احیای بافت‌های مرده قلب با بخیه‌های نانویی

گرچه این یادآوری چندان خوشایند به شمار نمی‌آید، اما در سال‌های اخیر و به لطف پیشرفت‌های چشمگیری که در عرصه تکنیک‌ها و فناوری‌های نوین مرتبط با قلب ـ عروق صورت گرفته است، امید این دسته از بیماران به ادامه حیات افزایش یافته است. یکی از مهم‌ترین این فناوری‌ها، نانوست. از سال‌ها قبل ایده‌های خلاقانه‌ای درخصوص استفاده از حامل‌های نانویی برای درمان گرفتگی‌های قلبی و عروقی ابداع شده است و اکنون نیز تحول نوینی تحت عنوان بخیه‌های نانویی به چشم می‌آید که خود نویدبخش آینده روشنی برای این دسته از بیماران به شمار می‌رود.

بخیه نانویی جدیدی که البته پیش‌بینی می‌شود چند سال دیگر روانه بیمارستان‌های سراسر جهان شود محصول مشترک تفکر خلاقانه محققان دانشگاه براون آمریکا و گروهی از محققان هندی است. این فناوری نوین نگرشی نو به سوی درمان بیمارانی است که دچار حمله‌های قلبی می‌شوند. این محققان با استفاده از فیبرهای کربنی و نوعی پلیمر، بخیه نانویی مورد نظرشان را ارائه کرده‌اند و امیدوارند در چند سال آینده به یکی از وسایل ثابت اتاق‌های عمل و فرآیند درمان بیماران قلبی تبدیل شود. در هفته‌های اخیر آزمایش‌های گوناگونی روی این بخیه و کارکردهای آن صورت گرفته است. محققان در این آزمایش‌ها روی سلول بافت طبیعی قلب چند نمونه آزمایشگاهی کار کردند و اتفاقا نتایج جالب توجهی نیز به دست آوردند.

زمانی که فردی دچار بیماری قلبی می‌شود، بخشی از قلب می‌میرد. سلول‌های عصبی در دیواره قلب و کلاس خاصی از سلول‌ها که به طور خودکار گسترش پیدا کرده و به یکدیگر متصل می‌شوند و در کل ضربان قلب را موجب می‌شوند نیز برای همیشه می‌میرند. در چنین شرایطی جراحان نمی‌توانند مناطق آسیب‌دیده را ترمیم کنند.

این وضعیت دقیقا مشابه زمانی است که راننده در جاده با چشم‌اندازی روبه‌رو می‌شود که در آن به دلیل ریزش کوه بخش قابل توجهی از راه بسته شده است و تنها کاری که می‌توان انجام داد وارد نشدن به این مسیر و انتخاب جاده‌ای دیگر است. اما پیدا کردن این راه جدید در دنیای کمک به بیماران قلبی کار بسیار دشواری است چون در اینجا قرار است مهم‌ترین بخش بدن ترمیم شود.

بهترین راهی که محققان برای کمک به این دسته از بیماران پیدا کرده‌اند تلاش برای ترمیم‌بخشی از مناطق آسیب‌دیده قلب است. آنها استفاده از فناوری نانو را بهترین و سریع‌ترین مسیر ممکن دانسته‌اند. از این رو در محیط آزمایشگاهی و با استفاده از ترکیب نانوفیبرهای کربنی ساختار اسکلتی داربست مانندی ساخته‌اند که در تلفیق با نوعی پلیمر قابلیت‌های خیره‌کننده‌ای پیدا می‌کند. آزمایش‌های اولیه نشان داده‌اند که این اسکلت نانویی که بهتر است آن را نوعی بخیه نانویی عنوان کنیم، سلول‌های بافت طبیعی قلب موسوم به cardiomyocytesها را ترمیم می‌کنند.

همچنین ترمیم نورون‌های آسیب‌دیده مرتبط با قلب نیز از دیگر قابلیت‌های این بخیه نانویی است که دانشمندان را به اثرگذار بودن آن بسیار امیدوار کرده است. اگر قرار باشد در یک جمله نتایج این آزمایش‌ها را اعلام کرد باید گفت: با استفاده از این بخیه نانویی بخش‌هایی از قلب که بنا به دلایل مختلفی می‌میرند بار دیگر جان می‌گیرند. دیوید اسکات از اعضای تیم این پروژه می‌گوید: ما خود نیز هیجان‌زده شده‌ایم چون انگار چیزی را در جایی که بافت مرده قلبی قرار دارد می‌گذاریم و به آن کمک می‌کنیم تا آن را دوباره احیا کند. این واقعا هیجان‌انگیز است.

این فناوری هم‌اکنون در مراحل اولیه و آزمایشگاهی خود قرار دارد، اما گفته می‌شود اگر با نتایج موفقیت‌آمیزی همراه شود میلیون‌ها بیمار قلبی ـ عروقی در سراسر جهان به ادامه زندگی امیدوار خواهند شد. تنها در سال 2009 بالغ بر 785 هزار آمریکایی حملات قلبی را تجربه کرده‌اند و این درحالی است که به گفته پزشکان یک سوم زنان و یک پنجم مردانی که حمله قلبی را تجربه می‌کنند تا 6سال پس از آن، حمله دیگری را نیز متحمل می‌شوند. در سال‌های گذشته و با توجه به چنین نگرانی‌هایی، تحقیقات زیادی صورت گرفته و در کنار آنها فناوری‌های متعددی نیز ارائه شده‌اند، اما چه نکته‌ای موجب شده تا دستاورد اخیر محققان دانشگاه براون و همتایانشان در هند تا این حد خبرساز شود؟ بدون شک استفاده از فیبر کربنی پاسخ قطعی به این پرسش است.

این مواد چیزی نیستند جز لوله‌های مارپیچی شکلی که تنها بین 60 تا 200 نانومتر قطر دارند. این لوله‌ها عملکرد بسیار خوبی دارند چون‌هادی‌های بسیار عالی برای الکترون‌ها هستند. این محققان با استفاده از این نانولوله‌ها نوار مخصوصی به طول 22 میلی‌متر و 15 میکرون ضخامت ساخته‌اند که در لباس یک بخیه نانویی ایفای نقش می‌کند. آنها برای این‌که مطمئن شوند این ساختار قابلیت لازم برای ترمیم بافت مرده را دارد یا نه دست به چند سری آزمایش زدند. در برخی از این آزمایش‌ها بخیه یاد شده روی سطح مخصوص شیشه‌ای گذاشته شده و رشد و تجمع سلول‌های بافت طبیعی قلب را زیر نظر گرفتند. نتیجه این بررسی‌ها در نوع خود شگفت‌انگیز بوده است. آنها متوجه شدند تنها با گذشت 4 روز سطح مورد نظر تا 5 برابر متراکم از سلول‌های بافت طبیعی قلب می‌شود و جالب‌تر این‌که پس از گذشت 5روز تراکم این سلول‌ها تا 6 برابر نمونه اولیه کنترلی افزایش می‌یابد. اما این پایان ماجرا نبوده چون تراکم نورونی نیز در مدت 4 روز تا 2 برابر افزایش می‌یابد.

دانشمندان امید زیادی به تأثیرگذار بودن این فناوری نوین دارند. از آنجا که این ساختارها کشسان و پایدار هستند تقریبا می‌توان گفت تا مدت زیادی کارایی خود را حفظ می‌کنند. این اسکلت‌ها قابلیت آن را دارند که همچون بافت قلبی بسط پیدا کرده و دقیقا شبیه بافت طبیعی قلب عمل کنند. این نظر توماس وبستر از اعضای تیم محققان این پروژه در دانشگاه براون است.

اما گام بعدی در این فرآیند چیست؟ محققان این پروژه به دنبال بهبود کیفیت عملکرد این داربست‌های نانویی هستند. در حقیقت آنها راهی را جستجو می‌کنند که در آن بتوانند داربست‌هایی با ظرفیت رسانایی به مراتب بهتر از نسخه‌های فعلی ارائه کنند. در این صورت رسیدن این فناوری به مرحله تولید انبوه چندان دور از دسترس نخواهد بود.