Валерий Спиридонов может стать первым в мире человеком, которому сделают операцию по пересадке головы. «РИА Новости» публикует первую статью нового блога этого российского программиста: он рассказывает об уникальной технологии, позволяющей «склеивать» нервную систему млекопитающих, которую ему, возможно, предстоит испытать на себе.
Валерий Спиридонов, для РИА Новости
Пересадка головы — технология, которую вот уже год жарко обсуждают медики, богословы, философы, и, конечно, нуждающиеся в новых способах реабилитации люди. Но что кроется за этой технологией? Где «дьявол», поселившийся в деталях лабораторных экспериментов? Ведь информация об этих экспериментах уже публикуется на страницах респектабельных медицинских журналов, таких как Surgery и CNS Neuroscience & Therapeutics.
Что именно смогло заставить меня и некоторых ученых считать, что данная операция сегодня стала технически допустима, и время для нее пришло?
Еще задолго до появления итальянского нейрохирурга Серджио Канаверо из газет я узнал историю такого рода экспериментов. В двадцатые годы прошлого века советский ученый, физиолог, доктор медицинских наук Сергей Сергеевич Брюхоненко изобрел первый аппарат искусственного кровообращения и показал на практике возможность поддержания жизни мозга отдельно от тела. Потом был еще ряд опытов: знаменитые эксперименты на собаках и обезьянах. Но все они упирались в невозможность вернуть подвижность после пересадки головы на другой организм.
Однако я понимал, что такая возможность, в случае ее появления, будет являться последним сегментом большого пазла. А люди, чьи физические возможности в больном теле резко ограничены, обретут нормальную жизнь.
Поэтому для меня события 2013 года были логичными и ожидаемыми…
Летом 2013 года Серджио Канаверо, продолжатель идей советского ученого Владимира Демихова и американца Роберта Уайта, выступил с сенсационным интервью и назвал ключом к непреодолимой ранее проблеме сращивания «разомкнутой цепи» спинного мозга вещество под названием полиэтиленгликоль, или ПЭГ.
Именно с его помощью ученый рассчитывает соединить до 30% нервных клеток, ответственных за передачу жизненно важных импульсов от головного мозга к органам и конечностям. По его словам, этого будет достаточно для восстановления базовых моторных функций организма. Другие детали этой операции, такие как сращивание сосудов и тканей, а также участка позвоночника, сегодня не являются существенным барьером. Вопрос технически стоял лишь в возвращении подвижности после разделения спинного мозга.
Мне показалось интересным узнать историю ПЭГ, ведь именно от него теперь может зависеть успех той технологии, в разработке которой участвует и ваш покорный слуга.
Черви, таксы и полимеры
ПЭГ представляет собой синтетический полимер, давно применяемый в ряде отраслей, таких как промышленность, фармацевтика, машиностроение, косметика. Используют его даже в качестве компонента твердого ракетного топлива. Но в контексте темы нас интересуют разработки с применением ПЭГ в медицине, которые имеют более длительную историю, чем могло показаться.
Полиэтиленгликоль не токсичен, он растворяется в воде. В медицинских дозах не оказывает негативного воздействия на организм человека.
Первые упоминания в литературе о применении этого вещества в роли так называемого фьюзогена, препарата, обеспечивающего слияние разделенных нервных тканей, относится к 1990 году. В статье «Ускоренное слияние разделенных аксонов с использованием полиэтиленгликоля» профессор нейробиологии Остинского университета (США), Джордж Биттнер (George Bittner) описал воздействие различных версий данного препарата с разными молекулярными массами и концентрациями на «разъединённую» нервную систему дождевого червя.
Биттнер отмечает, что при тесном совмещении разделенных половинок червя и применении ПЭГ в качестве «биоклея» на участке нервного стержня достигается 80-100% слияние клеток. Впоследствии он доказывает это, приводя данные с электронных микроскопов, где демонстрирует целостность с помощью специального красителя, запущенного по нервной системе. В контрольном образце без применения ПЭГ целостности клеток при идентичных условиях не наблюдается. Уже тогда Джордж Биттнер предполагал, что данную технологию можно масштабировать и применять для млекопитающих.
В декабре 2001 года в журнале Neuroscience Research вышла статья Ричарда Боргенса и Дебры Бонер (Richard Borgens, Debra Bohnert) под названием «Быстрое восстановление после травм спинного мозга с применением полиэтиленгликоля». В статье идет речь об опытах на морских свинках, где ПЭГ был использован в качестве искусственного «цемента» для поврежденных мембран разъединенных аксонов, останавливая их распад.
По всей видимости, ПЭГ также предотвращает образование рубца на месте надреза спинного мозга, который в обычных условиях полностью блокирует проводимость нервных импульсов. Авторы статьи утверждают, что при введении через сосудистую систему полимер концентрируется в месте разрыва, пропуская нетронутые участки и вызывает спонтанный рост и соединение до 20-30% клеток спинного мозга животных. Ученые также размышляют о применении такого метода лечения при травмах головного мозга и инсультах.
Затем, в декабре 2004 года, Ричард Боргенс публикует в журнале Neurotrauma отчет об исследованиях на собаках, дающий надежду при лечении парализованных людей. Он демонстрирует публике крайне многообещающее видео, в котором собаки разных пород после травм спины заново обретают возможность ходить за несколько недель лечения с применением ПЭГ, переходя от полного паралича до почти обычной подвижности.
Трех из четырех животных удавалось спасти при введении полимера в течение 72 часов с момента получения повреждения. Лечение совмещалось с обычной в таких случаях терапией при травмах спины. Стандартное лечение включает в себя хирургическое удаление осколков поврежденных костей позвоночника и дальнейшие физиопроцедуры, такие как плавание.
По словам Боргенса, клетки мозга имеют свойство посылать «суицидальный» сигнал расположенным рядом с травмой нейронам, порождая более серьезные повреждения, чем сама травма. Однако ПЭГ, будучи применен своевременно, способен прервать этот «каскад отключений», восстанавливая мембрану, либо способствуя слиянию двух поврежденных клеток в одну большую, и при этом функционирующую, нервную клетку.
Боргенс утверждает, что позитивные изменения просматривались уже на пятый день после начала лечения. В исследовании приняло участие 19 собак в возрасте от двух до восьми лет. Контрольная группа была построена на основе исторических данных о собаках со схожими травмами, так как Ричард Боргенс не хотел сообщать хозяевам животных второй группы, что их любимцы не получат то лечение, которое могли бы.
Новая надежда
Таким образом, мне стало очевидно, что предложенный Серджио Канаверо комплекс методов, включающий в себя ключевой компонент — ПЭГ — не является внезапной, не подтвержденной экспериментально выдумкой эксцентричного итальянца. Более 25 лет удивительные регенеративные свойства полиэтиленгликоля использовались на практике, а ученые продвигались от экспериментов на червях к опытам на сложных животных.
Должно ли это привести сразу к возможности пересадки головы от одного млекопитающего к другому? На мой взгляд, нет. Нам предстоит собрать еще несколько пазлов этой картины, таких как влияние ДНК больного пациента на здоровое тело донора, продолжительность жизни после операции, и др. Однако при получении травм спины этот полимер, по-видимому, сможет вернуть людей к привычной жизни. Предстоит еще много работы, чтобы сделать эту технологию надежной и обеспечить уверенность в правильном подборе множества переменных, важных для успешного итога.
К тому же, при старых травмах применение только лишь полиэтиленгликоля не даст никаких результатов — зарубцевавшаяся ткань не сможет послужить проводником сигналов в любом случае. Здесь необходима технология замещения целых сегментов спинного мозга. Но и это сегодня уже не звучит слишком фантастично.
И я с нескрываемым удовлетворением отмечаю, как при помощи научных знаний и воле к жизни мы можем превратить ограниченные возможности в по-настоящему безграничные.
ПЭГ — не единственное уникальное вещество, задействованное Канаверо и его коллегами при проведении опытов. Наряду с ним используется также перфторан — синтетическая кровь — наследие советской науки, которое, к счастью, несмотря на свою крайне непростую историю, не было забыто, и после десятилетий исследований нашло место в современной медицине. О перфторане сегодня уже хорошо знают специалисты, он продается в аптеках. А вот медицинское применение ПЭГ, судя по всему, — дело ближайшего будущего ортопедии и травматологии.
https://blagoudm.ru/
