Przeszczep głowy coraz bliżej? Przełomowe badania

Sergio Canavero o przeprowadzeniu pierwszego na świecie przeszczepu głowy głośno myśli co najmniej od 2013 r. O włoskim neurochirurgu świat tak naprawdę usłyszał dwa lata później, kiedy ogłosił on, że dotychczasowe przeszkody, uniemożliwiające przeprowadzenie tak skomplikowanej transplantacji, są już możliwe do przezwyciężenia.

Canavero znalazł nawet ochotnika i wyznaczył orientacyjną datę operacji. Sparaliżowany Valery Spiridonov przejdzie zabieg przeszczepu głowy w 2017 r. Więcej o szczegółach przełomowej operacji przeczytacie w artykule "Dokonają niemożliwego? Przeszczep głowy już w 2017 roku!"

By skutecznie połączyć dwa końce rdzenia kręgowego, należy precyzyjnie scalić tysiące neuronów. Neurony, skupione jak nitki spaghetti, jeżeli nie zostaną odpowiednio połączone, nigdy nie wytworzą ścieżek przewodzących impulsy elektryczne.

W trzech artykułach, opublikowanych niedawno w "Surgical Neurology International", Canavero i jego zespół opisują, jak udało się im połączyć rdzenie kręgowe 16 myszy i psów. Kluczowe okazało się użycie związku chemicznego o nazwie glikol polietylenowy (PEG). Włoch ujawnił także, że planuje przeprowadzić kolejną fazę testów z użyciem indukcji elektrycznej na świeżych ludzkich zwłokach. Prezentowana technika budzi jednak niepokój w środowisku naukowym.

"Te badania nie potwierdzają, że dokonano jakiegokolwiek przełomu u ludzi" - powiedział Jerry Silver, neurolog z Uniwersytetu Case Wester Reserve.

Canavero i jego wieloletni współpracownik C-Yoon Kim z Uniwersytetu Konkuk w Seulu przerwali rdzeń kręgowy 16 myszom. Następnie w przestrzeń między końcami wyciętymi z rdzenia kręgowego naukowcy wstrzyknęli PEG, a grupie kontrolnej sól fizjologiczną. Po czterech tygodniach 5 z 8 myszy z grupy, którym podano PEG, odzyskały pewną zdolność do przemieszczania się w porównaniu do grupy kontrolnej, która pozostała sparaliżowana.

"W tych publikacjach umieszczamy serię dowodów, które raz na zawsze powinny rozwiać strach przed tym zabiegiem" - wyjaśnił Canavero.

Tymczasem naukowcy z Uniwersytetu Rice w Houston postanowili nieco ulepszyć protokół wykorzystujący PEG. Uczeni przekonują, że poza PEG do zerwanych neuronów warto dodać także grafenowe nanowstążki, które działają jak rusztowanie i umożliwiają przewodzenie impulsów elektrycznych.

"Moją motywacją jest naprawa uszkodzonego rdzenia kręgowego. Jeżeli to zadziała, będziemy mieli przełom w leczeniu urazów rdzenia kręgowego u ludzi. Ale uważamy, że jeżeli pracujesz nad przeszczepem głowy, będziesz potrzebował naszej pomocy" - stwierdził James Tour, jeden z naukowców z Uniwersytetu Rice.

PEG umożliwia tłuszczowi zamkniętemu w błonach komórkowych łączenie się - proces ten może zostać wzmocniony przez nanowstążki, umożliwiając tworzenie się skomplikowanej siatki połączeń.

Nanowstążki robią to w dwojaki sposób: przewodząc prąd elektryczny, który stymuluje wzrost neuronów, i tworząc wspomniane rusztowanie (badania wykazały, że neurony chętniej rosną wzdłuż rusztowania). Rozwiązanie to zostało nazwane Texas-PEG i wydaje się, że faktycznie jest skuteczniejsze od wersji zawierającej jedynie glikol polietylenowy.

Południowokoreańscy uczeni zastosowali technikę Texas-PEG na 5 szczurach, natychmiast po zerwaniu rdzenia kręgowego. 5 gryzoniom podano sól fizjologiczną. Następnego dnia naukowcy stymulowali rdzenie kręgowe szczurów, aby sprawdzić, czy wykazują one jakąkolwiek aktywność elektryczną. Według uczonych, niewielka ilość sygnałów pojawiła się w grupie zwierząt, u których użyto PEG i nanowstążek grafenowych. Żadnej zmiany nie odnotowano w grupie kontrolnej.

W wyniku powodzi w laboratorium 4 z 5 szczurów poddanych terapii zginęło. Dwa dni po zabiegu u jedynego pozostałego przy życiu szczura, u którego zastosowano Texas-PEG, wykazano nieznaczny ruch dobrowolny (niestymulowany elektrycznie) we wszystkich czterech łapach. Tydzień później gryzoń był w stanie stać, choć miał problemy z utrzymaniem równowagi. Po dwóch tygodniach od zabiegu szczur mógł chodzić, stawać na tylnych kończynach i karmić się z użyciem przednich łap. Podobnego efektu nie zaobserwowano u żadnego zwierzęcia w grupie kontrolnej.

W ostatnim eksperymencie koreańscy naukowcy przetestowali oryginalny PEG u psa z niemal kompletnym uszkodzeniem odcinka szyjnego kręgosłupa. Oględziny wykazały, że zwierzę miało przerwane ponad 90 proc. rdzenia kręgowego. Obrażenia były podobne do tych, które obserwujemy u ludzi z ranami kłutymi rdzenia kręgowego.

Dzień po zabiegu pies był całkowicie sparaliżowany, ale po 3 dniach wykazano minimalny ruch we wszystkich czterech kończynach. Po dwóch tygodniach pies był w stanie przyciągnąć tylne kończyny do tułowia, a po trzech tygodniach był w stanie normalnie chodzić. Naukowcy twierdzą, że pies wznowił normalne życie.

Większość naukowców nie chce publicznie komentować przedstawionych wyników badań. "Pies to konkretny przypadek. Nie można zbyt wiele dowiedzieć się o tym eksperymencie, skoro nie było kontroli. Naukowcy twierdzą, że przecięli rdzeń kręgowy w 90 proc., ale nie mają żadnych dowodów na papierze, zaledwie kilka surowych obrazków" - powiedział Silver.

Lekarze woleliby zobaczyć analizę mikroskopową tkanek psa, w celu potwierdzenia, że jego rdzeń kręgowy faktycznie został uszkodzony przed ponownym połączeniem. Jeżeli chodzi o technikę Texas-PEG, to wydaje się ona obiecująca, ale wciąż jest dostępnych za mało danych.

"Na ogół nie podaje się, że 4 z 5 zwierząt poddanych terapii utonęły. W takim wypadku zaczynasz eksperyment od nowa i zwiększasz liczebność próby" - stwierdził Silver.

Zespół Canavero i Kima przekonuje, że kolejne opublikowane przez nich artykuły dostarczą histologicznych dowodów potwierdzających, że rdzenie kręgowe eksperymentalnych zwierząt faktycznie były uszkodzone.

Aby dokonać przeszczepu głowy, niezbędna jest umiejętność połączenia zerwanego rdzenia kręgowego. Kiedy ją opanujemy, będziemy potrzebować 3-4 lat zanim będzie można myśleć o pierwszym przeszczepie.

Cóż, "rok 2017" anonsowany przez Canavero wydaje się datą premiery dobrego filmu science-fiction, a nie największego przełomu w medycynie XXI wieku.