Inhoud
- Redenen voor een hoofdtransplantatie
- Selectieproces van donorontvanger
- Voor de operatie
- Chirurgisch proces
- Na de operatie
- Ondersteuning en coping
Daaropvolgende chirurgische ingrepen aan de wervelkolom en mogelijk uitgebreide fysiotherapie zouden idealiter zowel het gevoel als de motoriek kunnen herstellen. Functies zoals ademen en eten zouden echter tijdelijk moeten worden ondersteund door een beademingsapparaat en voedingssonde voordat de verbindingen tussen de hersenen en het lichaam voldoende worden hersteld.
Naast de onzekerheden over de medische voordelen van een hoofdtransplantatie, zijn er ook waarschijnlijke risico's verbonden aan de procedure, waaronder chronische neuropathische pijn, afstoting van het donorlichaam en orgaantoxiciteit van immunosuppressiva.
Naarmate chirurgische methoden verfijnder en consistenter zijn geworden, hebben procedures zoals transplantatie van weefsels en organen en herplantatie (opnieuw bevestigen van een afgesneden lichaamsdeel) relatief hoge slagingspercentages gehad. Met meer dan een eeuw vooruitgang in transplantatie, zijn sommige patiënten en chirurgen hoofdtransplantatie gaan beschouwen als een mogelijke oplossing voor progressieve ziekten die na verloop van tijd terminaal worden maar geen invloed hebben op de functie van de hersenen.
Er is beperkt succes geweest bij hoofdtransplantatieprocedures bij muizen, honden en apen. Veel chirurgen zijn kritisch geweest over het huidige succesniveau dat is bereikt in diermodellen.
Bovendien heeft de medische gemeenschap zich afgevraagd of de technieken voldoende ontwikkeld zijn om praktisch of ethisch een hoofdtransplantatie bij een mens uit te voeren. De effectiviteit van het gebruik van een donorlichaam voor één ontvanger in plaats van meerdere orgaantransplantaties is ook betwist. Onder meer de chirurgen Sergio Canavero en Xiaoping Ren zijn van plan om de komende jaren de eerste transplantatie van het menselijk hoofd te proberen. Wat is de theorie die hun ambities ondersteunt?
Redenen voor een hoofdtransplantatie
Over het algemeen is een hoofdtransplantatie aangewezen wanneer de hersenen van een persoon normaal blijven, maar de functie van het lichaam ernstig wordt aangetast of naar verwachting zal mislukken op manieren die de overleving op lange termijn beïnvloeden. Het zou niet worden gebruikt om iemands leven te verlengen als het lichaam tekortschiet in natuurlijke verouderingsprocessen.
Jonge mensen kunnen in aanmerking komen als ze een acute dwarslaesie hebben opgelopen die bijvoorbeeld tot quadriparese heeft geleid, of als ze een progressieve, degeneratieve ziekte hebben die de hersenen niet aantast. Spierdystrofie leidt tot een progressief verlies van ademhalingsfunctie en mobiliteit bij kinderen en jongvolwassenen, maar heeft geen invloed op de hersenen. Mensen met inoperabele of gevorderde kankers die niet zijn uitgezaaid naar de hersenen, zijn ook overwogen voor een hoofdtransplantatie. beperkte verdere behandeling in dat stadium.
Hoofdtransplantatie zou als laatste behandeling worden gebruikt wanneer andere medische ingrepen hebben gefaald. Het zou worden beperkt door de beschikbaarheid van donoren.
Wie is geen goede kandidaat?
Het is moeilijk te voorspellen wie al dan niet een ideale kandidaat is voor een hoofdtransplantatie. Deze uitsluitingscriteria zouden worden ontwikkeld zodra de procedure is geïmplementeerd en de potentiële risico's voor complicaties en mislukking beter worden begrepen.
Zoals opgemerkt, zouden afwijkingen die de hersenen aantasten waarschijnlijk een uitsluitingscriterium zijn. Iemand die een hoofdtransplantatie ondergaat, zou veel sociale ondersteuning nodig hebben, inclusief continue medische zorg en hulp bij dagelijkse activiteiten, maanden of zelfs jaren. De kosten in verband met de procedure zelf zouden waarschijnlijk ook omvangrijk zijn, en als een aanvankelijk experimentele interventie wordt deze mogelijk niet gedekt door de ziektekostenverzekering.
Selectieproces van donorontvanger
Een lichaamsdonor is iemand die hersendood heeft geleden, waarschijnlijk door een catastrofale verwonding, maar toch kunstmatig in stand is gehouden totdat de hoofdtransplantatie kan plaatsvinden. Dit zou de gezondheid en functie van de lichaamsweefsels behouden, wat anders normaal zou moeten zijn. De donor voor een hoofdtransplantatieprocedure zou verder moeten passen bij de lengte en het immunotype van de ontvanger.
De intentie om als lichaamsdonor te dienen, zou waarschijnlijk voorafgaand aan het letsel moeten zijn vermeld. Op sommige plaatsen is orgaandonatie de standaard, maar de huidige wetgeving pakt waarschijnlijk niet de mogelijkheid van lichaamsdonatie aan.
Momenteel zijn er geen geformaliseerde indexen of donatiesystemen opgezet voor hoofdtransplantatie, aangezien het een nog niet bewezen procedure is.
Voor de operatie
Zoals bij elke operatie, en meer specifiek bij elke orgaantransplantatie, is er een uitgebreid proces nodig om de ontvanger voor te bereiden op de procedure. Dit kan een volledige medische en psychiatrische evaluatie omvatten. Er moet worden aangetoond dat een hoofdtransplantatie zowel noodzakelijk als veilig is en dat de ontvanger van een lichaamsdonatie waarschijnlijk op lange termijn succes zal hebben.
Men zou zich kunnen voorstellen dat een formele neurologische evaluatie met beeldvorming een computertomografie (CT) -scan en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) van de hersenen omvat, evenals een elektro-encefalogram (EEG). Een cardiovasculaire beoordeling van de bloedvaten van het hoofd en de nek kan ook belangrijk zijn bij CT-angiografie of echografie die waarschijnlijk een rol speelt. Verdere beoordelingen door een KNO-arts (oor, neus en keel) en zelfs een tandarts kunnen een rol spelen bij het screenen op afwijkingen. Zelfs een slaaponderzoek om obstructieve slaapapneu op te sporen, kan belangrijk zijn.
Systemische beoordelingen van de gezondheid kunnen belangrijk zijn om chronische medische aandoeningen te identificeren die het succes van een transplantatie kunnen beïnvloeden. Het kan bijvoorbeeld nodig zijn om te testen op chronische infecties, diabetes, schildklierdisfunctie en andere afwijkingen. Het kan belangrijk zijn om degenen die roken, alcohol gebruiken of andere illegale drugs gebruiken, uit te sluiten.
Om een hoofdtransplantatie te ondergaan, kan het belangrijk zijn om het immuunsysteem van het donorlichaam volledig te elimineren om afstoting te voorkomen. Dit kan worden bereikt met bestraling en antilichamen, waarna het eigen beenmerg van de ontvanger wordt gebruikt om het immuunsysteem van de donor te vervangen. Belemmeringen hiervoor zijn onder meer het in leven houden van het donorlichaam zonder een effectief immuunsysteem in de weken voorafgaand aan de hoofdtransplantatie en negatieve effecten op de neurale cellen die tijdens de transplantatie zullen versmelten met die van de ontvanger.
Chirurgisch proces
Er is nog geen hoofdtransplantatie bij een persoon uitgevoerd. Desalniettemin hebben chirurgen die geïnteresseerd zijn in het uitvoeren van de procedure protocollen opgesteld voor het plannen van de stappen van een toekomstige hoofdtransplantatie. Er zijn echter veel kritiek van andere medische experts op de betekenis of relevantie van experimenteel onderzoek dat wordt aangehaald in het voorgestelde protocol voor transplantatie van het menselijk hoofd, aangezien chirurgische precedenten bij dieren niet altijd van toepassing zijn op menselijke chirurgie. en technieken, zoals doorsnijding van het ruggenmerg, chemische fusogenen (middelen die cellen laten samensmelten) en stimulatie van het ruggenmerg zijn nog niet goed bestudeerd voor hun relevante gebruik bij transplantatie van het menselijk hoofd.
In het voorgestelde protocol zouden vier chirurgenteams tegelijkertijd samenwerken aan de ontvanger en donor.
Ondersteuning van vitale functies van het lichaam
De voorbereiding van een operatie zou beginnen met een tracheotomie, het inbrengen van een beademingsslang en het gebruik van een beademingsapparaat om het donorlichaam te stabiliseren wanneer de verbinding tussen de hersenen en het lichaam wordt verbroken. Bloedzuurstof, lichaamstemperatuur en bloeddruk worden gecontroleerd naarmate de operatie vordert.
Een continue bloedstroom naar het donorlichaam tijdens de overdracht is belangrijk om normale zuurstofniveaus in de weefsels en organen van het donorlichaam te behouden. Voor grote bloedvaten zouden plastic buizen zijn ingebracht (deze canulatie zou een shunt creëren). De bloedstroom zou dan worden omgeleid naar een levensondersteunende machine, een extracorporale membraanoxygenatie (ECMO) -machine genaamd, die zuurstof aan het bloed levert en het onafhankelijk van het hart en de longen laat circuleren.
De temperatuur van het ruggenmergweefsel van de donor zou worden verlaagd door koude oplossingen in de ruimte langs de wervelwand (epiduraal) of tussen de dura mater en het arachnoïdale membraan van het ruggenmerg (subduraal) in te brengen.
Naarmate de temperatuur van het ruggenmergweefsel daalt, wordt het lichaam klaar voor de transplantatie.
De ontvanger voorbereiden
Ondertussen wordt het hoofd van de ontvanger verdoofd (en is de hersenactiviteit beperkt) bij toediening van barbituraat of propofol. De hersenactiviteit wordt gedurende het hele proces via EEG gevolgd en de ontvanger ondergaat dan een vergelijkbare chirurgische voorbereiding als de donor.
De bloedstroom uit het hoofd wordt omgeleid naar een ECMO-machine om deze onafhankelijk te maken van het hart en de longen.
Als alternatief zou een onderbreking van de bloedstroom kunnen worden vermeden door de bloedstroom uit de halsslagaders en halsaderen van het ontvangende hoofd en het donorlichaam te overbruggen. Beide methoden zorgen voor een continue bloedcirculatie naar de hersenen, wat nodig is om beroerte en hersendood te voorkomen.
Het induceren van onderkoeling in de hersenen is de sleutel om schade tijdens de procedure te voorkomen. Lagere weefseltemperaturen verminderen het risico op lage zuurstofschade (anoxie) aan de hersenen door de stofwisseling te vertragen. De temperatuur van de hersenen kan worden verlaagd door biventriculaire koeling, intra-arteriële koeling of aanverwante technieken. Een koelhelm zorgt dan voor onderkoeling van de hersenen.
Aanvullende neuroprotectieve stoffen zoals perftoran, waterstofsulfide of lidocaïne kunnen worden verspreid om anoxie in de hersenen te beperken.
Wanneer het ontvangende hoofd en het donorruggenmerg een voldoende lage temperatuur hebben bereikt (diepe onderkoeling), begint het transplantatieproces.
Drie fasen van chirurgie
Een hoofdtransplantatie-operatie zou mogelijk drie fasen hebben:
Anterieure benadering
Om te beginnen zou het nekgebied van de ontvanger en donor worden geopend, waardoor de spieren en de bloedvaten van de nek en de wervelkolom bloot kwamen te liggen. Spieren en bloedvaten zouden worden gemarkeerd zodat ze later kunnen worden verbonden tussen ontvanger en donor.
De luchtpijp en slokdarm zouden worden doorgesneden, terwijl de laryngeale zenuwen van de ontvanger intact zouden blijven.
Posterieure benadering
De ontvanger en donor worden beide zo geplaatst dat de achterkant van de wervelkolom toegankelijk is. Er zou een snee langs de lengte van de bovenste wervelkolom worden gemaakt en het lichaam van de doelwervels en het dura-weefsel eronder zou worden doorgesneden om het ruggenmerg bloot te leggen.
Spinale anastomose
Een scalpel zou worden gebruikt om door het ruggenmerg te snijden. Een extra lengte van het ruggenmerg zou worden behouden om aanpassingen mogelijk te maken die overeenkomen met de lengte en bevestigingspunten van zowel de ontvanger als de donor. Wanneer het hoofd van de ontvanger wordt verwijderd, wordt het bloed uit het hoofd afgevoerd (bloedverlies). De bloedvaten van het hoofd worden doorgespoeld met Ringer's lactaat, waardoor wordt voorkomen dat bloedstolling de hersenen beschadigt.
Het hoofd en het lichaam zouden worden uitgelijnd en een titanium plaat zou op de voorkant van de nek worden geplaatst om het hoofd en lichaam te stabiliseren. De belangrijkste bloedvaten van de ontvanger worden dan verbonden met de bloedsomloop van de donor en beginnen bloed te ontvangen.
De diepste spieren zouden worden vastgemaakt met hechtingen, gevolgd door de slokdarm, luchtpijp en buitenste spieren.
Het lichaam zou dan worden omgedraaid om de bevestiging van het ruggenmerg te voltooien. De aanpassingssneden zouden worden gemaakt om overeen te komen met de lengte tussen de ontvanger en de donor, vervolgens zouden de afgesneden uiteinden van het ruggenmerg worden versmolten met behulp van een lijm die is samengesteld uit fusogenen en vervolgens worden gehecht. Behandeling met fusogenen zou idealiter het mogelijk maken dat de beschadigde neuronen worden hersteld en dat de hersenen van de patiënt een neurale verbinding met het donorlichaam vormen.
Zodra het ruggenmerg is aangesloten, wordt de beschermende dura van de wervelkolom weer aan elkaar genaaid. Het is ook mogelijk dat het inbrengen van een pacemaker-achtig ruggenmergstimulatie (SCS) -apparaat in de epidurale ruimte achter de wervelkolom kan worden gebruikt om het herstel van neuronen te bevorderen.
Complicaties
De meest waarschijnlijke complicatie die verband houdt met een hoofdtransplantatie is het mislukken van de procedure om de vereiste verbindingen tot stand te brengen om normale lichaamsfuncties te behouden.
Dit kan zich uiten in verlies van cerebrale bloedstroom, wat leidt tot ischemie en hersenbeschadiging, beroerte of hersendood. Een verlies van zuurstoftoevoer naar de hersenen kan evenzo schadelijk zijn. Een verstoring van de bloed-hersenbarrière kan leiden tot infectie of letsel aan de hersenweefsels.
Het lichaam kan soortgelijke complicaties hebben, waarbij een verlies van bloedstroom of zuurstof leidt tot orgaanschade of -falen.
Als het zenuwstelsel niet opnieuw verbinding maakt, kan dit de beweging, het gevoel en de functie van organen beïnvloeden (mogelijk leidend tot paralytische ileus, neurogene blaas, neurogene darm of andere problemen).
Het immuunsysteem kan het getransplanteerde orgaan afstoten, waardoor een vernietigende uitputtingsslag tussen het hoofd en het nieuwe lichaam ontstaat.
Na de operatie
Een operatie zou waarschijnlijk worden gevolgd door langdurige monitoring op de intensive care (ICU). Het hoofd, de nek en de wervelkolom zouden worden gestabiliseerd om de fusie van het ruggenmerg te maximaliseren.
Ademhaling en circulatie zouden worden gemedieerd door levensondersteunende systemen, en voeding zou via een jejunostomieslang moeten worden geleverd terwijl de beweging herstelt.
Naarmate het herstel vordert, zou fysiotherapie vergelijkbaar met revalidatie voor quadriplegie worden gebruikt om neurale verbindingen tussen de hersenen en het nieuwe lichaam te bevorderen. Het herstel van de diafragmafunctie, belangrijk voor onafhankelijke ademhaling, zou voortdurend worden beoordeeld.
Prognose
Er is geen betrouwbare informatie om te voorspellen hoe een mens het zou doen nadat een hoofdtransplantatie is uitgevoerd. Een kans is dat levenslange immunosuppressie nodig zou zijn om afstoting van het donorlichaam te voorkomen. Dieren die een hoofdtransplantatie hebben ondergaan zonder gebruik te maken van immunosuppressie, overleefden gedurende een beperkte tijdsperiode, van enkele uren tot maximaal 29 dagen.
Risico's in verband met immunosuppressie bij orgaantransplantaties die momenteel worden uitgevoerd, zijn onder meer een matig verhoogd risico op infectie of kanker.
Immunosuppressiva die zijn overwogen om afstoting van het hoofd of het donorlichaam te voorkomen, zijn onder meer:
- Sirolimus
- Tacrolimus
- Cyclosporine A
- Belatacept
- Rapamycin
- Prednison
- Mycofenolaatmofetil
Langdurig gebruik van immunosuppressiva in hoge doses kan secundaire schade aan de organen van het donorlichaam, zoals de nieren, veroorzaken, afhankelijk van de specifieke medicijnen die worden gebruikt en de hoeveelheden die nodig zijn om afstoting te voorkomen. Verschillende van de vermelde immunosuppressiva hebben geen bekende toxiciteit, maar zullen moeten worden getest op hun effecten wanneer ze in combinatie worden gebruikt voor hoofdtransplantatie.
Ondersteuning en coping
Psychologische counseling zou waarschijnlijk nuttig zijn bij het aanpassen aan een nieuw lichaam, het omgaan met bijwerkingen van de operatie en grote veranderingen in levensstijl. Omgaan met ongunstige resultaten (d.w.z. problemen met het herstellen van gevoel, mobiliteit of darm- en blaasfunctie) zou waarschijnlijk ook psychosociale obstakels opleveren.
Een woord van Verywell
Het is onwaarschijnlijk dat in de nabije toekomst een hoofdtransplantatie bij mensen kan worden uitgevoerd. Desalniettemin kan de theoretische verkenning van het onderwerp, inclusief de ethische en technische overwegingen, een interessante oefening zijn. Deze gedachte-experimenten bereiden ons voor op een realiteit die uiteindelijk mogelijk zal worden naarmate de medische wetenschap vordert.