Een eeuw geleden leek orgaantransplantatie zo'n wonderbaarlijke operatie dat de vooruitzichten voor introductie in de geneeskunde vooral door sciencefictionschrijvers werden besproken. Tegenwoordig worden er elk jaar meer dan honderdduizend transplantatieoperaties in de wereld uitgevoerd - van routinematige niertransplantaties tot unieke harttransplantaties. Maar de echte wonderen lijken nog te komen.
HET MYSTERIE VAN PROFESSOR DOWELL
Een van de meest herdrukte romans van de Sovjet-sciencefictionschrijver Alexander Belyaev is professor Dowell's Head, maar weinig mensen weten dat het werd voorafgegaan door een verhaal met dezelfde naam. Toen het verhaal voor het eerst werd gepubliceerd in 1925, voorzag de schrijver het van een korte inleiding, waarin hij vertelde over zijn hedendaagse prestaties op het gebied van transplantatie: “Is het mogelijk om de activiteit van een hart dat uit een vers lijk is gesneden nieuw leven in te blazen en te verlengen? Experimenten met het revitaliseren van het hart zijn al twintig jaar oud en hebben tot gunstige resultaten geleid. Een aantal wetenschappers hebben gewerkt om dit probleem op te lossen: Gaskell en Eswald, Ashov en Tavara, in Amerika - Kerel en anderen."
Van bijzonder belang hier is de achternaam - "Kerel". We hebben het over de Franse chirurg Alexis Carrel, die het prototype was van Dowell en die in 1912 de Nobelprijs ontving voor "werk aan vasculaire hechtingen en transplantatie van bloedvaten en organen". Het algemeen erkende succes van Carrel's operaties, waarover de pers veel schreef, zou als leidraad kunnen dienen voor de verbeelding van Beljajev, hoewel de schrijver zich in zijn inleiding vergiste - Carrel werkte voor in Amerika en in Frankrijk. Transplantatie bleef de focus van de literaire sciencefictionfocus bijna tot het begin van de jaren dertig. Hier is het voldoende om de roman "Amphibian Man" (1928) over een jonge man met haaienkieuwen en het verhaal "Go and go" (1930) over een olifant met een menselijk brein in herinnering te roepen. Maar toen vervaagde de belangstelling, omdat er, zoals Beljajev het leek, geen nieuwe revolutionaire doorbraken waren. Fantastisch had het mis.
ANATOMISCHE CHIMERS
De taken die de transplantatiespecialisten zichzelf oplegden, waren hun tijd zo ver vooruit dat ze niet overeenkwamen met bestaande technologieën. Hierdoor slaagden ze er slechts in geïsoleerde gevallen in om succes te boeken. Neem de hoofdtransplantatie waarover Beljaev schreef.
Promotie video:
Het eerste experiment van deze soort werd op 21 mei 1908 uitgevoerd door de Amerikaan Charles Guthrie. Hij nam twee honden en verbond hun bloedsomloop zodat het bloed van de eerste hond door de kop van de tweede zou gaan; daarna maakte hij het hoofd van de tweede hond los en naaide het aan de basis van de nek van de eerste hond. Het genaaide hoofd leefde maar een paar minuten en toonde de eenvoudigste reflexen, maar het belangrijkste was dat Guthrie de fundamentele mogelijkheid van een dergelijke operatie bewees, die zijn volgelingen inspireerde.
Het duurde echter een halve eeuw om zijn werk tot een acceptabel resultaat te brengen. De Sovjetbioloog Vladimir Petrovich Demikhov, die ook een technische opleiding had genoten, loste de taak op. Hij begon zijn wetenschappelijke carrière al heel vroeg: in 1937 ontwierp hij als derdejaars student een kunsthart en implanteerde dit in een proefhond. Negen jaar later slaagde Demikhov erin om een tweede hart bij een andere hond te implanteren, waardoor de natuurlijke bloedsomloop veranderde, en al snel was hij in staat om het cardiopulmonale complex volledig te transplanteren, wat een echte sensatie werd in de wereldchirurgie. Helaas waren de unieke operaties van Demikhov in de Sovjet-Unie sceptisch en werd hij gedwongen zijn werkplek te veranderen.
Vladimir Demikhov voerde zijn beroemdste experiment uit in een laboratorium in de kelder van het Sklifosovsky Institute for Emergency Medicine: in 1955 transplanteerde hij voor het eerst in de geschiedenis met succes het hoofd van een puppy (met voorpoten, longen en slokdarm) op het lichaam van een volwassen hond. Vervolgens herhaalde Demikhov deze operatie binnen tien jaar twintig keer; een van zijn "anatomische hersenschimmen" leefde een hele maand, ze maakten zelfs een kleurendocumentaire over haar, wat het publiek behoorlijk choqueerde.
Dankzij het werk van Demikhov heeft transplantatie een grote stap voorwaarts gemaakt. Bijvoorbeeld, de Zuid-Afrikaanse chirurg Christian Barnard, die in 1967 de eerste succesvolle menselijke harttransplantatie uitvoerde, noemde Demikhov zijn leraar, en professor Robert White, die in 1970 de kop van een aap van het ene lichaam naar het andere transplanteerde, wezen in zijn rapporten rechtstreeks op ervaringen van de Sovjet-voorganger.
EXPERIMENTEEL KANKER
Ondanks de enorme verwachtingen stuitte transplantatie op het probleem van afstoting van donororganen door het immuunsysteem van de ontvanger (dat wil zeggen, de patiënt aan wie het orgaan is getransplanteerd), en lange tijd konden wetenschappers niet bepalen wat de mate van afstoting bepaalt. Het bleek dat compatibiliteit wordt bepaald door genetische nabijheid, dus de beste donoren zijn de naaste verwanten.
Het immuunsysteem is met succes onderdrukt met cyclosporine, een krachtig medicijn dat in 1972 werd ontdekt. Maar als we het hebben over een hoofdtransplantatie, dan is het nodig om een ander belangrijk probleem op te lossen - de hereniging van het ruggenmerg, zonder welke, in plaats van een nieuwe "chimerische" persoon, een "chimerische" paralytische zal blijken te zijn.
Momenteel wordt het probleem opgelost met behulp van fusogenen - stoffen die de hereniging van bindingen tussen cellen bevorderen, zoals bijvoorbeeld polyethyleenglycol en chitosan. In 2014 toonden Duitse onderzoekers de effectiviteit van polyethyleenglycol (PEG) aan: ratten die verlamd waren door chirurgische scheiding van het ruggenmerg herstelden de locomotorische activiteit binnen een maand.
Het succes van PEG was voor de Italiaanse chirurg Sergio Canavero in 2015 aanleiding om te verklaren dat het huidige medicijnniveau toereikend is om een menselijke hoofdtransplantatie uit te voeren. Hoewel zijn uitspraak in de wetenschappelijke wereld met scepsis werd opgevat, beweegt hij consequent naar zijn doel.
Allereerst reproduceerde hij samen met een groep Zuid-Koreaanse wetenschappers een experiment om het ruggenmerg van experimentele muizen te herstellen met PEG. De volgende stap was het gebruik van de zogenaamde "Texas" PEG-oplossing, waaraan elektrisch geleidende grafeen nanoribbons werden toegevoegd, die dienen om de groei van neuronen in de goede richting te ondersteunen. Hierdoor werd het proces van regeneratie van het ruggenmerg merkbaar versneld: bij experimentele ratten met een beschadigde wervelkolom duurde het volledig herstel van alle functies twee weken, bij een volwassen hond - drie weken.
In september 2016 kondigde Sergio Canavero aan dat hij een succesvolle koptransplantatie bij een aap had uitgevoerd. Bij het experiment werd hij bijgestaan door Chinese wetenschappers. Fusie van het ruggenmerg werd deze keer niet uitgevoerd - de groep oefende technische procedures voor het hechten van de bloedvaten. Om de dood van hersencellen te voorkomen, werd het hoofd gekoeld tot 15 ° C. De "Anatomical Chimera", bestaande uit twee apen, leefde twintig uur en werd ingeslapen.
De Italiaan plande de belangrijkste transplantatieoperatie van het menselijk hoofd voor december 2017. Zijn patiënt zal een dertigjarige Russische programmeur Valery Spiridonov zijn, die lijdt aan een ongeneeslijke genetische ziekte: spinale spieratrofie. De operatie zal waarschijnlijk plaatsvinden in een van de toonaangevende Vietnamese klinieken en zal volgens berekeningen ongeveer zesendertig uur duren.
Veel gerenommeerde wetenschappers die betrokken zijn bij transplantatie of revalidatie van het ruggenmerg hebben nadrukkelijk afstand genomen van Sergio Canavero en noemen hem een 'avonturier'. Ze geloven dat het experiment met de transplantatie van Spiridonov's hoofd op een donorlichaam onvermijdelijk zal mislukken, wat de reputatie negatief zal beïnvloeden.
Wat als de Italiaan slaagt? Dan trekt zijn technologie enorme investeringen aan, omdat het kan worden gebruikt om veel mensen te genezen die gedeeltelijk of volledig verlamd zijn. Toegegeven, de kwestie van donorlichamen zal scherp ter sprake komen, maar dat is een ander verhaal.
Anton Pervushin
