Contenuto
- Motivi per un trapianto di testa
- Processo di selezione del destinatario del donatore
- Prima dell'intervento
- Processo chirurgico
- Dopo l'intervento chirurgico
- Supporto e coping
Un successivo intervento chirurgico alla colonna vertebrale e una terapia fisica possibilmente estesa potrebbero idealmente recuperare sia la sensazione che la funzione motoria. Tuttavia, funzioni come respirare e mangiare dovrebbero essere supportate temporaneamente da un ventilatore e da un tubo di alimentazione prima che le connessioni tra il cervello e il corpo siano adeguatamente ripristinate.
Insieme alle incertezze sui benefici medici di un trapianto di testa, ci sono anche probabili rischi associati alla procedura, tra cui dolore neuropatico cronico, rigetto del corpo del donatore e tossicità d'organo degli immunosoppressori.
Poiché i metodi chirurgici sono diventati più raffinati e coerenti, procedure come il trapianto di tessuti e organi e il reimpianto (riattacco di una parte del corpo recisa) hanno avuto percentuali di successo relativamente elevate. Con oltre un secolo di progressi nel trapianto, alcuni pazienti e chirurghi hanno iniziato a considerare il trapianto di testa come una potenziale soluzione a malattie progressive che diventano terminali con il tempo ma non influiscono sulla funzione del cervello.
Il successo nelle procedure di trapianto di testa eseguite su topi, cani e scimmie è stato limitato. Molti chirurghi hanno criticato l'attuale livello di successo ottenuto nei modelli animali.
Inoltre, la comunità medica si è chiesta se le tecniche siano sufficientemente sviluppate per eseguire praticamente o eticamente un trapianto di testa su un soggetto umano. È stata contestata anche l'efficacia dell'utilizzo di un corpo donatore per un ricevente piuttosto che per più trapianti di organi. I chirurghi Sergio Canavero e Xiaoping Ren, tra gli altri, hanno in programma di tentare il primo trapianto di testa umana nei prossimi anni. Qual è la teoria che supporta le loro ambizioni?
Motivi per un trapianto di testa
In generale, un trapianto di testa sarebbe indicato quando il cervello di un individuo rimane normale ma la funzione del corpo è gravemente compromessa o si prevede che fallisca in modi che influenzano la sopravvivenza a lungo termine. Non sarebbe usato per prolungare la vita di qualcuno quando il corpo fallisce a causa dei naturali processi di invecchiamento.
Le persone giovani possono essere considerate candidate se hanno subito una lesione acuta del midollo spinale che porta alla quadriparesi, ad esempio, o se hanno una malattia degenerativa progressiva che non colpisce il cervello. La distrofia muscolare porta a una progressiva perdita della funzione respiratoria e della mobilità nei bambini e nei giovani adulti, ma non colpisce il cervello. Anche le persone con tumori inoperabili o avanzati che non hanno metastatizzato al cervello sono state prese in considerazione per il trapianto di testa in quanto esiste. limitato ulteriore trattamento in quella fase.
Il trapianto di testa verrebbe utilizzato come trattamento di ultima linea quando altri interventi medici hanno fallito. Sarebbe limitato dalla disponibilità dei donatori.
Chi non è un buon candidato?
È difficile prevedere chi può o meno essere un candidato ideale per un trapianto di testa. Questi criteri di esclusione saranno sviluppati una volta che la procedura sarà stata implementata e i potenziali rischi di complicanze e fallimento saranno meglio compresi.
Come notato, le anomalie che interessano il cervello sarebbero probabilmente un criterio di esclusione. Qualcuno che si sottopone a un trapianto di testa avrebbe bisogno di avere un grande sostegno sociale, comprese cure mediche continue e assistenza con le attività della vita quotidiana, per mesi se non anni. Anche i costi associati alla procedura stessa sarebbero probabilmente elevati e, come intervento inizialmente sperimentale, potrebbe non essere coperto dall'assicurazione sanitaria.
Processo di selezione del destinatario del donatore
Un donatore di corpi sarebbe qualcuno che ha subito una morte cerebrale, probabilmente a causa di una lesione catastrofica, ma è sostenuto artificialmente fino a quando non può verificarsi il trapianto di testa. Ciò preserverà la salute e la funzione dei tessuti del corpo, che altrimenti dovrebbero essere normali. Il donatore per una procedura di trapianto di testa dovrebbe inoltre corrispondere all'altezza e all'immunotipo del ricevente.
L'intento di servire come donatore di corpi avrebbe probabilmente dovuto essere dichiarato prima della lesione. In alcuni luoghi, la donazione di organi è l'impostazione predefinita, ma la legge attuale probabilmente non affronta la possibilità di donazione di corpi.
Attualmente non ci sono indici formalizzati o sistemi di donazione predisposti per il trapianto di testa, in quanto si tratta di una procedura non ancora provata.
Prima dell'intervento
Come con qualsiasi intervento chirurgico, e più specificamente con qualsiasi trapianto di organi, è necessario un ampio processo per preparare il ricevente alla procedura. Ciò può includere una valutazione medica e psichiatrica completa. Deve essere dimostrato che un trapianto di testa è sia necessario che sicuro e che è probabile che il destinatario di una donazione di corpo abbia successo a lungo termine.
Si potrebbe immaginare una valutazione neurologica formale con imaging per includere una tomografia computerizzata (TC) e una risonanza magnetica (MRI) del cervello, nonché un elettroencefalogramma (EEG). Anche una valutazione cardiovascolare dei vasi della testa e del collo può essere importante con l'angiografia TC o l'ecografia che possono avere un ruolo. Ulteriori valutazioni da parte di uno specialista in orecchio, naso e gola (ORL) e persino un dentista possono avere un ruolo nello screening delle anomalie. Anche uno studio del sonno per cercare l'apnea ostruttiva del sonno può essere importante.
Le valutazioni sistemiche della salute possono essere importanti, identificando i disturbi medici cronici che possono influenzare il successo del trapianto. Ad esempio, possono essere necessari test per infezioni croniche, diabete, disfunzione tiroidea e altre anomalie. Potrebbe essere importante escludere coloro che fumano, consumano alcol o fanno uso di altre droghe illecite.
Per avere un trapianto di testa, può essere importante eliminare completamente il sistema immunitario del corpo donatore per prevenire il rigetto. Ciò potrebbe essere ottenuto con radiazioni e anticorpi, quindi il midollo osseo del ricevente verrebbe utilizzato per sostituire il sistema immunitario del donatore. Gli ostacoli a questo includono mantenere in vita il corpo del donatore senza un sistema immunitario efficace nelle settimane precedenti il trapianto di testa e gli effetti negativi sulle cellule neurali che saranno fuse con quelle del ricevente durante il trapianto.
Processo chirurgico
Nessun trapianto di testa è stato ancora eseguito su una persona. Tuttavia, i chirurghi interessati a eseguire la procedura hanno preparato protocolli che pianificano le fasi di un futuro trapianto di testa. Tuttavia, ci sono state molte critiche da parte di altri esperti medici sul significato o la rilevanza della ricerca sperimentale citata nel protocollo proposto per il trapianto di testa umana, poiché i precedenti chirurgici stabiliti negli animali non sono sempre applicabili alla chirurgia umana. Molti degli strumenti pianificati e le tecniche, come la transezione del midollo spinale, i fusogeni chimici (agenti che consentono alle cellule di fondersi insieme) e la stimolazione del midollo spinale non sono stati ancora ben studiati per il loro uso rilevante nel trapianto di testa umana.
Nel protocollo proposto, quattro squadre di chirurghi lavorerebbero insieme sul ricevente e sul donatore contemporaneamente.
Sostenere le funzioni vitali del corpo
La preparazione chirurgica inizierebbe con una tracheotomia, l'inserimento di un tubo di ventilazione e l'uso di un ventilatore per stabilizzare il corpo del donatore quando la connessione tra cervello e corpo viene interrotta. L'ossigeno nel sangue, la temperatura corporea e la pressione sanguigna sarebbero monitorati con il progredire dell'intervento.
Il flusso sanguigno continuo al corpo del donatore durante il trasferimento è importante per mantenere normali livelli di ossigeno nei tessuti e negli organi del corpo del donatore. I vasi sanguigni principali avrebbero tubi di plastica inseriti (questa cannulazione creerebbe uno shunt). Il flusso sanguigno verrebbe quindi reindirizzato a una macchina di supporto vitale chiamata macchina per l'ossigenazione a membrana extracorporea (ECMO) che fornisce ossigeno al sangue e lo fa circolare indipendentemente dal cuore e dai polmoni.
La temperatura del tessuto spinale del donatore verrebbe abbassata inserendo soluzioni fredde nello spazio lungo la parete vertebrale (epidurale) o tra la dura madre e la membrana aracnoidea del midollo spinale (subdurale).
Quando la temperatura dei tessuti spinali si abbassa, il corpo è pronto per il trapianto.
Preparazione del destinatario
Nel frattempo, la testa del ricevente viene anestetizzata (e l'attività cerebrale è limitata) con la somministrazione di barbiturici o propofol. L'attività cerebrale viene monitorata tramite EEG durante tutto il processo, quindi il ricevente viene sottoposto a una preparazione chirurgica simile a quella del donatore.
Il flusso sanguigno dalla testa viene deviato a una macchina ECMO per renderlo indipendente dal cuore e dai polmoni.
In alternativa, l'interruzione del flusso sanguigno potrebbe essere evitata deviando il flusso sanguigno dalle arterie carotidi e dalle vene giugulari della testa ricevente e del corpo del donatore. Entrambi i metodi mantengono la circolazione continua del sangue al cervello, necessaria per prevenire ictus e morte cerebrale.
Indurre l'ipotermia nel cervello è la chiave per prevenire danni durante la procedura. Temperature più basse dei tessuti riducono il rischio di danni da ossigeno a basso (anossia) al cervello rallentando il suo tasso metabolico. La temperatura del cervello può essere abbassata mediante raffreddamento biventricolare, raffreddamento intra-arterioso o tecniche correlate. Un casco di raffreddamento mantiene quindi l'ipotermia del cervello.
Ulteriori sostanze neuroprotettive come il perftoran, l'idrogeno solforato o la lidocaina potrebbero circolare per limitare l'anossia nel cervello.
Quando la testa del ricevente e il midollo spinale del donatore hanno raggiunto una temperatura sufficientemente bassa (ipotermia profonda), inizia il processo di trapianto.
Tre fasi della chirurgia
Un intervento chirurgico di trapianto di testa potrebbe avere tre fasi:
Approccio anteriore
Per iniziare, l'area del collo del ricevente e del donatore verrebbe aperta, esponendo i muscoli e i vasi sanguigni del collo e della colonna vertebrale. Muscoli e vasi sanguigni sarebbero contrassegnati in modo da poter essere successivamente collegati tra ricevente e donatore.
La trachea e l'esofago verrebbero tagliati, mentre i nervi laringei del ricevente sarebbero mantenuti intatti.
Approccio posteriore
Sia il ricevente che il donatore dovrebbero essere posizionati in modo che sia possibile accedere alla parte posteriore della colonna vertebrale. Verrà eseguito un taglio lungo la lunghezza della colonna vertebrale superiore e il corpo delle vertebre bersaglio e il tessuto della dura sottostante verrebbero tagliati per esporre il midollo spinale.
Anastomosi spinale
Un bisturi verrebbe usato per tagliare il midollo spinale. Una lunghezza extra del midollo spinale sarebbe preservata per consentire i tagli di regolazione per abbinare la lunghezza e i punti di attacco sia del ricevente che del donatore. Quando la testa del ricevente viene rimossa, il sangue verrebbe drenato dalla testa (dissanguato). I vasi sanguigni della testa verrebbero lavati con il lattato di Ringer, che impedirà alla coagulazione del sangue di danneggiare il cervello.
La testa e il corpo sarebbero allineati e una placca in titanio sarebbe stata posizionata sulla parte anteriore della zona del collo per stabilizzare la testa e il corpo. I principali vasi sanguigni del ricevente sarebbero quindi collegati al sistema circolatorio del donatore e inizierebbero a ricevere il sangue.
I muscoli più profondi sarebbero attaccati con punti di sutura, seguiti dall'esofago, dalla trachea e dai muscoli esterni.
Il corpo verrebbe quindi capovolto per terminare l'attaccamento del midollo spinale. I tagli di aggiustamento sarebbero fatti per abbinare la lunghezza tra il ricevente e il donatore, quindi le estremità tagliate del midollo spinale sarebbero fuse utilizzando una colla composta da fusogeni e quindi suturate. Il trattamento con fusogeni consentirebbe idealmente la riparazione dei neuroni danneggiati e il cervello del paziente per formare una connessione neurale con il corpo del donatore.
Una volta che il midollo spinale è collegato, la dura protettiva della colonna vertebrale verrebbe ricucita insieme. È anche possibile che l'inserimento di un apparato di stimolazione del midollo spinale (SCS) simile a un pacemaker nello spazio epidurale dietro la colonna vertebrale possa essere utilizzato per promuovere il recupero dei neuroni.
Complicazioni
La complicanza più probabile correlata a un trapianto di testa sarebbe il fallimento della procedura per stabilire le connessioni necessarie per preservare le normali funzioni corporee.
Ciò può manifestarsi in una perdita di flusso sanguigno cerebrale che porta a ischemia e danni cerebrali, ictus o morte cerebrale. Una perdita di apporto di ossigeno al cervello potrebbe essere altrettanto dannosa. La rottura della barriera emato-encefalica può portare a infezioni o lesioni ai tessuti del cervello.
Il corpo può subire complicazioni simili, con una perdita di flusso sanguigno o di ossigeno che causa danni o insufficienza agli organi.
Se il sistema nervoso non riesce a riconnettersi, ciò può influenzare il movimento, la sensazione e la funzione degli organi (potenzialmente portando a ileo paralitico, vescica neurogena, intestino neurogenico o altri problemi).
Il sistema immunitario può rigettare l'organo trapiantato, creando efficacemente una distruttiva battaglia di logoramento tra la testa e il nuovo corpo.
Dopo l'intervento chirurgico
La chirurgia sarebbe probabilmente seguita da un monitoraggio prolungato nell'unità di terapia intensiva (ICU). La testa, il collo e la colonna vertebrale verrebbero stabilizzati per massimizzare la fusione del midollo spinale.
La respirazione e la circolazione sarebbero mediate attraverso i sistemi di supporto vitale e l'alimentazione dovrebbe essere fornita attraverso un tubo per digiunostomia mentre il movimento si riprende.
Con il progredire del recupero, la terapia fisica simile alla riabilitazione per la tetraplegia verrebbe utilizzata per promuovere le connessioni neurali tra il cervello e il nuovo corpo. Il ripristino della funzione del diaframma, importante per la respirazione indipendente, sarebbe continuamente valutato.
Prognosi
Non ci sono informazioni affidabili per prevedere come farebbe un essere umano dopo che è stato eseguito un trapianto di testa. Una probabilità è che sarebbe necessaria un'immunosoppressione permanente per prevenire il rigetto del corpo donatore. Gli animali che hanno ricevuto trapianti di testa senza l'uso di immunosoppressione sono sopravvissuti per periodi di tempo limitati, da alcune ore a 29 giorni al massimo.
I rischi legati all'immunosoppressione nei trapianti di organi attualmente eseguiti includono un moderato aumento del rischio di infezione o cancro.
Gli immunosoppressori che sono stati considerati per prevenire il rigetto della testa o del corpo del donatore includono:
- Sirolimus
- Tacrolimus
- Ciclosporina A
- Belatacept
- Rapamicina
- Prednisone
- Micofenolato Mofetile
L'uso a dosi elevate e a lungo termine di immunosoppressori potrebbe causare danni secondari agli organi del corpo del donatore, come i reni, a seconda dei farmaci specifici utilizzati e delle quantità necessarie per prevenire il rigetto. Molti degli immunosoppressori elencati non hanno tossicità nota, ma dovranno essere testati per i loro effetti quando usati in combinazione per il trapianto di testa.
Supporto e coping
La consulenza psicologica sarebbe probabilmente utile durante l'adattamento a un nuovo corpo, far fronte agli effetti collaterali dell'intervento e ai principali cambiamenti dello stile di vita. Anche far fronte a esiti sfavorevoli (cioè problemi di recupero della sensibilità, mobilità o funzione intestinale e vescicale) potrebbe rappresentare un ostacolo psicosociale.
Una parola da Verywell
È improbabile che un trapianto di testa possa essere eseguito negli esseri umani nel prossimo futuro. Tuttavia, l'esplorazione teorica dell'argomento, comprese le considerazioni etiche e tecniche, può essere un esercizio interessante. Questi esperimenti mentali ci preparano per una realtà che potrebbe eventualmente essere possibile con il progresso della scienza medica.