تپش دوباره زندگی با قلب‌های هیبریدی

تیلور که یک محقق سلول‌های بنیادی در دانشگاه مینسوتا در مینپولیس است اکنون می‌خواهد دستاوردهای خود را در طیف وسیع‌تری مورد‌ آزمایش قرار دهد. او این کار را با گرفتن قلب، کبد و سایر ارگان‌هایی که سلول زدایی شده‌اند از اجساد انسان یا حیوانات بزرگ‌تر مانند خوک و پوشاندن آنها توسط سلول‌های بنیادی برداشته شده از انسان انجام می‌دهد.

این کار موجب در دسترس بودن ذخیره نامحدودی از ارگان‌ها برای پیوند می‌شود. این ارگان‌های پیوندی باعث برانگیخته شدن پاسخ ایمنی که در پیوندهای حیوان به انسان رخ می‌دهد نمی‌شوند.

تیلور می‌گوید که آنها در حال کار با قلب، کلیه، کبد، ریه، لوزالمعده، کیسه صفرا و ماهیچه هستند.

مشکلات ناشی از پیوندهای فعلی

ارگان‌های انسانی برای پیوند کمیاب هستند. مثانه و پوست را می‌توان در محیط آزمایشگاهی رشد داد، اما به وجود آوردن ارگان‌های پیچیده‌تر به همراه عروق خونی آنها دور از توانایی‌های فعلی آزمایشگاهی است. استفاده از پیوند حیوان به انسان انتخاب دیگری است اما این روش نیز مشکلات خاص خود را دارد زیرا باید جلوی فعالیت سیستم ایمنی گیرنده گرفته شود تا برعلیه عضو پیوندی وارد عمل نشود. همچنین باید اطمینان حاصل کرد که عضو پیوندی به ویروس‌های حیوانی آلوده نباشد. عضوهایی که توسط تیلور ایجاد می‌شوند این مشکلات را ندارند و از آنجایی که سلول‌های بنیادی که داربست برهنه را می‌پوشانند از خود فرد گیرنده برداشته می‌شوند باعث برانگیخته شدن واکنش ایمنی نمی‌شوند.

قلب هیبرید چگونه ساخته شد

فکر اولیه بسیار ساده است، عضو مربوطه از دهنده انسانی یا حیوانی برداشته می‌شود و از یک شوینده به خصوص برای از بین بردن گوشت، سلول‌ها وDNA استفاده می‌شود. در این حالت چیزی باقی نمی‌ماند مگر داربست داخلی کلاژن که یک پروتئین خنثی از نظر ایمونولوژیک است. سپس سلول‌های بنیادی بیمار به این پوسته عریان عضو اضافه می‌شود و آنها به سلول‌هایی که برای عملکرد آن عضو لازم‌اند تغییر می‌یابند و باعث تحریک پاسخ ایمنی نیز نمی‌شوند.

این نظریه در مورد عضوهای ساده نتیجه خوبی داشته است. سال گذشته کلودیا کاستیلو پیوند نای را به همین شیوه دریافت کرد. آنتونی هولاندر عضو تیم در دانشگاه بریستون انگلستان می‌گوید کاستیلو دیگر نیاز به مصرف هیچ دارویی ندارد و توانسته است به سر کار بازگردد. تیم تیلور از همین تکنیک‌ برای ساختن عضوهای پیچیده‌تری چون قلب در حال استفاده است و می‌خواهد آن را به گونه‌ای گسترش دهد که بتوان از داربست‌های عضو حیوانی نیز به جای انواع انسانی استفاده کرد.

موفقیت در به‌کارگیری قلب هیبرید

چالش اصلی در عضوهای پیچیده اطمینان از خون‌رسانی کافی به همه سلول‌های عضو مربوطه است. بدون خون، سلول‌های مرکزی عضو در معرض کمبود اکسیژن قرار گرفته و پس از پیوند از بین می‌روند. تیلور می‌گوید که روش او این مشکل را حل کرده است.

اخبار مهمی در ژانویه 2008 منتشر شد؛ وقتی تیم تیلور توانست یک قلب ضربان‌دار موش را با پر کردن داربست قلب موش توسط سلول‌های قلبی موش‌های تازه به دنیا آمده بسازند. اگرچه تیلور سلول‌های بنیادی را فقط به قلب اضافه کرد، آنها به سلول‌های متفاوتی تمایز یافتند و همگی در مکان‌های مناسبی از نظر فضایی قرار گرفتند. سلول‌های بنیادی به عنوان مثال در دهلیز و بطن به سلول‌های پوشاننده تبدیل شدند و در فضاهای عروقی به رگ و سلول‌های ماهیچه صاف تمایز پیدا کردند، درست مانند قلب طبیعی. تیلور بیان می‌کند که فاکتورهای رشد و پپتیدها حتی پس از شستشو در داربست عضوی باقی می‌مانند. این مواد شیمیایی پیامی به سلول‌های بنیادی می‌فرستند و به آنها می‌گویند که چند تا از آنها باید به کدام نواحی مهاجرت کنند و در هر قسمت باید به چه سلولی تمایز پیدا کنند.

تلاش قلب هیبرید برای حفظ زندگی

تیم تیلور قلب تازه را در شکم موش قرار دادند و توانستند موش را برای مدتی زنده نگه دارند و پیوند رد نشد. مرحله بعدی این است که ببینیم آیا عضو پیوند شده می‌تواند جایگزین قلب اصلی شود و حیوان را زنده و سالم نگه دارد؟ تیلور می‌گوید که برای این کار لازم است کاری کنند که بافت ماهیچه‌ای بیشتری در قلب رشد کند. او می‌خواهد در مرحله بعد آزمایش‌های خود را روی اعضای خوک پیاده کند. به نظر او کار کردن با اعضای خوک آسان‌تر از کار کردن با اعضای کوچک موش است.

دیدگاه‌های مختلف در رابطه با قلب هیبرید

همه کس باور نمی‌کند که تبدیل بافت سلول‌زدایی شده به یک عضو پیچیده و عملکردی آن طور که به نظر می‌رسد ساده باشد. آلان کلومن عضو ائتلاف سلول بنیادی سنگاپور می‌گوید: «ما راه طولانی را تا تهیه بافت‌ها و اعضای قابل فعالیت در پیش‌رو داریم، ما خواهیم توانست ساختارهایی شبیه عضوهای بدن را بسازیم، اما نمی‌توانیم همه فعالیت‌های آن عضو را به طور کامل بازسازی کنیم.» دیوید کوپر از دانشکده پزشکی پیتزبورگ در پنسیلوانیا می‌گوید داربست قلبی خوک همچنان مقداریa-Gal را در خود نگه می‌دارد که می‌تواند باعث انگیزش پاسخ ایمنی پس از پیوند شود. اما کریس مازون از کالج لندن بیان می‌کند که تعداد زیادی از اجزای سلول‌زدایی شده خوک در انسان‌ها بدون نیاز به داروهای مهارکننده سیستم ایمنی استفاده شده‌اند. او می‌گوید استریلیزاسیون شدید کافی این مواد باقی مانده را از بین می‌برد. او می‌گوید که در غیر این صورت میلیون‌ها انسان که از دریچه قلبی خوکی استفاده می‌کنند می‌بایست با واکنش سیستم ایمنی بر ضد آن مواجه می‌شدند. تیلور خود می‌گوید: «ما هنوز برای مرحله نهایی آماده نیستیم، اما در حال حرکت در جهت درستی می‌باشیم.»

منبع:‌2009 New Scientist / June
دکتر امیر شیروانی