3 min. Schłodzenie pozwala wydłużyć ten czas do mniej więcej godziny, której potrzebować będą neurochirurdzy, by do przeciętych tętnic dawcy i biorcy wprowadzić rurki zapobiegające ich zapadaniu się, a następnie połączyć je ze sobą.

Potem na wysokości 4. i 5. kręgu szyjnego trzeba przeciąć kręgosłup wraz z potężną wiązką włókien nerwowych tworzących rdzeń kręgowy i łączących mózg z resztą ciała. To jeden z trudniejszych momentów tej skomplikowanej procedury. Cięcie musi być proste i czyste, tak by końcówki włókien nie zostały postrzępione, dzięki czemu - jak pokazuje praktyka - wzrasta szansa na odtworzenie połączeń nerwowych po przymocowaniu głowy do korpusu dawcy.

Kolejnym punktem jest umieszczenie głowy biorcy na korpusie dawcy i połączenie ze sobą kolejnych tkanek - naczyń krwionośnych, tchawicy, przełyku, mięśni, ścięgien itp. Canavero przewiduje, że cały zabieg będzie trwał ok. 72 godzin!

Włoski chirurg planuje pokryć miejsce, w którym rdzeń biorcy będzie się stykał z rdzeniem dawcy, glikolem polietylenowym (PEG), działającym jak spoiwo ułatwiające regenerację włókien nerwowych. Stosowano go już w eksperymentach na zwierzętach. Poświęcone im naukowe publikacje donoszą, że 5 na 8 myszy, którym przecięto rdzeń kręgowy, a następnie spojono go z użyciem PEG, po jakimś czasie odzyskało możliwość poruszania się.

Po zakończonej operacji pacjent ma być utrzymywany w stanie śpiączki farmakologicznej przez co najmniej 30 dni. Ma to zminimalizować przepływ krwi i dać połączonym tkankom czas na wygojenie. Jednocześnie zespolone rdzenie kręgowe będą poddawane elektrostymulacji, która ma pomóc w odtworzeniu połączeń nerwowych¹. Dr Canavero przewiduje, że po wybudzeniu rehabilitacja pacjenta zajmie co najmniej rok.

Wszystko to brzmi całkiem spójnie. Jednak koledzy po fachu Włocha są dość sceptycznie nastawieni do pomysłu i wskazują na przeszkody, które mogą udaremnić plany ambitnego neurochirurga.

Po pierwsze, szacują, że szansa na to, by mózg biorcy wytrzymał schłodzenie, wynosi zaledwie 25%.

Po drugie, wskazują, że jak dotąd nikomu nie udało się połączyć rdzenia kręgowego na wysokości szyi, a podobny eksperyment przeprowadzony na rezusach dowiódł, że w takiej sytuacji pacjent będzie sparaliżowany.

Po trzecie, trudno jest przewidzieć, jak mózg zniesie totalną zmianę tysięcy biochemicznych szczegółów różniących stare i nowe ciało. Jest bardzo prawdopodobne, że po prostu wyłączy swoją najbardziej zaawansowaną funkcję - świadomość². A jeśli nawet tego nie uczyni, to jak przeszczep wpłynie na psychikę biorcy? Czyja osobowość zostanie - ciała czy głowy?

Po czwarte, wiadomo jest, że już przeszczep twarzy wymaga niezwykle intensywnej terapii immunosupresyjnej, która przydusza układ odpornościowy. W przypadku całej głowy trzeba by niemal wyłączyć ochronny system człowieka, co, jak łatwo przewidzieć, może szybko skończyć się śmiercią z powodu pierwszej lepszej infekcji.

Po piąte, w korpusie dawcy będzie znajdował się kompletny układ immunologiczny - szpik, śledziona, węzły chłonne. Dla niego głowa biorcy będzie obca, co z dużym prawdopodobieństwem spowoduje reakcję przeszczep przeciw gospodarzowi. Taki los spotkał zarówno wspomniane rezusy, psy, jak i myszy, którym przeszczepiano głowy.

Przeszczep głowy zwierzęcej

Wszystko zaczęło się od marzenia Stalina o stworzeniu hybrydy człowieka i maszyny. Radzieccy fizjolodzy, próbując zrealizować wizję przywódcy Kraju Rad, wznowili przerwane podczas I wojny światowej eksperymenty. W 1925 r. Siergiej Briuchonienko skonstruował urządzenie podtrzymujące krwiobieg - autożektor. 3 lata później na III Kongresie Fizjologów ZSRR wystawił na pokaz publiczny żyjącą psią głowę. Tak, dokładnie, głowę bez reszty psa! Wiedział już, że przy pomocy autożektora (pierwowzór dzisiejszego płucoserca) i antykoagulantów może utrzymywać ucięte psie łby przy życiu przez ok. 3 godz. Zgromadzonym naukowcom zaprezentował reakcje głowy na różne bodźce. I tak - wzdragała się, słysząc gwałtowne dźwięki, jej źrenice kurczyły się pod wpływem światła, a nawet przełknęła kawałek sera, który natychmiast wypadł z szyi³.

Eksperyment odbił się szerokim echem w całej Europie. Dramaturg Bernard Shaw pisał: "kusi mnie nawet myśl, by odcięto moją własną głowę, tak abym mógł wciąż dyktować sztuki i książki, nie troszcząc się o choroby, nie musząc dbać o strój, jedzenie (...)".

Być może właśnie te osiągnięcia Briuchonienki stały się inspiracją dla Vladimira Demichova, który już na studiach zaczął eksperymentować z przeszczepami na zwierzętach. Zaczęło się niewinnie.

25 października 1946 r. Demichov przeszczepił psu serce oraz płuco szczeniaka; zwierzę przeżyło noc, nad ranem następnego dnia próbowało podnieść się z legowiska, piło i jadło. Kiedy minął kolejny dzień i pies zdawał się wracać do zdrowia, Demichov powiadomił prof. Jewgienija Borysowicza Babskiego, guru radzieckich fizjologów. Ten jeszcze tego samego dnia przyjechał do schroniska, zabrał naukowca wraz z czworonożnym pacjentem do moskiewskiego Naukowo-Badawczego Instytutu im. Mołotowa. Zdjęcia rentgenowskie dowiodły prawdziwości słów badacza.

Wstrząśnięty Babski zwołał konsylium, podczas którego psiak spadł z wysokiego na metr stołu i jego serca się zatrzymały. 8 lat później Demichov do szyi dorosłego owczarka niemieckiego doszył głowę szczenięcia wraz z barkami i przednimi łapami. Choć oba łby korzystały z jednego układu krwionośnego, to jednak wiodły oddzielne życia - spały i budziły się o różnych porach, druga głowa warczała i strzygła uszami niezależnie od pierwszej. Szczeniak jadł i pił samodzielnie, jednak wszystko, co przyjął, wypadało na wygolony kark owczarka. Pirat, bo tak nazwano hybrydę, przeżył 29 dni.

Demichov snuł plany, których nie powstydziliby się pisarze science fiction. Otóż pragnął stworzyć w przyszłości banki chirurgiczne części zamiennych, które powstawałyby przez doszywanie dodatkowych zestawów członków do ludzkich "warzyw", jak określał pacjentów w stanie śmierci mózgowej⁴.

10 lat później, podążając jego tropem, Amerykanin prof. Robert White z Cleveland dokonał przeszczepu głowy u rezusa. Po operacji małpa wciąż mogła słyszeć, wąchać, smakować, jeść i wodzić wzrokiem⁵.  Jednak, jako że operacja obejmowała przecięcie kręgosłupa w odcinku szyjnym, zwierzę było sparaliżowane od szyi w dół. Umarło po 9 dniach od przeszczepu w wyniku odrzucenia głowy przez układ odpornościowy ciała⁶. Dr Jerry Silver, który pracował z chirurgiem, wspomina: "Pamiętam, co się działo, gdy głowa się obudziła. Widać na niej było ogromny grymas bólu i cierpienia. To był okropny widok, uważam, że nigdy więcej nikt nie powinien robić nic podobnego".

Jednak raz puszczonej w ruch maszyny naukowej nie da się zatrzymać. W ostatniej dekadzie zapisy prac Demichova i White'a odkurzyli chińscy uczeni. W oparciu o nie dokonali transplantacji głów u ponad 1 tys. myszy. Gryzonie mogły się samodzielnie poruszać, rozglądać, oddychać czy pić, ale wszystkie umierały w ciągu 3 godz. od przeszczepu⁷. Zdaniem Chińczyków przyczyną była nadmierna utrata krwi i obrzęk mózgu.

Z kolei w Korei Południowej zespół C-Yoon Kima na Konkuk University ćwiczy techniki łączenia przerwanego rdzenia kręgowego myszy.

Przeszczep głowy: marzenie o nieśmiertelności

Sergio Canavero uważa, że nie ma obecnie przeszkód technicznych, by przeprowadzić total body transfer, czyli przeszczep całego ciała. Jego zdaniem wykonano już dostatecznie dużo eksperymentów na zwierzętach, by pokusić się o pierwszą taką transplantację u ludzi. Jednocześnie polemizuje ze sceptykami, powołując się na przypadki pacjentów, u których udało się naprawić uszkodzenia rdzenia kręgowego czy złamania kręgosłupa. Mają w tym swoje zasługi i polscy neurochirurdzy. W 2012 r. przeprowadzili oni pionierską operację strażaka, który 2 lata wcześniej został 18 razy ugodzony nożem, wskutek czego doszło do przecięcia rdzenia kręgowego w odcinku piersiowym.

Mężczyzna stracił czucie od pasa w dół. Zespół dr. Pawła Tabakowa z Kliniki Neurochirurgii Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego we Wrocławiu wszczepił mu jego własne komórki glejowe pobrane z opuszki węchowej oraz fragmenty nerwów obwodowych. Dzięki temu udało się odbudować część przerwanych połączeń. Pacjent po 4 latach rehabilitacji zaczął chodzić, wciąż jednak nie odzyskał pełnej sprawności. Porusza się w ortezach albo z chodzikiem.

I choć terapia ta daje nadzieję osobom sparaliżowanym w wyniku uszkodzenia kręgosłupa, to jednak należy podkreślić, że przebiegała ona z użyciem własnych komórek pacjenta. W sytuacji, gdy należy połączyć 2 obce rdzenie, trudno przewidzieć, jak zachowają się komórki glejowe.

Marzenie o dokonaniu pierwszego przeszczepu całego ciała u człowieka towarzyszy włoskiemu chirurgowi od lat. Już w 2013 r. zapowiadał, że zamierza przeprowadzić taki zabieg. Przyznawał jednak, że jest to bardzo skomplikowane i kosztowne przedsięwzięcie (rzędu kilkunastu milionów euro). Pierwsze podejście zrobił 2 lata temu. Miał nawet ochotnika - rosyjskiego informatyka Valery'ego Spiridonova cierpiącego na rdzeniowy zanik mięśni typu I. Transplantacja miała odbyć się w ubiegłym roku.

Jednak, jako że medyczne instytucje w Europie nie paliły się do podjęcia wyzwania rzuconego przez Włocha, musiał on skorzystać z pomocy zaoferowanej przez chińskie ośrodki naukowe. Ma to jednak swoją cenę. Skoro Canavero będzie korzystał z ich zaplecza technicznego, to Chińczyk ma być pierwszym pacjentem. Kim będzie dawca? Na razie mówi się o osobie zmarłej w wypadku lub... skazanej na śmierć.

Operację przeprowadzi zespół Canavero-Ren. Dr Xiaoping Ren wraz z zespołem przygotowuje się do tego zadania, ćwicząc przeszczepy głowy na nieżywych małpach i podobno ostatnio na ludzkich zwłokach.

- Ta operacja wyznaczy nowe granice w nauce - mówi dr Sergio Canavero.

Trudno jednak oprzeć się myśli, że nie chodzi mu o ratowanie istnień ludzkich - wszak jeden dawca może uratować ich aż 8 - a o nieśmiertelność własnego nazwiska.