Inhalt
- Gründe für eine Kopftransplantation
- Auswahlverfahren für Spenderempfänger
- Vor der Operation
- Chirurgischer Prozess
- Nach der Operation
- Unterstützung und Bewältigung
Eine anschließende Wirbelsäulenchirurgie und eine möglicherweise umfangreiche physikalische Therapie könnten idealerweise sowohl die Empfindung als auch die motorische Funktion wiederherstellen. Funktionen wie Atmen und Essen müssten jedoch vorübergehend von einem Beatmungsgerät und einer Ernährungssonde unterstützt werden, bevor die Verbindungen zwischen Gehirn und Körper ausreichend wiederhergestellt werden können.
Neben den Unsicherheiten hinsichtlich des medizinischen Nutzens einer Kopftransplantation bestehen wahrscheinlich auch Risiken im Zusammenhang mit dem Verfahren, einschließlich chronischer neuropathischer Schmerzen, Abstoßung des Spenderkörpers und Organtoxizität von Immunsuppressiva.
Da die chirurgischen Methoden verfeinert und konsistenter geworden sind, hatten Verfahren wie die Transplantation von Geweben und Organen sowie die Replantation (Wiederanbringen eines abgetrennten Körperteils) relativ hohe Erfolgsraten. Mit über einem Jahrhundert der Fortschritte bei der Transplantation haben einige Patienten und Chirurgen begonnen, die Kopftransplantation als mögliche Lösung für fortschreitende Krankheiten zu betrachten, die mit der Zeit unheilbar werden, aber die Funktion des Gehirns nicht beeinträchtigen.
Es gab nur begrenzte Erfolge bei Kopftransplantationsverfahren, die an Mäusen, Hunden und Affen durchgeführt wurden. Viele Chirurgen kritisierten den aktuellen Erfolg, der in Tiermodellen erzielt wurde.
Darüber hinaus hat die medizinische Gemeinschaft in Frage gestellt, ob die Techniken ausreichend entwickelt sind, um eine Kopftransplantation an einem menschlichen Subjekt praktisch oder ethisch durchzuführen. Die Wirksamkeit der Verwendung eines Spenderkörpers für einen Empfänger anstelle mehrerer Organtransplantationen ist ebenfalls umstritten. Die Chirurgen Sergio Canavero und Xiaoping Ren planen unter anderem, in den kommenden Jahren die erste Transplantation des menschlichen Kopfes durchzuführen. Welche Theorie stützt ihre Ambitionen?
Gründe für eine Kopftransplantation
Im Allgemeinen wäre eine Kopftransplantation angezeigt, wenn das Gehirn einer Person normal bleibt, die Körperfunktion jedoch stark beeinträchtigt ist oder in einer Weise versagt, die das langfristige Überleben beeinflusst. Es würde nicht verwendet werden, um das Leben eines Menschen zu verlängern, wenn der Körper aufgrund natürlicher Alterungsprozesse versagt.
Junge Menschen können als Kandidaten angesehen werden, wenn sie beispielsweise eine akute Rückenmarksverletzung erlitten haben, die zu einer Quadriparese führt, oder wenn sie eine fortschreitende, degenerative Erkrankung haben, die das Gehirn nicht betrifft. Muskeldystrophie führt bei Kindern und jungen Erwachsenen zu einem fortschreitenden Verlust der Atemfunktion und Mobilität, wirkt sich jedoch nicht auf das Gehirn aus. Menschen mit inoperablem oder fortgeschrittenem Krebs, die nicht ins Gehirn metastasiert sind, wurden ebenfalls für eine Kopftransplantation in Betracht gezogen begrenzte weitere Behandlung in diesem Stadium.
Eine Kopftransplantation würde als Last-Line-Behandlung eingesetzt, wenn andere medizinische Eingriffe fehlgeschlagen sind. Dies würde durch die Verfügbarkeit von Spendern begrenzt.
Wer ist kein guter Kandidat?
Es ist schwer vorhersehbar, wer ein idealer Kandidat für eine Kopftransplantation sein kann oder nicht. Diese Ausschlusskriterien würden entwickelt, sobald das Verfahren implementiert ist und die potenziellen Risiken für Komplikationen und Misserfolge besser verstanden werden.
Wie bereits erwähnt, wären Anomalien, die das Gehirn betreffen, wahrscheinlich ein Ausschlusskriterium. Jemand, der sich einer Kopftransplantation unterzieht, müsste monatelang, wenn nicht sogar jahrelang, viel soziale Unterstützung erhalten, einschließlich kontinuierlicher medizinischer Versorgung und Unterstützung bei Aktivitäten des täglichen Lebens. Die mit dem Verfahren selbst verbundenen Kosten wären wahrscheinlich ebenfalls beträchtlich, und als anfänglich experimentelle Intervention kann es sein, dass es nicht durch die Krankenversicherung gedeckt ist.
Auswahlverfahren für Spenderempfänger
Ein Körperspender wäre jemand, der einen Hirntod erlitten hat, wahrscheinlich aufgrund einer katastrophalen Verletzung, aber künstlich aufrechterhalten wird, bis die Kopftransplantation stattfinden kann. Dies würde die Gesundheit und Funktion des Körpergewebes erhalten, was ansonsten normal sein sollte. Der Spender für ein Kopftransplantationsverfahren müsste ferner der Größe und dem Immunotyp des Empfängers entsprechen.
Die Absicht, als Körperspender zu dienen, müsste wahrscheinlich vor der Verletzung erklärt worden sein. In einigen Ländern ist die Organspende die Standardeinstellung, aber das derzeitige Gesetz befasst sich wahrscheinlich nicht mit der Möglichkeit einer Körperspende.
Derzeit sind keine formalisierten Indizes oder Spendensysteme für die Kopftransplantation eingerichtet, da dies ein noch nicht erprobtes Verfahren ist.
Vor der Operation
Wie bei jeder Operation und insbesondere bei jeder Organtransplantation ist ein umfangreiches Verfahren erforderlich, um den Empfänger auf das Verfahren vorzubereiten. Dies kann eine vollständige medizinische und psychiatrische Bewertung umfassen. Es muss nachgewiesen werden, dass eine Kopftransplantation sowohl notwendig als auch sicher ist und dass der Empfänger einer Körperspende wahrscheinlich langfristig Erfolg hat.
Man könnte sich eine formale neurologische Bewertung mit Bildgebung vorstellen, die eine Computertomographie (CT) und eine Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns sowie ein Elektroenzephalogramm (EEG) umfasst. Eine kardiovaskuläre Beurteilung der Gefäße von Kopf und Hals kann auch wichtig sein, wenn die CT-Angiographie oder die Sonographie wahrscheinlich eine Rolle spielen. Weitere Untersuchungen durch einen HNO-Spezialisten und sogar einen Zahnarzt können eine Rolle bei der Suche nach Anomalien spielen. Sogar eine Schlafstudie zur Suche nach obstruktiver Schlafapnoe kann wichtig sein.
Systemische Gesundheitsbewertungen können wichtig sein, um chronische medizinische Störungen zu identifizieren, die den Transplantationserfolg beeinflussen können. Beispielsweise können Tests auf chronische Infektionen, Diabetes, Funktionsstörungen der Schilddrüse und andere Anomalien erforderlich sein. Es kann wichtig sein, diejenigen auszuschließen, die rauchen, Alkohol konsumieren oder andere illegale Drogen konsumieren.
Für eine Kopftransplantation kann es wichtig sein, das Immunsystem des Spenderkörpers vollständig zu eliminieren, um eine Abstoßung zu verhindern. Dies könnte mit Strahlung und Antikörpern erreicht werden, dann würde das eigene Knochenmark des Empfängers verwendet, um das Immunsystem des Spenders zu ersetzen. Hindernisse hierfür sind, dass der Spenderkörper in den Wochen vor der Kopftransplantation ohne ein wirksames Immunsystem am Leben bleibt und negative Auswirkungen auf die Nervenzellen auftreten, die während der Transplantation mit denen des Empfängers fusioniert werden.
Chirurgischer Prozess
Bei einer Person wurde noch keine Kopftransplantation durchgeführt. Dennoch haben Chirurgen, die an der Durchführung des Verfahrens interessiert sind, Protokolle erstellt, in denen die Schritte einer zukünftigen Kopftransplantation geplant sind. Andere medizinische Experten haben jedoch die Bedeutung oder Relevanz der im vorgeschlagenen Protokoll für die Transplantation des menschlichen Kopfes genannten experimentellen Forschung kritisiert, da chirurgische Präzedenzfälle bei Tieren nicht immer auf die Operation am Menschen anwendbar sind. Viele der geplanten Instrumente und Techniken wie Rückenmarkstransektion, chemische Fusogene (Mittel, die es Zellen ermöglichen, miteinander zu fusionieren) und Rückenmarkstimulation wurden für ihre relevante Verwendung bei der Transplantation des menschlichen Kopfes noch nicht gut untersucht.
In dem vorgeschlagenen Protokoll würden vier Chirurgenteams gleichzeitig an Empfänger und Spender arbeiten.
Unterstützung lebenswichtiger Funktionen des Körpers
Die Vorbereitung der Operation würde mit einer Tracheotomie, dem Einführen eines Beatmungsschlauchs und der Verwendung eines Beatmungsgeräts zur Stabilisierung des Spenderkörpers beginnen, wenn die Verbindung zwischen Gehirn und Körper unterbrochen wird. Blutsauerstoff, Körpertemperatur und Blutdruck würden im Verlauf der Operation überwacht.
Ein kontinuierlicher Blutfluss zum Spenderkörper während des Transfers ist wichtig, um einen normalen Sauerstoffgehalt in den Geweben und Organen des Spenderkörpers aufrechtzuerhalten. Bei großen Blutgefäßen würden Kunststoffschläuche eingesetzt (diese Kanülierung würde einen Shunt erzeugen). Der Blutfluss würde dann zu einer lebenserhaltenden Maschine umgeleitet, die als extrakorporale Membranoxygenierungsmaschine (ECMO) bezeichnet wird, die dem Blut Sauerstoff zuführt und es unabhängig von Herz und Lunge zirkuliert.
Die Temperatur des Rückenmarks des Spenders würde durch Einführen kalter Lösungen in den Raum entlang der Wirbelwand (Epidural) oder zwischen der Dura Mater und der Arachnoidalmembran des Rückenmarks (Subdural) gesenkt.
Wenn die Temperatur des Wirbelsäulengewebes sinkt, wird der Körper für die Transplantation bereit.
Empfänger vorbereiten
Währenddessen wird der Kopf des Empfängers durch die Verabreichung von Barbiturat oder Propofol anästhesiert (und die Gehirnaktivität ist begrenzt). Die Gehirnaktivität wird während des gesamten Prozesses über das EEG überwacht. Der Empfänger wird dann einer ähnlichen chirurgischen Vorbereitung unterzogen wie der Spender.
Der Blutfluss vom Kopf wird zu einer ECMO-Maschine umgeleitet, um sie unabhängig von Herz und Lunge zu machen.
Alternativ könnte eine Unterbrechung des Blutflusses vermieden werden, indem der Blutfluss aus den Halsschlagadern und Halsvenen des Empfängerkopfes und des Spenderkörpers umgeleitet wird. Beide Methoden sorgen für eine kontinuierliche Durchblutung des Gehirns, die erforderlich ist, um Schlaganfall und Hirntod zu verhindern.
Das Induzieren von Unterkühlung im Gehirn ist der Schlüssel, um Schäden während des Verfahrens zu verhindern. Niedrigere Gewebetemperaturen verringern das Risiko einer geringen Sauerstoffschädigung (Anoxie) des Gehirns, indem sie dessen Stoffwechselrate verlangsamen. Die Gehirntemperatur kann durch biventrikuläre Kühlung, intraarterielle Kühlung oder verwandte Techniken gesenkt werden. Ein Kühlhelm hält dann die Unterkühlung des Gehirns aufrecht.
Zusätzliche neuroprotektive Substanzen wie Perftoran, Schwefelwasserstoff oder Lidocain könnten in Umlauf gebracht werden, um die Anoxie im Gehirn zu begrenzen.
Wenn der Kopf des Empfängers und das Rückenmark des Spenders eine ausreichend niedrige Temperatur erreicht haben (starke Unterkühlung), beginnt der Transplantationsprozess.
Drei Phasen der Chirurgie
Eine Kopftransplantation hätte möglicherweise drei Phasen:
Vorderer Ansatz
Zu Beginn würde der Halsbereich des Empfängers und Spenders geöffnet, wodurch die Muskeln und die Blutgefäße des Halses und der Wirbelsäule freigelegt würden. Muskeln und Blutgefäße würden markiert, damit sie später zwischen Empfänger und Spender verbunden werden können.
Die Luftröhre und die Speiseröhre würden geschnitten, während die Kehlkopfnerven des Empfängers intakt bleiben würden.
Hinterer Ansatz
Der Empfänger und der Spender würden beide so positioniert, dass auf die Rückseite der Wirbelsäule zugegriffen werden kann. Ein Schnitt entlang der Länge der oberen Wirbelsäule würde gemacht, und der Körper der Zielwirbel und das darunter liegende Dura-Gewebe würden geschnitten, um das Rückenmark freizulegen.
Wirbelsäulenanastomose
Ein Skalpell würde verwendet, um das Rückenmark zu durchschneiden. Eine zusätzliche Länge des Rückenmarks würde erhalten bleiben, um Anpassungsschnitte zu ermöglichen, die der Länge und den Befestigungspunkten sowohl des Empfängers als auch des Spenders entsprechen. Wenn der Kopf des Empfängers entfernt wird, wird das Blut aus dem Kopf abgelassen (entblutet). Die Blutgefäße des Kopfes würden mit Ringer-Laktat gespült, wodurch verhindert wird, dass die Blutgerinnung das Gehirn schädigt.
Der Kopf und der Körper würden ausgerichtet und eine Titanplatte würde auf der Vorderseite des Halsbereichs platziert, um den Kopf und den Körper zu stabilisieren. Die Hauptblutgefäße des Empfängers würden dann mit dem Kreislaufsystem des Spenders verbunden und beginnen, Blut zu erhalten.
Die tiefsten Muskeln würden mit Nähten verbunden, gefolgt von der Speiseröhre, der Luftröhre und den äußeren Muskeln.
Der Körper würde dann umgedreht, um die Befestigung des Rückenmarks zu beenden. Die Anpassungsschnitte würden gemacht, um der Länge zwischen dem Empfänger und dem Spender zu entsprechen, dann würden die geschnittenen Enden des Rückenmarks unter Verwendung eines Klebers aus Fusogenen verschmolzen und dann genäht. Die Behandlung mit Fusogenen würde idealerweise die Reparatur der beschädigten Neuronen und die Bildung einer neuronalen Verbindung des Gehirns des Patienten mit dem Spenderkörper ermöglichen.
Sobald das Rückenmark verbunden ist, wird die Schutzdura der Wirbelsäule wieder zusammengenäht. Es ist auch möglich, dass das Einführen eines Schrittmacher-ähnlichen Rückenmarkstimulationsapparats (SCS) in den Epiduralraum hinter der Wirbelsäule verwendet werden könnte, um die Wiederherstellung von Neuronen zu fördern.
Komplikationen
Die wahrscheinlichste Komplikation im Zusammenhang mit einer Kopftransplantation wäre das Versagen des Verfahrens, die erforderlichen Verbindungen herzustellen, um normale Körperfunktionen zu erhalten.
Dies kann sich in einem Verlust des zerebralen Blutflusses manifestieren, der zu Ischämie und Hirnschäden, Schlaganfall oder Hirntod führt. Ein Verlust der Sauerstoffversorgung des Gehirns könnte ähnlich schädlich sein. Eine Störung der Blut-Hirn-Schranke kann zu einer Infektion oder Verletzung des Gehirngewebes führen.
Der Körper kann unter ähnlichen Komplikationen leiden, wobei ein Verlust des Blutflusses oder des Sauerstoffs Organschäden oder -versagen verursacht.
Wenn sich das Nervensystem nicht wieder verbindet, kann dies die Bewegung, das Empfinden und die Funktion der Organe beeinträchtigen (was möglicherweise zu paralytischem Ileus, neurogener Blase, neurogenem Darm oder anderen Problemen führen kann).
Das Immunsystem kann das transplantierte Organ abstoßen und so einen zerstörerischen Abnutzungskampf zwischen Kopf und neuem Körper auslösen.
Nach der Operation
Auf eine Operation würde wahrscheinlich eine längere Überwachung auf der Intensivstation folgen. Der Kopf, der Hals und die Wirbelsäule würden stabilisiert, um die Rückenmarksfusion zu maximieren.
Atmung und Kreislauf würden durch lebenserhaltende Systeme vermittelt, und die Fütterung müsste über eine Jejunostomiekanüle erfolgen, während sich die Bewegung erholt.
Mit fortschreitender Genesung würde eine physikalische Therapie ähnlich der Rehabilitation bei Tetraplegie eingesetzt, um die neuronalen Verbindungen zwischen dem Gehirn und dem neuen Körper zu fördern. Die Wiederherstellung der Zwerchfellfunktion, die für eine unabhängige Atmung wichtig ist, würde kontinuierlich bewertet.
Prognose
Es gibt keine verlässlichen Informationen, um vorherzusagen, wie sich ein Mensch nach einer Kopftransplantation verhalten würde. Eine Wahrscheinlichkeit ist, dass eine lebenslange Immunsuppression notwendig wäre, um eine Abstoßung des Spenderkörpers zu verhindern. Tiere, die Kopftransplantationen ohne Immunsuppression erhalten hatten, überlebten für begrenzte Zeiträume, von mehreren Stunden bis höchstens 29 Tagen.
Zu den Risiken im Zusammenhang mit der Immunsuppression bei Organtransplantationen, die derzeit durchgeführt werden, gehört ein moderat erhöhtes Infektions- oder Krebsrisiko.
Immunsuppressiva, die zur Verhinderung der Abstoßung des Kopfes oder des Spenderkörpers in Betracht gezogen wurden, umfassen:
- Sirolimus
- Tacrolimus
- Cyclosporin A.
- Belatacept
- Rapamycin
- Prednison
- Mycophenolat Mofetil
Die hochdosierte Langzeitanwendung von Immunsuppressiva kann abhängig von den verwendeten Medikamenten und den zur Verhinderung der Abstoßung erforderlichen Mengen zu sekundären Schäden an den Organen des Spenderkörpers wie den Nieren führen. Einige der aufgeführten Immunsuppressiva weisen keine bekannte Toxizität auf, müssen jedoch auf ihre Wirkung getestet werden, wenn sie in Kombination zur Kopftransplantation verwendet werden.
Unterstützung und Bewältigung
Psychologische Beratung wäre wahrscheinlich hilfreich, wenn Sie sich an einen neuen Körper anpassen, die Nebenwirkungen der Operation und größere Änderungen des Lebensstils bewältigen möchten. Die Bewältigung ungünstiger Ergebnisse (d. H. Probleme bei der Wiederherstellung von Empfindung, Mobilität oder Darm- und Blasenfunktion) würde wahrscheinlich auch psychosoziale Hindernisse darstellen.
Ein Wort von Verywell
Es ist unwahrscheinlich, dass in naher Zukunft eine Kopftransplantation beim Menschen durchgeführt werden kann. Dennoch kann die theoretische Auseinandersetzung mit dem Thema, einschließlich der ethischen und technischen Überlegungen, eine interessante Übung sein. Diese Gedankenexperimente bereiten uns auf eine Realität vor, die mit dem Fortschritt der Medizin möglicherweise möglich sein wird.