Então, em 1970, e já usando imunossupressores disponíveis na época (como a azatioprina, a 6-mercaptopurina e corticoesteroides), White resolveu levar seus experimentos para um novo nível, com o objetivo agora de realizar um transplante de cabeça total entre macacos Rhesus, onde a cabeça de um seria colocado no lugar da cabeça de outro - diferente dos experimentos anteriores onde a cabeça era anexada a outro corpo completo) -, como mostrado na figura abaixo. O inédito procedimento foi feito empregando sutura direta da carótida e das veias jugulares, e uma laminectomia cervical no nível da quarta indo para a sexta vértebra cerebral. Por causa do subsequente choque e hipotensão que se seguiram à transeção, infusões de catecolamina e suporte mecânico pulmonar tiveram que ser iniciados e mantidos durante o experimento. Entre os quatro transplantes efetuados dessa forma, de três a quatro horas depois da cirurgia todos os macacos foram capazes de mastigar, engolir comida, seguir movimentos com os olhos e morder se oralmente estimulados. Além disso, através de monitoramento por EEG, White demonstrou que o cérebro nesses primatas exibiam padrões característicos de um estado acordado.
Ilustração original do artigo publicado por White, mostrando como foi realizado o transplante entre os macacos Rhesus
Embora utilizando ferramentas e procedimentos cirúrgicos já bem avançados, os macacos Rhesus dos experimentos sobreviveram apenas entre 6 e 36 horas, com apenas um deles alcançando os 8 dias de vida, por causa de problemas de revascularização - as suturas não foram efetivas o suficiente para permitirem um fluxo sanguíneo desimpedido, requerendo contínuo uso de heparina, o que levou a uma significativa perda sanguínea e limitado tempo de longevidade. Somando-se a isso, temos o problema da transeção da espinha cervical: sem um método de fundir novamente a coluna espinhal cortada, o corpo do macaco fica completamente paralisado na linha abaixo do corte, sendo necessário contínuo suporte respiratório para mantê-lo vivo. E, claro, apesar do problema dos imunossupressores ter sido sanado em parte, o uso correto desses medicamentos ainda estava sendo otimizado. Geralmente as dosagens aplicadas eram muito altas ou eram combinados de forma ineficiente, o que contribuiu também para baixíssima longevidade dos primatas. Apenas a partir de 1999 que a combinação e doses eficientes de agentes imunossupressores foram alcançados.
Outro grande desafio que assombrou os cirurgiões até White: como fazer para fundir, com sucesso, as medulas espinhais da cabeça doadora com a do corpo do receptor, permitindo ganhos de funções motoras? Esse problema persistiu até ser abordado por recentes experimentos do cirurgião chinês, Xiaão Ping Ren, e pelo controverso neurocirurgião italiano, Dr. Sergio Canavero.
Em 2014, Ren ofereceu uma alternativa para o tradicional método de transplante de cabeça, onde antes a transeção da medula espinhal ocorria no nível da vértebra C3/C4 e, portanto, não preservava o brainstem do doador e levava à perda da respiração e circulação sanguínea independente (ou seja, presença obrigatória de máquinas de suporte vital para manter o paciente vivo). Mantendo a integridade do brainstem da cabeça doada, Ren conseguiu manter ratos com a cabeça transplantadas com a respiração e circulação independentes e, consequentemente, maior potencial de longevidade e esperança de uso da técnica em humanos.
Já Canavero resolveu seguir por outro caminho, e anunciou seu projeto "HEAVEN" (Head Anastomosis Venture) (Ref.3), no qual está presente sua peça fundamental: o GEMINI, focado na busca de uma solução para manter íntegra a medula espinhal do novo indivíduo formado. Ao contrário do que ocorre em lesões traumáticas, Canavero almejava por uma transeção altamente controlada e precisa da medula espinhal, e, através de fusógenos e neurônios propriospinais (PNs), conservar sua integridade, recuperação e posterior total fusão. Os PNs são os responsáveis pela conexão de axônios através do mecanismo cortico-truncoreticulopropriospinal, este o qual é um sistema descoberto no início do século passado por Charles Sherrington, sendo composto por fibras intrínsecas que formam uma rede de conexões entre os segmentos da medula espinhal. Inúmeros modelos animais já demonstraram que os PNs funcionam como "pontes anatômicas", permitindo função motora e recuperação depois de danos no trato corticoespinal. Em relação aos fusogenos, estes são polímeros - como o polietileno glicol (PEG), poloxameros e poloxaminas - que possuem a habilidade de fundir as membranas de células entre si.
Para mostrar o poder dos fusogenos, em 2004 um time liderado pelo Dr. Richard Borgens, na Universidade de Purdue, tratou cães paraplégicos com injeções de PEG após 72 horas da lesão na medula espinhal e encontrou que mais da metade deles foram capazes de andar dentro de 2 semanas de tratamento. Em 2012, porcos-da-Guinea também mostraram ótima recuperação após receberem nanopartículas de PEG para tratar lesões na medula espinhal. E como essas são lesões, não cortes cirúrgicos precisos, a dificuldade de recuperação é aumentada bastante. Em 2016, Carnavero publicou artigos mostrando que estava conseguindo reparar cães com cerca de 90% da medula espinhal (na transeção) cortada, através de procedimentos usando o PEG, e devolvendo-os a habilidade de andar e, inclusive, correr. Aproveitando os procedimentos de Canavero, cientistas sul-coreanos recentemente afirmaram ter conseguido recuperar os movimentos motores de um cão após cortarem sua medula espinhal e injetarem uma solução de PEG para a reconstituição. Segundo os pesquisadores, dentro de 3 semanas, o cão ganhou novamente sua habilidade de andar. O neurocirurgião sul-coreano da Universidade de Konkuk, e colaborador de Canavero, também afirma ter obtido sucesso em ratos ao utilizar o PEG.
Voltando para a China, Ren já vem experimentando o transplante de cabeças em ratos desde 2015. No seu protocolo, Ren corta apenas uma artéria carótida e a veia jugular contralateral, permitindo que a artéria carótida e aveia jugular intactas continuem fornecendo sangue durante o procedimento para a cabeça a ser transplantada. Isso permitiu que os seus ratos mantivessem uma pressão sanguínea acima de 100/60 mmHG até o final da cirurgia. Seguindo esse guia de revascularização, os roedores mantiveram a atividade cerebral normal e acima de metade deles foram capazes de sobreviver por mais de 24 horas, sendo que a maior longevidade alcançada foi de 6 meses. Ren também realizou, em 2016, e com alegado sucesso, a operação em um macaco, utilizando protocolos do HEAVEN mas sem endereçar a fusão da medula espinhal. O procedimento foi realizado somente para analisar a integridade da circulação sanguínea após o transplante.
Em a) temos o procedimento de Ren sendo ilustrado para ratos e, em b), temos a imagem da primeira cirurgia aplicando o protocolo de Ren em um primata, na Universidade Médica de Harbin
Um dos ratos de Ren, onde uma cabeça - e membros dianteiros - foi implantada no corpo de outro rato, e o macaco submetido ao transplante de cabeça completo, realizado pelo time de Ren e com apoio dos protocolos de Canavero
No final, para muitas questões, mais experimentos em modelos de primatas - incluindo até mesmo pacientes com morte cerebral (realização do procedimento entre os mesmos) - são, idealmente, ainda necessários antes de garantir a segurança para humanos, apesar de Caraveno ter prometido que iria realizar seu primeiro transplante de cabeça em um voluntário ainda neste ano.
Primeiro, é interessante estabelecer quais pacientes seriam bons candidatos para o transplante de cabeça hoje. Bem, várias condições se qualificariam. Tetraplégicos com tendência a ter falência múltipla nos órgãos e indivíduos com metástase cancerígena intratável fora da região cerebral são dois exemplos. Na opinião de Caraveno, o primeiro paciente precisa ser alguém, provavelmente, jovem, sofrendo de uma condição que deixou seu cérebro e mente intacta enquanto o resto do corpo sofre grande devastação (distrofias musculares progressivas ou graves transtornos metabólicos, por exemplo). Um jovem Stephen Hawking seria um boa indicação e Caraveno já possui um voluntário.
Além da condição médica justificando o doador da cabeça, seria hora de escolher o corpo receptor. Esse último precisaria ser um paciente com morte cerebral, ou seja, o cérebro se encontra falecido mas o resto do corpo continua em saudável funcionamento. Sua dimensão corporal precisaria, idealmente, ser bem parecida (altura, robustez), mesmo imunotipo e ausência de transtornos ativos sistêmicos e cerebrais.
A sala de operação precisa ser grande o suficiente para ser conduzida por dois times cirúrgicos e possuindo equipamentos que possibilitem que o procedimento seja efetuado por ambos de forma simultânea (um com o doador e o outro com o receptor). E já indo para a operação cirúrgica em si, independentemente do tipo de procedimento que será utilizado, é essencial garantir o máximo possível de resfriamento do sistema nervoso para prevenir maiores danos e dar tempo suficiente para os cirurgiões realizarem o transplante. Mamíferos conseguem, no geral e em condições normais, suportar um resfriamento de até 12-15°C por cerca de 1 hora. À temperatura de 15°C a taxa metabólica cerebral em um homem adulto cai para 10% do normal. Recuperações de sucesso após supressão circulatória em humanos já foram reportadas após períodos em torno de 1 hora sob temperaturas inferiores a 20°C.
Depois do transplante, o paciente será encaminhado para uma Unidade de Tratamento Intensivo (UTI), mantido sedado por alguns dias e usando um colar cervical. Durante esse período, pequenos choques de estimulação elétrica seriam dados no paciente para estimular a medula espinhal e fortalecer a conexão entre o novo corpo e o cérebro. Após acordado, problemas de imagem corporal e de identidade precisam ser endereçados durante o período de adaptação do paciente ao novo corpo. Além disso, tratamentos e auxílio psiquiátricos podem ser necessários para prevenir uma reação emocional pós-operatória e para minimizar um estresse ou ansiedade relacionados ao procedimento.