دانشمندان بعد از مرگ بیمار دارای قلب حیوانی، به دنبال بهینه‌سازی پیوند عضو از حیوان به انسان هستند.
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، با توجه به اینکه سالانه صدها نفر در ایالات متحده در حالی که منتظر قلب جدید هستند می‌میرند، تلاش‌ها برای انتقال اندام‌ها از گونه‌ای به گونه دیگر ( با هدف درمان بیماری‌های انسانی ) بیش از یک قرن است که آغاز شده است. بنابراین برای حل این مشکل اندام‌های حیوانات می‌توانند در مقیاس بزرگ تولید شوند و انتظار طولانی برای عضو اهداکننده انسان را از بین ببرند. محمد محی الدین، جراح و دانشمند جراح قلب، MBBS، مدیر برنامه پیوند قلب در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند، در اوایل ژانویه امسال با استفاده از این روش، برای اولین بار برای پیوند قلب بالینی از قلب خوک به انسان استفاده کرد. Bennett فردی57 ساله بود که به جای قلب انسان از یک قلب خوک اصلاح‌شده ژنتیکی استفاده کرد.
پاسخ ایمنی قوی بدن به عضوبیگانه به عنوان مهمترین دلیل شکست پیوند است
جفری پلات، پروفسور جراحی، میکروبیولوژی و ایمونولوژی در دانشگاه میشیگان، "که مدت‌هاست در زمینه طراح انواع ایده‌های مختلف برای پیوندهای عضو خارجی مطرح بوده است، در مصاحبه‌ای گفت. تلاش‌های قبلی برای پیوند عضو بیگانه به دلایل مختلف شکست خورده است، از جمله مهمترین آنها پاسخ ایمنی قوی بدن به عضوی است که به عنوان خارجی شناخته شده است. علاوه بر موانع ایمنی ترسناک، یک عضو حیوان پیوندی باید بتواند عملکردهای فیزیولوژیکی و متابولیک طبیعی خود را در گیرنده انسان نیز انجام دهد. به عنوان مثال، قلب خوک پیوندی باید فعالیت خود را زمانی که فردی از پله‌ها بالا می‌رود یا برای چرت زدن دراز می‌کشد، تطبیق دهد. عفونت‌هایی که می‌توانند از حیوان اهداکننده به گیرنده انسان ( یا از گیرنده به عضو اهداکننده ) منتقل شوند، همچنین گلوگاه مهمی برای پیشرفت علم نجات‌دهنده بالقوه ایجاد کرده‌اند. در همین حال، نیاز فوری به اعضای اهداکننده بیشتر وجود دارد. در این خصوص بسیاری از نگرانی های اخلاقی ابتدا باید حل شوند. زیرا نظارت و راهنمایی باید شامل آزمایشات حیوانی و انسانی باشد که برای استفاده گسترده‌تر از این روش ضروری است. جانسون در مصاحبه‌ای گفت: «وقتی از حیوانات به روش‌های جدید استفاده می‌کنیم، ملاحظات اخلاقی جدیدی را می‌طلبیم.
از نخستی‌ها و خوک‌ها
عمل پیوند قلب از حیوانات، تاکنون 4 بار با قلب پستانداران غیر انسانی انجام شده است. در واقع، در اولین پیوند قلب، در سال 1964، از قلب اهداکننده شامپانزه استفاده شد، نه انسان. ولی در اواخر دهه 1970، بیماران در عرض چند ساعت جان خود را از دست دادند. سپس، در سال 1984، نوزادی که با یک بیماری قلبی کشنده به دنیا آمد ولی 20 روز پس از دریافت قلب بابون درگذشت. البته باید گفت که حتی اولین بیماری که قلب شخص دیگری را دریافت کرد تنها 18 روز پس از عمل در سال 1967 زنده ماند. در دهه‌های اخیر، پیشرفت پیوند قلب از انسان به انسان، زمینه‌ای را برای محققان فراهم کرده است تا پیوندهای قلبی بیگانه را مطالعه کنند. با این حال، پلات گفت: «درس‌هایی که از پیوند قلب انسان‌ها آموخته‌ایم به خودی خود برای پیوند پایدار یک عضو حیوان کافی نیست.
بنابراین برای پیشبرد علم، محققان در اواسط دهه 2000 شروع به پیوند اعضای خوک‌های اصلاح شده ژنتیکی به پستانداران غیر انسانی مانند بابون‌ها کردند.
روش بکارگرفته برای ایجاد خوک‌های اصلاح شده ژنتیکی
برای ایجاد خوک‌های اصلاح شده ژنتیکی محی‌الدین و همکارانش بخش‌هایی از پروتئین‌های سطح سلول خوک را که باعث رد ایمنی می‌شد، حذف کردند و ژن‌های انسانی را برای کاهش پاسخ‌های التهابی وارد کردند. محی الدین گفت، با این حال، سیستم ایمنی پستانداران غالباً پیوند خوک را رد می‌کرد. در سال 2012، تیم او گزارش داد که با استفاده از داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی، قلب خوک‌های اصلاح شده ژنتیکی را تا 8 ماه در بابون‌ها زنده نگه داشته اند. برخلاف پیوند اعضای انسان، محققان دریافتند که تخلیه سلول‌های B بابون‌ها علاوه بر سرکوب پاسخ‌های سلول T آنها، برای بقای طولانی‌مدت گرافت‌های بیگانه حیاتی است. محی الدین گفت: «این واقعا اهمیت ایمنی سلول B را در رد دیرکرد پیوندها نشان داد. "این یک پیشرفت بزرگ بود."
آنها در سال 2016 بهبودهای بیشتری را تا 900 روز بقا گزارش کردند. با این حال، در هر دو مطالعه، آنها قلب خوک را در شکم بابون‌ها قرار دادند. اگرچه اندام‌ها عملکرد گردش خون خود را انجام نمی‌دادند، اما آزمایش‌ها مکانیسم‌های ایمنی و تغییرات ژنتیکی لازم برای بقای قلب خوک را در گونه‌های مختلف نشان دادند. محی الدین درباره این مطالعات گفت: «اینها به عنوان اثباتی بر این مفهوم بود که می‌توانیم از رد قلب خوک در پستانداران اجتناب کنیم. گام طبیعی بعدی آزمایش این بود که آیا این قلب می‌تواند زندگی را حفظ کند یا خیر.
آیا قلب پیوند شده می‌تواند زندگی موجود را حفظ کند؟
در آنجا گروه با چالش‌های جدیدی روبرو شد. محی الدین گفت وقتی قلب خوک اصلاح شده را به سیستم قلبی عروقی بابون پیوند زدند، "قلب در عرض 2 یا 3 روز از کار افتاد . محققان در ماه مارس گزارش دادند که روشی که اخیراً برای حفظ قلب اهداکننده یافته اند که منجر به بقای طولانی‌مدت بابون‌ها شد. البته موانع دیگر در این راه (مانند قلب خوک که به طور غیرمنتظره در گیرندگان حیوانات متورم شد ) به تیم کمک کرده است تا تغییرات ژنتیکی را اصلاح کنند. قلبی که Bennett در نهایت دریافت کرد دارای 10 ویرایش بود که با استفاده از ویرایش ژن CRISPR (تکرارهای پالیندرومی با فاصله منظم خوشه‌ای) انجام شد: 4 ژن خوک که آنتی ژن‌های سطح سلولی و هورمون رشد را کد می‌کردند حذف شدند و 6 ژن انسانی برای بهبود سازگاری وارد شدند.
یک بیمار پیشگام
با وجود این، با کمبود گزینه‌های Bennett ، تیم محی الدین شروع به این سوال کرد که آیا او کاندید مناسبی برای پیوند قلب خوک تحت برنامه دسترسی گسترده سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) خواهد بود یا خیر. اگر درمان دیگری وجود نداشته باشد، ممکن است به فردی که با یک وضعیت تهدید کننده زندگی مواجه است، یک دارو یا روش آزمایشی از طریق برنامه پیشنهاد شود. در طول فصل تعطیلات 2021، تنظیم کنندگان و پزشکان به طور شبانه روزی برای ارزیابی Bennett کار کردند. او تحت ارزیابی 4 روانپزشکی قرار گرفت تا اطمینان حاصل شود که خطرات پیوند تجربی را درک کرده است. شرایط سختی بود، اما پزشکان از قبل به او گفته بودند که قلبی که به او پیوند زده شده است، تنها کمکی بود که می‌توانستند به او کمک کنند.» "اما او بسیار مثبت بود و گفت: "حتی اگر من زنده نمانم، شما چیزهای زیادی یاد خواهید گرفت. FDA این درخواست را در شب سال نو تأیید کرد و Bennett حدود یک هفته بعد قلب جدید خود را دریافت کرد. وضعیت سلامتی او پس از جراحی شروع به بهبود کرد. تیم در نظر داشت او را به یک اتاق معمولی در بیمارستان منتقل کند، اما در روز 49 پس از پیوند، قلب آزمایش شروع به متورم شدن کرد و شروع به از کار افتادن کرد. و Bennett 11 روز بعد درگذشت.
دلایل از کار افتادن عضو پیوند شده و مرگ بیمار
بر اساس گزارشی که محی الدین و همکارانش در ماه جولای منتشر کردند، هیچ نشانه‌ای از رد عضو وجود نداشت. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که یک عفونت ویروسی نهفته خوک ممکن است نقش داشته باشد. محی الدین گفت که سلامت ضعیف بیمار قبل از عمل نیز یک عامل بود، زیرا این بدان معناست که تیم نمی‌تواند سیستم ایمنی بدن او را به اندازه آزمایش‌های حیوانی سرکوب کند. محی الدین در ادامه گفت: به عنوان مثال، ما متوجه شدیم که داروهای ایمونوگلوبولین خاصی که به طور معمول در پیوند انسان به انسان استفاده می‌شوند ممکن است برای پیوندهای خارجی ایده آل نباشند، زیرا حاوی آنتی بادی‌هایی هستند که می‌توانند در برابر قلب خوک واکنش نشان دهند.» بنابراین بهینه‌سازی پیوند [حیوان به انسان] مدتی طول می‌کشد.»
با توجه به اینکه محققان هیچ نشانه ای از رد ایمنی یا عفونت مشاهده نکردند. آنها بیشتر به این موضوع علاقه داشتند که آیا قلب‌های پیوند شده می‌تواند عملکردهای گردش خون را در بیمارانی که مرگ مغزی اعلام شده بود پشتیبانی کند یا خیر. معظمی گفت در مورد اولین بیمار، قلب خوک برای انجام این کار به اندازه کافی کوچک بود. اندام اهدایی بیمار دوم از نظر اندازه مناسب‌تر بود و اجازه می‌داد تا روند به آرامی پیش برود. معظمی گفت که تطبیق اندازه قلب خوک با گیرنده انسان در پیوندهای آینده به تحقیقات بیشتری در مورد تغییرات ژنی نیاز دارد. یکی از ویرایش‌ها، ژن هورمون رشد خوک را از بین می‌برد تا از تورمی که باعث ایجاد مشکلاتی در بابون‌ها می‌شود، جلوگیری کند. اما هنوز مشخص نیست که این تغییر تا چه اندازه اندازه پایه اندام را تغییر می‌دهد.
محققان همچنان به دنبال دانستن بسیاری از ناشناخته‌ها هستند
هدف محققان درک این موضوع است که چگونه تغییرات ژنتیکی لازم برای پیوندهای خارجی بر حیوانات اهداکننده تأثیر می گذارد. به گفته محی الدین، خوک‌ها معمولاً حدود 10 خوک در یک بستر به دنیا می آورند، اما تنها حدود نیمی از خوک های اصلاح شده ژنتیکی زنده می مانند. او گفت: «شواهدی از فرسایش با این تغییرات ژنی وجود دارد، اما این فناوری در حال بهبود است.» بقای مداوم و طولانی مدت نیز به مطالعه پیش بالینی بیشتری نیاز دارد. او گفت که در آزمایش‌های اخیر محی‌الدین بر روی حیوانات، بابون‌ها تا 9 ماه با پیوندهای زنوترانه‌های کارآمد قلب زندگی کردند و در نهایت بر اثر عفونت‌های ریوی نامربوط جان خود را از دست دادند.
معظمی گفت: در مجموع، داده‌های کنونی نشان می‌دهد که برخی از موانع برطرف شده‌اند، «اما به هیچ وجه این بدان معنا نیست که ما برای پیوند انسان‌ها آماده هستیم.» بسیاری از ناشناخته‌ها باید قبل از اینکه به واقعیت تبدیل شوند حل و فصل شوند.
پایان مطلب/.