SiNAPSA, sobota, 24. junij 2017

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Mens sana in corpore sano

Komentar k napovedani prvi presaditvi človeške glave

Mara Bresjanac

Če nam opeša srce ali odpovedo ledvice, nam nadomestno srce ali ledvica lahko omogoči ozdravitev in reši življenje. Kaj pa, če nam bolezen sfiži telo, umu pa prizanese? Ali bi nas lahko rešila presaditev naše glave na novo, zdravo telo? Načrtovana presaditev zdravega telesa možgansko mrtvega darovalca na glavo prostovoljnega, telesno neozdravljivo bolnega prejemnika odpira mnogo vprašanj. Protokol napovedane prve presaditve človeške glave predvideva preproste rešitve kompleksnih problemov. Jih znanstveno-raziskovalna spoznanja podpirajo?

Mara Bresjanac

Foto: Uroš Abram

Cilj projekta cefalo-somatske anastomoze s pomenljivim imenom HEAVEN 1 2, je po besedah avtorja, italijanskega nevrokirurga Sergia Canavera, reševanje življenj. Predvideva postopek presaditve zdravega telesa možgansko mrtvega darovalca na zdravo glavo telesno neozdravljivo bolnega prejemnika, ki naj bi z novim telesom pridobil možnost daljšega in kakovostnejšega življenja. Opis protokola za ta poseg nosi ime GEMINI 2. Protokol terja precizno obglavljenje donorja (D) in prejemnika (P) z ultra-ostrim rezilom v anesteziji in ob globoki podhladitvi. Prerezanje obeh vratov in povezavo glave s telesom v himerni organizem (P*D) naj bi izpeljala več kot stoglava ekipa strokovnjakov, ki bi poskrbeli za ustrezno in pravočasno spojitev tkiv v prerezanih vratovih P in D. Kosti, mišice, dihalna ter prebavna cev in žile naj bi bili spojeni s kirurškimi postopki, ki niso niti novi niti posebno zahtevni. Nekaj povsem drugega pa je povezava krnov dveh prerezanih hrbtenjač. Ta je predpogoj za izpolnitev smotra celotnega projekta HEAVEN - prejemnik naj bi novo telo polnovredno uporabljal za zaznavanje, gibanje in vse ostale fiziološke funkcije. Popravljanja prekinjene hrbtenjače s takim izidom po strokovnih poročilih sodeč še ni izpeljal nihče.

Scenarij projekta HEAVEN se začne odvijati s prepoznavo kandidata za novo, zdravo telo. Canavero pričakuje, da bo poseg zanimiv za tetraplegike po poškodbah hrbtenjače, bolnike z metastatsko razširjenim rakom, ki ni zajel možganov, bolnike s progresivnimi mišičnimi distrofijami ali drugimi genetskimi in presnovnimi boleznimi, za katere ni zdravila. Ko je prihodnji prejemnik novega telesa znan, sledi iskanje ustreznega telesnega darovalca, ki je primernega spola, starosti, fizičnih ter imunskih značilnosti in splošnega zdravja, in čigar edina prizadetost živčevja je možganska smrt. Prejemnik in darovalec se med posegom nahajata v isti operacijski dvorani, oba v globoki anesteziji. Glavo P in hrbtenjačo D pred posegom podhladijo (na <15 °C) med stalnim nadzorovanjem vitalnih funkcij in temperature živčevja. Sledi previdno obglavljenje obeh oseb med vratnima vretencema 5 in 6 s skrbnim prerezanjem obeh hrbtenjač z ultra-ostrim rezilom. Glavo P izkrvavijo in preperejo z Ringerjevo laktatno raztopino (4 °C) za preprečitev krvnih strdkov, ki bi po vnovični vzpostavitvi pretoka ovirali prekrvitev možganov in povzročili možgansko kap. Glavo P prenesejo na telo D in zlepijo hrbtenjačne krne s pomočjo polietilenglikola (PEG) ali sorodne snovi, ki omogoči zlitje membran živčnih vlaken v pravilnem položaju znotraj ene do dveh minut. Ko je vzpostavljena kontinuiteta žil, se omogoči pretok krvi iz telesa D skozi glavo P. Temu sledi dokončna povezava ostalih tkiv: sapnika, požiralnika, desetega in enajstega možganskega živca, kosti in mišic ter “šivanje kože za maksimalen kozmetični učinek” 2. Po treh dneh stalnega nadzora v enoti intenzivne terapije bo himerni organizem v umetni komi z imobilizacijo vratu še tri do štiri tedne. V tem času bo potekalo električno draženje (15–60 Hz, 5–9 V) stičišča hrbtenjačnih krnov za spodbujanje povezav med krnoma in za ohranitev vzdražnostnega stanja prek segmentov v bližini hrbtenjačnega spoja. Približno mesec dni od posega bo P*D zbujen in začela se bo rehabilitacija s fizioterapijo.

Canavero izpostavlja štiri ključne značilnosti protokola GEMINI, ki po njegovem mnenju zagotavljajo uspeh projekta2. Garancijo za uspeh povezave hrbtenjač P in D vidi v izjemni ostrini reza, ki naj bi minimiziral poškodbo. Meni, da za obnovo motorične funkcije zadošča popravljanje krajših povezav multisinaptičnih motoričnih prog in si ne gre niti prizadevati za obnovo povezav piramidne proge. Za hitro strukturno obnovo je po Canaverovem mnenju ključna uporaba lepila (npr. PEG) za takojšnje zlitje membran aksonov obeh hrbtenjačnih krnov. Po spojitvi pa bo za funkcijsko okrevanje pomembno električno draženje zlepljene himerne hrbtenjače.

Canavero navaja tudi nekaj možnih zapletov oziroma razlogov za previdnost2. Zaradi nepopolne vzpostavitve povezav, ki prevajajo bolečinske signale iz telesa v možgane, dopušča možnost razvoja pooperacijske bolečine centralno-živčnega izvora. Bolečine te vrste pestijo mnogo ljudi, ki so utrpeli prekinitev živčnih povezav (npr. izguba okončine, poškodba hrbtenjače …). Tovrstne bolečine so izjemno odporne proti zdravljenju in pogost vzrok globokega obupa bolnikov in zdravnikov. Navzlic temu avtor protokola GEMINI pravi, da je “izvor centralne bolečine pojasnjen in zdravilo zanjo obstaja” (3, citirano v 2), a v podporo tej trditvi ne navaja podrobnosti. Canavero pravi, da bo himerni organizem doživljenjsko potreboval imunosupresijo in stalni nadzor imunskih parametrov. Novi organizem bo po mnenju nevrokirurga potreboval tudi strokovno pomoč pri sprejemanju samopodobe in pri vprašanjih glede lastne identitete.

Ali je projekt HEAVEN s protokolom GEMINI znanstveno-raziskovalno utemeljen in ali lahko upravičeno pričakujemo, da bo prva presaditev človeške glave uspešna?

Na kratko: ne.

Glede znanstveno-raziskovalnih spoznanj Canavero utemeljuje svoj načrt:

  1. z opisanimi primeri delno povrnjene funkcije po prekinitvi hrbtenjače pri ljudeh, ki naj bi kazali, da je že 10 % descendentnih spinalnih poti dovolj za uporabno hoteno motoriko;
  2. z maloštevilnimi (navedena sta dva relevantna primera) poskusi na opicah, kjer je podhladitev omogočila presaditev glave “brez nevroloških motenj in brez znakov hiperakutne zavrnitvene reakcije v možganih”4;
  3. s številnimi presaditvami glav pri laboratorijskih glodalcih, kjer naj bi v visokem odstotku prišlo do povrnitve gibalne aktivnosti okončin5;
  4. z izoliranimi podatki o uporabnosti podhladitve, lepila za zlitje celičnih membran, električne stimulacije … za popravljanje okvar živčevja2.

Dvom o uspehu protokola GEMINI predstavljam kot komentarje Canaverovih izhodišč.

Zadostnost majhnega dela povezav v hrbtenjači za uporabno funkcijsko okrevanje

Canavero se sklicuje na opise primerov okrevanja pri posameznikih z ostro poškodbo hrbtenjače1, kjer je šlo za nepopolno prekinitev povezav hrbtenjače istega človeka. Njegova trditev, da za okrevanje uporabne motorike po prekinitvi hrbtenjače zadošča že majhen odstotek povezav, v teh redkih primerih drži, a pri nepopolni prekinitvi so povezave že vzpostavljene. Tudi v najbolje dokumentiranem primeru popravljanja hrbtenjače po ostrem prerezanju6, izmerjenega okrevanja bolnikove motorike nedvoumno ni mogoče pripisati rasti novih vlaken. Popravljanje okvare znotraj istega organizma ni primerljivo s spojitvijo krnov hrbtenjač dveh oseb, kjer bo sleherno okrevanje odvisno od rasti novih povezav med dvema različnima živčnima sistemoma.

Potrditev protokola GEMINI na primatih

Protokol GEMINI naj bi bil preizkušen na opici leta 2015. O tem posegu še ni objave v strokovnem slovstvu, obstaja le nekaj poljudnih poročil7. Himerna žival je bila “iz etičnih razlogov” žrtvovana v dvajsetih urah po posegu. Operaterji niso izvedli spojitve hrbtenjače. Preverili so učinek ohladitve prejemnikove glave na 15 °C. V tem oziru je operacija le ponovila poseg Whitea iz leta 19704. Canavero opisuje ta poseg kot uspeh, ker “žival ni kazala nevrološke oškodovanosti”. A brez lepljenja hrbtenjač obeh opic in brez vpogleda v stanje in delovanje himerne hrbtenjače, osrednji del protokola GEMINI v resnici ni bil niti preverjen, še manj potrjen. Zato zaenkrat ni mogoče soditi o uresničljivosti in uspešnosti tega postopka. V pripravah na tak poseg pri človeku podatek o izidu spojitve hrbtenjače in o morebitni vzpostavitvi zaznavanja in gibanja pri himerni opici je in bo nujen in neizogiben. Terjal bo, da himera po posegu živi še mesece ali leta in je pri tem deležna intenzivne fizioterapevtske oskrbe in meritev, ki bi ovrednotile potek in domet morebitnega funkcijskega okrevanja zaznavanja in motorike. Enak protokol bo nujno ponoviti na različnih živalih, da se ekipa operaterjev uigra in izpili poseg do stopnje ponovljivosti, ki lahko nadaljnjim pacientom s sprejemljivo majhnim tveganjem jamči podobne funkcijske izide pod enakimi izvedbenimi pogoji. Pravzaprav je v pripravah na enak poseg na človeku sklicevanje na etične razloge za hitro prekinitev življenja himerne živali (in s tem nepopolno preverbo protokola GEMINI) zaskrbljujoče.

Potrditev lepljenja prekinjene hrbtenjače za povrnitev motorike

Canavero (ki sam ne želi delati poskusov na živalih) povzema rezultate kolegov, ki so presadili glave ter s pomočjo PEG spojili hrbtenjače miši in pri himerah opazovali delno okrevanje gibalne funkcije sprednjih in zadnjih tačk5. Pri tem je spregledal pomembno razliko med laboratorijskimi glodalci in človekom. Pri podganah s popolno prekinitvijo hrbtenjače pride v visokem odstotku primerov do povrnitve delnega gibanja udov8. Človek po popolni prekinitvi hrbtenjače spontano ni zmožen funkcijsko smiselnega gibanja. Torej ne le, da na temelju uporabe PEG za lepljenje hrbtenjače pri glodalcih ni mogoče pričakovati uspeha istega postopka pri ljudeh, celo pri samih glodalcih opazovana povrnitev funkcije najverjetneje ni posledica uspešne spojitve krnov.

Ustrezne tehnološke rešitve za uspešno presaditev glave so že na voljo, treba jih je le uporabiti

Obstaja precej spodbudnih podatkov o reparativnih posegih v tkivnih kulturah in na perifernih živcih poskusnih živali z različnimi snovmi in električnim draženjem. O poskusih na ljudeh je najti manj ponovljivih rezultatov, nekatera poročila pa so stara več stoletij in zato s stališča sodobne medicine pomanjkljiva (npr. 9). Predvsem pa noben postopek iz protokola GEMINI ni bil ustrezno preverjen za namen, kakršnega predvideva Canavero - za spojitev in spodbujanje rasti živčnih vlaken med krnoma dveh hrbtenjač različnih sesalskih organizmov.

Canaverovo prikazovanje potencialno uporabnih – a nepreverjenih – snovi in postopkov kot zanesljivo delujočih, ne vliva zaupanja v njegovo razsodnost. Canavero izpostavlja, da je za pomembne preboje v znanosti značilno, da jih strokovna in širša javnost sprva težko sprejmeta. Opozarja, da medicina kljub velikemu napredku (in ob velikem vlaganju) za mnoge bolezni in okvare še nima rešitev. Za nasprotovanje projektu HEAVEN GEMINI krivi prav slabo vest stroke, ki ne razpolaga z rešitvami za hudo bolne ljudi in strah stanovskih kolegov, da bo z lastnim uspehom razodel vso njihovo nemoč. S svojim nastopom je dosegel, da mu je stroka prisluhnila: junija 2015 je na predavanju na velikem kongresu ortopedskih kirurgov v ZDA predstavil projekt HEAVEN GEMINI. Zagotovil je, da je pripravljen in kandidatnemu prejemniku novega telesa obljubil uspeh – podaljšanje in izboljšanje kakovosti življenja.

To je več, kot mu dovoljujejo obstoječa znanstveno-raziskovalna spoznanja.

    ___
  1. Canavero S. HEAVEN: The head anastomosis venture Project outline for the first human head transplantation with spinal linkage (GEMINI). Surg Neurol Int 2013; 4 (DOI:10.4103/2152-7806.113444#sthash.L5uzPuNx.dpuf) 

  2. Canavero S. The GEMINI spinal cord fusion protocol: Reloaded. Surg Neurol Int 2015; 6: 18. 

  3. Canavero S, Bonicalzi V. (eds). Central Pain Syndrome. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 

  4. White RJ. Head transplants. Sci Am 1999: 24: 6. 

  5. Ren XP, Song Y, Ye YJ, et al. Allogeneic head and body reconstruction: Mouse model. CNS Neurosci Ther 2014; 20:1056 – 1060. 

  6. Tabakow P, Raisman G, Fortuna W, Czyz M, Huber J, Li D, Szewczyk P, Okurowski S, Miedzybrodzki R, Czapiga B, Salomon B, Halon A, Li Y, Lipiec J, Kulczyk A, Jarmundowicz W. Functional regeneration of supraspinal connections in a patient with transected spinal cord following transplantation of bulbar olfactory ensheathing cells with peripheral nerve bridging. Cell Transplant. 2014; 23: 1631-55. 

  7. http://gizmodo.com/scientists-claim-to-perform-head-transplant-on-monkey-1753832758, dostop 29. marca 2016 

  8. Zhang Y, Ji SR, Wu CY, Fan XH, Zhou HJ, Liu GL. Observation of locomotor functional recovery in adult complete spinal rats with BWSTT using semiquantitative and qualitative methods. Spinal Cord 2007; 45: 496–501. 

  9. Silver JR, Weiner MF. Electrical treatment of spinal cord injuries in the 18th and 19th centuries. J Med Biogr 2013; 21: 75-84 

prof. dr. Mara Bresjanac, dr. med.
Laboratorij za regeneracijo in plastičnost živčevja
Inštitut za patološko fiziologijo
Medicinska fakulteta
Univerza v Ljubljani

Sprejeto: marec 2016
Objavljeno: marec 2016