Mimo wielkich postępów medycyny nadal nie umiemy powstrzymać starzenia się i wielu przewlekłych chorób. Stąd pokusa, by wymienić zużyte narządy na nowe – nawet wszystkie naraz. Pierwsza
operacja przeszczepu ciała ma odbyć się już w tym roku. Tylko czy będzie miała sens?
Czy istnieje jakieś inne rozwiązanie? Od lat mówi się o przeszczepie całego ciała, czyli tzw. całkowitym sprzężeniu cefalosomatycznym. W czasie tej operacji głowa biorcy jest przyszywana do korpusu dawcy. „Do takiej operacji dojdzie szybciej, niż myślicie” – zapowiada włoski neurochirurg dr Sergio Canavero. Po latach przygotowań zapowiedział, że przełomowy zabieg wykona pod koniec 2017 r. „Nie będzie to tania operacja – jej koszt to ok. 15 mln euro. Dlatego na początku niezbędni będą prywatni sponsorzy. Później, gdy technika zostanie udoskonalona, koszty spadną” – zapowiada dr Canavero.
Mózg sprawny, mięśnie słabną
Pierwszy chętny już czeka. To Walery Spirydonow, 31-letni grafik z Rosji, który cierpi na nieuleczalną chorobę Werdinga-Hoffmanna. Jest ona odmianą rdzeniowego zaniku mięśni – w rdzeniu kręgowym chorego obumierają neurony odpowiedzialne za kontrolę mięśni. Te zaś słabną i zanikają, uniemożliwiając samodzielne chodzenie, siedzenie, posługiwanie się rękami, a w końcu także oddychanie. Mózg Spirydonowa jest sprawny, ale ciało stopniowo odmawia mu posłuszeństwa. Rosjanin wie, że zostało mu niewiele czasu.
„Kiedy dotarło do mnie, że mogę uczestniczyć w czymś naprawdę ważnym, nie wahałem się ani chwili. Zacząłem robić wszystko, by moje marzenie się ziściło. Towarzyszy mi przyjemna niecierpliwość, jakbym przygotowywał się na to przez całe życie” – mówi Spirydonow. Dr Canavero porównuje go do Jurija Gagarina – pierwszego człowieka, który poleciał w kosmos. Neurochirurg chciał, by pierwszy na świecie przeszczep ciała został wykonany w Turynie, z którym jest związany przez całą swoją zawodową karierę. Jednak, jak twierdzi, włoskie środowisko medyczne obróciło się przeciwko niemu – niedawni koledzy po fachu uznali jego pomysł za szaleństwo. „Mam bardzo pozytywny odzew ze strony brytyjskich chirurgów i wierzę, że jest szansa na przeprowadzenie operacji w Wielkiej Brytanii. Trzeba zacząć debatę o etycznych implikacjach takiego zabiegu i czy Brytyjczycy naprawdę chcą, by odbył się w ich kraju” – wyjaśnia dr Canavero.
Wygląda jednak na to, że największe szanse na wykonanie takiej operacji będzie miał poza Europą – w chińskim mieście Harbin. Tamtejsze uczelnie – politechnika i uniwersytet medyczny – zadeklarowały, że udzielą Włochowi wszechstronnej pomocy. Ta druga placówka nadała już nawet dr. Canavero honorowy tytuł profesora.
Jakie przeszkody mogą pojawić się w związku z nowatorską operacją?
1. Nie wiadomo, czy mózg biorcy wytrzyma schłodzenie niezbędne do przeprowadzenia zabiegu. Naukowcy szacują, że ma na to tylko 25 proc. szans.
2. Nikt wcześniej nie połączył rdzenia kręgowego przeciętego na wysokości szyi. Istnieje więc ryzyko, że zakończeń nerwowych nie uda się połączyć, a wówczas pacjent będzie trwale sparaliżowany.
3. W korpusie dawcy będzie znajdował się niemal kompletny układ immunologiczny – m.in. szpik kostny, śledziona i węzły chłonne. Dla tego układu głowa biorcy będzie „obca”. Może wówczas dojść do tzw. reakcji przeszczep przeciw gospodarzowi (GvH, czyli graft versus host). W takiej sytuacji układ odpornościowy dawcy atakuje
tkanki wchodzące w skład głowy biorcy. Może to doprowadzić do śmierci pacjenta
– naukowcy przypuszczają, że z takiego właśnie powodu zwierzęta, którym przeszczepiano głowy podczas eksperymentów, żyły bardzo krótko.
Chirurgiczny maraton
Włoski lekarz twierdzi, że nie szuka sensacji. Jego zdaniem operacje przeszczepienia ciała w przyszłości uratują życie tysiącom ludzi na całym świecie. Przede wszystkim tym z urazami rdzenia kręgowego, ale także osobom z zaawansowanymi nowotworami czy chorobami autoimmunologicznymi. Chodzi o to, by miały one możliwość przeniesienia tego, co najcenniejsze – swego mózgu – do innego ciała.
Sama operacja będzie skomplikowana i wieloetapowa. Ciało biorcy zostanie schłodzone do temperatury 12–15 st. C, co pozwoli mózgowi przetrwać krytyczną część zabiegu – tę, kiedy nie będzie połączony z układem krążenia. Wielkim wyzwaniem będzie przecięcie rdzenia kręgowego – potężnej wiązki włókien nerwowych łączącej mózg z resztą ciała. Dr Canavero przekonuje, że wie, jak wykonać tzw. czyste cięcie. Chodzi o to, by końcówki włókien nie były postrzępione i porozrywane. To zwiększa szanse na odtworzenie połączeń nerwowych po przymocowaniu głowy do korpusu dawcy Ta część operacji będzie przypominała chirurgiczny maraton. Ma potrwać od 36 do 72 godzin, weźmie w niej udział zespół liczący ok. 70 pielęgniarek i 80 chirurgów. Będą oni stopniowo łączyć tkanki dwóch organizmów, czego ukoronowaniem ma być zespolenie przeciętych rdzeni kręgowych. To zadanie ma wykonać sam dr Canavero.
Jak skleić rdzeń kręgowy?
Włoski lekarz chce użyć substancji o nazwie glikol polietylenowy (PEG). Pełni ona rolę kleju ułatwiającego zespolenie błon komórek nerwowych. PEG stosowano już podczas eksperymentów na zwierzętach. Zespół dr. Canavero opublikował trzy prace naukowe opisujące takie zabiegi. W jednej z nich wykorzystano osiem myszy, którym łączono przecięte rdzenie kręgowe z użyciem PEG. Pięć z nich po jakimś czasie odzyskało częściowo możliwość poruszania się.
Dr Canavero jest ostrożny i zakłada, że nawet jeśli operacja przebiegnie zgodnie z planem, nie wszystkie włókna nerwowe u pacjenta zostaną połączone. Ale twierdzi też, że wystarczy, by udało się to w przypadku 10–20 proc. z nich. Wtedy pacjent będzie mógł się samodzielnie poruszać, choć zapewne w ograniczonym stopniu. Efekty mają być widoczne po wybudzeniu pacjenta ze śpiączki farmakologicznej, ale to nastąpi dopiero po co najmniej 30 dniach od zakończenia operacji. Organizm musi mieć czas na to, by połączone tkanki się wygoiły. W tym czasie połączone rdzenie kręgowe będą poddawane elektrostymulacji mającej ułatwiać odtworzenie połączeń nerwowych. Rehabilitacja pacjenta potrwa co najmniej rok. Zdaniem dr. Canavero niezbędne będzie użycie gogli do wirtualnej rzeczywistości lub hipnozy, by pomóc głowie biorcy „zaaklimatyzować się” w ciele dawcy. Dopiero gdy to nastąpi, świat dowie się o powodzeniu zabiegu. „Przez następne sto lat będą mówić o tym w telewizji. To będzie coś więcej niż lądowanie człowieka na Księżycu, największa rewolucja w historii ludzkości. Jeżeli tylko się to uda” – zastrzega lekarz.
Przeszczep ciała – jak to ma wyglądać?
- Początek – dawca korpusu i biorca znajdują się w jednej dużej sali operacyjnej. Zabiegi będą prowadzone równolegle u obydwu.
- Schłodzenie – temperatura ciała biorcy zostanie obniżona do 12–15 st. C, co pozwoli mózgowi na przetrwanie ok. godziny bez dostępu tlenu (bez schłodzenia neurony obumarłyby w ciągu 2–3 minut).
- Cięcie tkanek miękkich – na wysokości 4. i 5. kręgu szyjnego chirurdzy przetną skórę, mięśnie, nerwy i naczynia krwionośne. Do tętnic wprowadzą rurki, które zapobiegną ich zapadaniu się.
- Cięcie kręgosłupa i rdzenia – zostanie przeprowadzona za pomocą tzw. mikrotomu. Dzięki temu końcówki włókien nerwowych mają być równe. Gdyby były poszarpane, ponowne zespolenie rdzenia byłoby o wiele trudniejsze.
- Przeszczep – ciało dawcy będzie w tym samym czasie podobnie przygotowywane. Chirurdzy umieszczą głowę biorcy na korpusie dawcy i zaczną łączyć ze sobą tkanki – na początku główne naczynia krwionośne, by przywrócić krążenie krwi w mózgu, a potem tchawicę, przełyk itd.
- Zespolenie rdzeni kręgowych – miejsce, w którym będą się stykać zostanie pokryte glikolem polietylenowym (PEG). Ma on pełnić rolę kleju ułatwiającego połączenie końcówek włókien nerwowych.
- Regeneracja – po zabiegu pacjent będzie utrzymywany w stanie śpiączki farmakologicznej, by przepływ krwi przez świeżo połączone części ciała był możliwie jak najmniejszy. W odtworzeniu połączeń między przeciętymi rdzeniami kręgowymi ma pomóc elektrostymulacja.
Dwugłowe psy i Frankenmałpa
Czy taka operacja w ogóle ma szanse zakończyć się sukcesem? Do tej pory nikt nie próbował przeprowadzić sprzężenia cefalosomatycznego na człowieku. Ale prof. Władimir Demichow, jeden z najlepszych sowieckich chirurgów, już dawno temu prowadził podobne eksperymenty na psach. Wziął sobie do serca słowa Iwana Pawłowa: „Niekończące się zróżnicowanie w kategorii eksperymentów, na tyle, na ile ludzka pomysłowość pozwala – to naczelna zasada badań w dziedzinie fizjologii”. Eksperymenty rozpoczął w latach 40. XX wieku, a pierwszego dwugłowego psa powołał do życia w 1954 r.
Przeszczepił kawałek szczeniaka – głowę, szyję i przednie łapy – na szyję dorosłego owczarka niemieckiego. Psy miały połączone układy krwionośne i nerwowe. Spośród 24 takich hybryd rekordzista żył 29 dni zanim, tak jak pozostałe, umarł wskutek powikłań pooperacyjnych. Każda z dwóch głów prowadziła – przynajmniej do pewnego stopnia – niezależne życie: inaczej reagowała, w innych porach spała czy jadła. I choć eksperymenty te wzbudziły wielkie kontrowersje, warto pamiętać, że prof. Demichow przyczynił się do rozwoju transplantologii – w 1960 r. opublikował cenioną w środowisku lekarskim pracę o eksperymentalnych przeszczepach.
10 lat później inny zasłużony chirurg – tym razem Amerykanin dr Robert White – dokonał pierwszego udanego przeszczepu głowy u rezusa. Zwierzę nazwane przez media Frankenmałpą przeżyło operację, ale umarło po ośmiu dniach. Przez ten cały czas pozostało sparaliżowane. Dr Canavero powołuje się na ten przykład i twierdzi, że rezus nie cierpiał ani nie wykazywał żadnych nieprawidłowych zachowań.
Innego zdania jest jednak dr Jerry Silver, który pracował razem z dr. White’em. „Pamiętam, co się działo, gdy głowa się obudziła. Widać było na niej ogromny grymas bólu i cierpienia. Pozostała żywa, ale nie długo. To był okropny widok. Uważam, że nigdy więcej nikt nie powinien robić nic podobnego” – mówi. Chińscy uczeni zignorowali te ostrzeżenia. Zespół pod kierownictwem dr. Xiaopinga Rena twierdzi, że dokonał transplantacji głowy u ponad tysiąca myszy. Zwierzęta mogły się samodzielnie poruszać, rozglądać, oddychać czy pić. Ale żadne z nich nie przeżyło dłużej niż trzy godziny. Chińczycy twierdzą, że stało się tak wskutek nadmiernej utraty krwi i obrzęku mózgu. „Eksperymentalna metoda, którą opisaliśmy, pozwala na długotrwałe przeżycie, przybliżając nas do takiej operacji u ludzi” – twierdzi dr Ren. Prawdopodobnie weźmie on udział w operacji planowanej przez dr. Canavero, choć – w odróżnieniu od Włocha – wątpi, by udało się ją przeprowadzić jeszcze w tym roku.
Chłopiec z oderwaną czaszką
Inni lekarze też są sceptyczni, choć podkreślają, że postępy medycyny zwiększają szansę na powodzenie zabiegu. W 2015 roku 16-miesięczny Jaxon Taylor z Australii przeżył wypadek samochodowy, w trakcie którego doznał poważnego urazu. Jego kręgosłup złamał się na wysokości szyi, wskutek czego kompletnie oddzielił się od czaszki – taki stan lekarze nazywają wewnętrzną dekapitacją. Uratowania chłopca pojął się zespół dr. Geoffa Askina, jednego z najwybitniejszych specjalistów od chirurgii
kręgosłupa w Australii. Po sześciu godzinach operacji udało się połączyć czaszkę z kręgosłupem. Po rehabilitacji mały Jaxon zaczął znów chodzić. „Wiele dzieci nie przeżyłoby takiego wypadku. To cud, że rdzeń kręgowy chłopca nie został przerwany” – podkreślał dr Askin.
Jednak i z naprawianiem uszkodzeń rdzenia lekarze radzą sobie coraz lepiej. Przykładem może być nowatorski zabieg, który w 2014 r. wykonali neurochirurdzy z Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego we Wrocławiu. Zespół pod kierownictwem dr. Pawła Tabakowa przywrócił sprawność sparaliżowanemu Dariuszowi Fidyce, którego rdzeń kręgowy został przecięty na wysokości klatki piersiowej wskutek ataku nożem. Lekarze wszczepili mu fragmenty jego własnych nerwów oraz pobrane z nosa tzw. glejowe komórki węchowe. Dzięki temu udało się odbudować część przerwanych połączeń nerwowych. Po latach rehabilitacji Fidyka odzyskał czucie w nogach, coraz lepiej chodzi, a nawet jeździ na rowerze.
Dr Tabakow podkreślał, że sukces był możliwy m.in. dzięki temu, że rdzeń kręgowy pacjenta został przecięty bardzo równo, a odstęp między przerwanymi włóknami nerwowymi był niewielki. Teoretycznie tak samo ma być podczas operacji planowanej przez dr. Canavero. Tyle że w tym przypadku cięcie będzie przebiegać znacznie wyżej – rdzeń kręgowy na wysokości szyi zawiera więcej włókien nerwowych, więc ich połączenie będzie jeszcze większym wyzwaniem.
Uratować jednego czy wielu?
Nic dziwnego, że środowisko naukowe jest wstrząśnięte pomysłem dr. Canavero i nie szczędzi mu krytyki. Nie wiadomo, jak przeszczep ciała może wpłynąć na psychikę biorcy. Rdzeń kręgowy to nie jedyne połączenie głowy z resztą ciała. Dr Canavero przetnie też nerwy tzw. układu autonomicznego, łączące mózg z narządami wewnętrznymi, takimi jak jelita. A w nich znajduje się drugie co do wielkości skupisko tkanki nerwowej w całym organizmie mające ogromny wpływ na samopoczucie człowieka. „Wszyscy mamy jakieś pojęcie człowieczeństwa. Czy człowiekiem jest osoba, do której należy ciało, czy właściciel głowy? A podczas samej operacji – kto tu byłby dawcą, a kto biorcą? Czyja osobowość zostanie: ciała czy głowy?” – pyta Christopher Scott, bioetyk z Uniwersytetu Stanforda. Istnieją też inne obawy natury etycznej.
Przeszczepianie całego korpusu jednej osobie można uznać za marnotrawstwo. Od dawcy zakwalifikowanego do transplantacji można pobrać m.in. płuca, serce, nerki, wątrobę i trzustkę. Każdy z tych narządów mógłby uratować życie jednemu ciężko choremu pacjentowi. W sytuacji gdy tysiące ludzi rocznie umierają, czekając w kolejce do przeszczepu, ratowanie jednego pacjenta za pomocą bardzo ryzykownego zabiegu jest co najmniej wątpliwym pomysłem. Przeciwny operacji jest nawet wspomniany wcześniej dr Jerry Silver. „Rozważanie takiego przeszczepu to moim zdaniem czysta fantastyka. Nie ma szans, by to się mogło udać” – twierdzi. Prof. Hunt Batjer, wybitny neurochirurg z University of Texas Southwestern Medical Center obawia się, że przeszczep zostanie odrzucony – układ odpornościowy dawcy korpusu zaatakuje obcą dla niego głowę. „To byłby los gorszy od śmierci. Nie życzyłbym tego nikomu” – mówi prof. Batjer. Dr Canavero jest jednak zdeterminowany.
„Przeszczep głowy wyznaczy nowe granice w nauce. Niektórzy być może powiedzą, że to ostatnia granica medycyny. To delikatny i kontrowersyjny temat, ale jeżeli przeniesiemy go na praktykę kliniczną, będziemy w stanie uratować wiele istnień ludzkich” – twierdzi jego współpracownik dr Xiaoping Ren. W ciągu najbliższych miesięcy zapewne przekonamy się, czy miał rację.