یک استارتاپ آمریکایی قصد پیوند عضو از خوک به انسان را دارد

یک استارتاپ زیست‌فناوری در آمریکا می‌خواهد پیوند عضو از خوک دستکاری ژنتیکی شده به انسان را از سال جاری میلادی شروع کند.

«David Ayares»، مدیر ارشد دانش استارتاپ بیوتکنولوژی Revivicor (زیرمجموعه United Therapeutics) از اهداف بلندپروازانه این استارتاپ برای پیوند عضو از خوک به انسان می‌گوید: «ما در شرف انجام این کار هستیم. در یکی دو سال آینده پیوند عضو با انسان را انجام خواهیم داد. فکر می‌کنیم خوکی که قرار است اعضایش به انسان پیوند بخورد را داریم و این اتفاق سال ۲۰۲۱ یا ۲۰۲۲ رخ خواهد داد.»

هدف Revivicor این است که با پیوند عضو خوک به انسان آمار درگذشتگان در صف دریافت عضو را کاهش دهد. بر اساس آمارهای اداره منابع بهداشتی و خدمات عمومی آمریکا (HRSA)، روزانه ۱۷ بیمار نیازمند به عضو در آمریکا جان خود را از دست می‌دهند. تا سپتامبر ۲۰۲۰ بیش از ۱۰۹ هزار نفر شامل مرد، زن و کودک در لیست انتظار دریافت عضو بوده‌اند.

البته پیوند عضو از جانداران دیگر به آسانی پیوند عضو از انسان به انسانی دیگر نیست و آنطور که در ادامه گزارش آمده می‌تواند سبب بروز واکنش ایمنی شدید شود. به عبارت ساده بدن عضو پیوندی را بیگانه تشخیص داده و آن را پس می‌زند. Revivicor به منظور حل این مشکل با دستکاری ژنتیکی خوک‌ها تولید نوعی شکر به نام alpha-gal در بدن آن‌ها که سبب پس زدن اندام پیوندی می‌شود را متوقف کرده است.

خبر خوش برای استارتاپ Revivicor اینکه سازمان غذا و داروی آمریکا ماه گذشته میلادی خوردن گوشت خوک دستکاری ژنتیکی شده را «برای عموم مردم ایمن» اعلام کرد. البته Ayares می‌گوید این استارتاپ به جای تولید گوشت خوک دستکاری ژنتیکی شده، روی «تولید نامحدود اعضا» تمرکز خواهد کرد. خوک این شرکت در مجموع ۱۰ تغییر ژنومیک (۴ ژن خوک غیرفعال و ۶ ژن انسان) دارد و قرار است در آزمایش‌های انسانی از آن استفاده شود.

پیوند عضو از خوک به انسان بدون شک بسیار خطرناک خواهد بود و سوالات اخلاقی متعددی ایجاد می‌کند، اما اگر موفقیت آمیز باشد از انتظار کشیدن چند ساله بیماران نیازمند جلوگیری کرده و جان بسیاری را نجات خواهد داد.

رشد کبد کمکی در بدن خوک ها

هپاتوسیت سلول اصلی بافت پارانشیمی کبد است. هپاتوسیت‌ها ۵۵ تا ۶۵ درصد از جرم کبد را تشکیل می‌دهند. علاوه بر این هپاتوسیت‌ها ترمیم کننده های طبیعی هستند که در غدد لنفاوی تکثیر می‌شوند.

هپاتوسیت(Hepatocyte) به سلول‌های اصلی بافت کبد گفته می‌شوند. محققان "دانشگاه پیتسبورگ" در مطالعه اخیرشان نشان داده‌اند که حیوانات بزرگی که دارای کبد کمکی هستند می‌توانند از طریق هپاتوسیت خود عضو جدیدی در غدد لنفاوی خود پرورش دهند. در انجام این کار موقعیت مکانی نقش اساسی دارد. اگر هپاتوسیت‌ها در جای مناسب قرار بگیرند و نیاز به عملکرد کبد وجود داشته باشد آنها در غدد لنفاوی یک کبد کمکی تشکیل می‌دهند. معمولاً سلول‌های کبدی قابلیت بازسازی مجدد خود را دارند اما برای احیا و بازسازی، آنها به یک محیط سالم و تغذیه‌ای نیاز دارند. با این حال در بیماری کبدی مرحله پایانی، کبد به بافت اسکار متصل می‌شود و این موضوع بازگشت سلول‌ها را سخت‌تر می‌کند .

دکتر "اریک لاگاس"(Eric Lagasse)استادیار آسیب شناسی دانشگاه پیتسبورگ گفت: کبد دارای پتانسیلی برای تولید مجدد است. هپاتوسیت‌ها سعی می‌کنند کبد اصلی خود را ترمیم کنند اما نمی‌توانند و می‌میرند.

تقریباً یک دهه پیش، لاگاس و همکارانش متوجه شدند که تزریق سلول‌های کبدی به غدد لنفاوی موش به ایجاد کبد کمکی منجر می‌شود که جای کبد ناقص ناشی از ژنتیک حیوانات را می‌گیرد. اما موش‌ها کوچک هستند. لاگاس و همکارانش نیاز داشتند تا نشان دهند که یک حیوان بزرگ می‌تواند برای غلبه بر بیماری کبدی، توده معنی داری از بافت ثانویه کبد را در بدنش رشد دهد. محققان برای تقلید از بیماری کبد انسان در خوک‌ها، جریان منبع اصلی خون از کبد را تغییر دادند و در همان زمان، آنها یک تکه از بافت کبد سالم را برداشتند و هپاتوسیت‌ها را استخراج کردند. آن سلول‌های کبدی سپس به غدد لنفاوی شکمی همان حیوان تزریق شدند. محققان شاهد ترمیم عملکرد کبد در همه شش خوک مورد آزمایش قرار گرفته طی این آزمایش بودند و بررسی دقیق غدد لنفاوی آنها نشان داد نه تنها هپاتوسیت‌ها بلکه شبکه‌ای از مجاری صفراوی و عروقی بطور خودبخود در بین سلول‌های کبدی پیوندی تشکیل شده بودند. هنگامی که میزان جراحت بافت آسیب دیده در کبد اصلی حیوانات شدیدتر شد، کبدهای کمکی بزرگتر شدند و این نشان می‌دهد که بدن حیوانات به جای فرار از رشد باعث حفظ هماهنگی توده کبد می‌شود.

منبع: ایسنا

احیای ریه آسیب‌دیده انسان در بدن خوک‌ها!

پژوهشگران "دانشگاه کلمبیا" در بررسی جدیدی توانستند ریه‌های آسیب‌دیده انسان را در بدن خوک‌ها احیا کنند.

پژوهشگران "دانشگاه کلمبیا"(Columbia University) آمریکا موفق شدند تا ریه‌هایی که بیش از اندازه برای پیوند زدن آسیب دیده بودند، پس از پیوند زدن به خوک‌ها احیا کنند. به گفته پژوهشگران، شاید این روش بتواند تعداد ریه‌هایی که برای پیوند زدن در دسترس قرار دارند، سه برابر کند.

پس از مرگ انسان، فاسد شدن ریه‌های او آغاز می‌شود؛ در نتیجه اگر قرار باشد که ریه‌ها پیوند زده شوند، این کار باید تا حد امکان زود صورت بگیرد. "جیمز فیلدز"(James Fildes)، پژوهشگر "دانشگاه منچستر" (University of Manchester) انگلستان گفت: ریه، اندام پیچیده‌ای است و یکی از اندام‌هایی به شمار می‌رود که حفظ کردن آن دشوار است.

بیشتر ریه‌های اهدا شده، تنها چند ساعت بیرون از بدن نگه داشته می‌شوند اما بیشتر آنها آنقدر فاسد می‌شوند که برای پیوند زدن ایمن نیستند.

"گوردانا وونجاک- نواکویک"(Gordana Vunjak-Novakovic)، از پژوهشگران این پروژه گفت: پزشکان معمولا تلاش می‌کنند تا با ابزاری موسوم به "EVLP" به احیای ریه آسیب دیده بپردازند اما همین تلاش‌ها هم می‌تواند با شکست مواجه شود.

نواکویک و همکارانش قصد داشتند بدانند که اگر ریه‌های آسیب دیده، به بدن زنده‌ای که اندام‌های آن می‌توانند مواد مغذی را به درستی انتقال دهند و مواد مضر را حذف کنند، پیوند زده شوند، عملکرد بهتری خواهند داشت یا خیر.

آنها برای این کار، از ریه‌هایی استفاده کردند که از بدن شش نفر خارج شده بودند. پژوهشگران این ریه‌ها را به مدت ۲۴ ساعت به سیستم گردش خون یک خوک متصل کردند. در این مدت، پمپاژ هوا در ریه، با کمک یک ونتیلاتور صورت گرفت. پژوهشگران از داروهای سرکوب کننده ایمنی هم استفاده کردند تا از رد شدن بافت پیوندی توسط سیستم ایمنی جلوگیری کنند.

پژوهش پیشین نواکوویک نشان داده بود که این روند درمان، عوارض بلند مدتی برای خوک‌ها ندارد. خوک‌ها در یکی از آزمایش‌ها توانستند در حالی که به EVLP متصل بودند، راه بروند و غذا بخورند. این ابزار، از ریه‌های پیوند زده شده به آنها محافظت می‌کرد.

همه ریه‌ها پیش از درمان، قسمت‌های سفید بسیاری داشتند که نشان می‌داد ریه در حال مرگ است و نمی‌تواند اکسیژن کافی را از خون بگیرد اما پس از ۲۴ ساعت اتصال خوک‌ها به EVLP، به نظر می‌رسید که ریه‌ها احیا شده‌اند. نواکویک و همکارانش، آزمایش‌هایی را روی ریه‌ها انجام دادند و دریافتند که ساختار سلول‌ها، بافت‌ها و ظرفیت اکسیژن‌رسانی آنها بهبود یافته است. حتی ریه‌ای که تقریبا دو روز بیرون از بدن بود، با این روش احیا شد.

فیلدز گفت: این نتیجه جالبی بود. من انتظار داشتم که ریه به کلی آسیب ببیند اما اصلا این طور نشد.

نواکوویک افزود: ریه‌ها صد در صد احیا نشدند اما به این نتیجه نزدیک بودند.

اگرچه ریه‌ها برای پیوند زده شدن، به قدر کافی سالم به نظر می‌رسند اما نواکوویک قصد دارد پیش از پیوند زدن آنها به انسان، آزمایش‌ها را روی ریه‌های بیشتری تکرار کند.

این پژوهش، در مجله "Nature Medicine" به چاپ رسید.

ابداع پوست در آزمایشگاه با ترکیب ژن‌های انسان و خوک

ایرنا/ محققان چینی با استفاده از ترکیب جدیدی از ژن‌های انسان و خوک موفق به پرورش نمونه‌های پوستی در آزمایشگاه شده‌اند که امیدوارند از آن‌ها برای درمان قربانیان سوختگی و سایر افرادی که نیاز به پیوند پوست دارند، استفاده شود.

محققان قابلیت زیستن این نمونه های تخصصی را بر روی میمون های ماکائو آزمایش کردند.

به گفته پژوهشگران این نمونه پوست هیبریدی برای مدت ۲۵ روز در بدن یک میمون ماکائو زنده ماند و در این مدت هیچگونه نیازی به درمان اضافی برای سرکوب سیستم ایمنی بدن میزبان و جلوگیری از حمله آن به این نمونه نداشت.

به گفته محققان، این بهترین نتیجه‌ای است که تا کنون بدست آمده و انتظار دارند که این نمونه در بدن یک میزبان انسان مدت طولانی تری زنده بماند زیرا وجود ژن‌های انسانی می تواند به جلوگیری از بروز واکنش ایمنی کمک کند.

پژوهشگران برای ابداع این نمونه پوستی، هشت ژن خاص انسانی را به ژنوم خوک اضافه و سه ژن خوک را که به محرک های واکنش ایمنی متصل هستند، حذف کردند.

این ترکیب اختصاصی ژن های انسانی و خوک می‌تواند به محققان کمک کند تا یک چالش اساسی را که سال هاست برای ابداع اعضای آزمایشگاهی برای پیوند با آن روبرو هستند، دور بزنند.

از نظر کاربردپذیر بودن، خوک ها ساده‌ترین حیوان برای برداشت نمونه هستند، اما از آنجایی که خوک ها و انسان ها از نظر فیلوژنتیکی بهم نزدیک نیستند، سیستم ایمنی بدن میزبانان انسان غالباً به نمونه‌های تولید شده از دی.ان.ای خوک حمله می‌کند. البته با جداسازی و ویرایش ژن‌ها از هر دو گونه، می‌توان پیشرفت‌های اساسی در ثبات پیوند عضو ایجاد کرد.

ژن های انسانی معرفی شده در این نمونه ها احتمال پیوند بافت را با میزبان افزایش می‌دهد، در حالی که با حذف تعداد هدفمندی از ژن‌های خوک می‌توان محرک‌های شیمیایی را از بین برد که باعث می شوند سیستم ایمنی بدن میزبان را از بین ببرند و پیوندها را بکشنند.

دستیابی به این موفقیت جدید توسط CRISPR ، با یک تکنیک میکروسکوپی که در سال ۲۰۱۲ اختراع شد، امکان پذیر است و به محققان این امکان را می دهد که رشته‌های DNA را در نقاط خاص برش دهند، رشته‌های جدید DNA را معرفی و انتهای رشته‌های بریده شده را به هم متصل کنند.

تولد دو خوک با استفاده از مهندسی ژنتیک سلول‌ میمون؛ کایمراها آینده پیوند اعضا در انسانی

برای اولین بار در جهان، در چین و بعد از ایجاد تغییرات ژنتیکی در سلول های بنیادین سینومولگوس میمون در طبیعت، دو خوک بدنیا آمدند. کایمراهای میمون-خوک بدنیا آمده که حیوانات جدیدی با سلول هایی از دو حیوان مختلف هستند- تنها یک هفته زنده ماندند.

کایمرا به موجودی اطلاق می شود که ترکیبی از دو یا چند جانور متفاوت باشد. تانگ های، یکی از محققان چینی این پروژه که در آزمایشگاه کلیدی دولتی سلول های بنیادین و زیست شناسی زایشی در پکن کار می کند در این باره چنین گفته است: «این اولین گزارش از کایمراها خوک-میمون است که با طی دوره بارداری کامل به دنیا می آیند».

برای اولین بار در جهان، در چین و بعد از ایجاد تغییرات ژنتیکی در سلول های بنیادین سینومولگوس میمون در طبیعت، دو خوک بدنیا آمدند.

اوایل سال جاری، محققان ژاپنی موفق به رشد پانکراس انسان در یک موش شدند که گامی بزرگ در زمینه مطالعه کایمراها یا ارگانیسم هایی که سلول های از دستکم دو گونه زیستی متفاوت داشته باشند به شمار می آمد. این هیبریدهای ژنتیکی مورد آزمایش و بررسی قرار می گیرند زیرا هدف نهایی رشد تمامی ارگان های بدن در درون بدن دیگر حیوانات است تا بعدها بتوان این اندام ها را به بدن انسان پیوند زد و بدین ترتیب مشکل پیوند اعضا در انسان به طور کامل رفع شود. در مورد کایمراهای میمون-خوک، محققان تغییراتی ژنتیکی را در سلول های میمون در مرحله بارورسازی آزمایشگاهی اعمال کردند و در ادامه موفق به ساخت پروتئینی به نام GFP شدند.

برای اولین بار در جهان، در چین و بعد از ایجاد تغییرات ژنتیکی در سلول های بنیادین سینومولگوس میمون در طبیعت، دو خوک بدنیا آمدند.

این پروتئین دارای نور فلوئورسنت شده و به محققان اجازه می داد که سلول های میمون و دیگر سلول های منشعب شده از آن را ردیابی کنند. در ادامه تیم تحقیقاتی موفق شد که سلول های بنیادین جنینی را جداسازی کرده که بعدها در جنین خوک هایی که تنها ۵ روز از باروری آن ها می گذشت تزریق شدند. در مجموع، ۴٫۰۰۰ از این جنین ها در رحم خوک های ماده کاشت شد. در نهایت ۱۰ نوزاد خوک متولد شده که تنها دو نمونه کایمرا بوده و دارای سلول های میمون بودند. در این کایمراها، بافت های قلب، کبد، ریه و طحال دارای مقادیری از سلول های میمون بودند اگر چه این درصد بسیار کم بوده و در حدود یک در هزار و یک در ده هزار برآورد شد.

برای اولین بار در جهان، در چین و بعد از ایجاد تغییرات ژنتیکی در سلول های بنیادین سینومولگوس میمون در طبیعت، دو خوک بدنیا آمدند.

تنها بعد از یک هفته، تمامی بچه خوک ها مردند، اعم از کایمرا و غیرکایمرا. محققان گفتند که در حال حاضر اطلاعات دقیقی از علت مرگ این بچه خوک ها ندارند اما احتمال می دهند این موضوع در اثر عوارض فرآیند بارورسازی در آزمایشگاه و نه ماهیت کایمرایی بودن آن ها بوده باشد. این مشکل بدان دلیل رخ می دهد که بارروری آزمایشگاهی در خوک ها به خوبی و موفقیت این رویکرد در مورد انسان ها و دیگر حیوانات نیست. به گفته های، این تیم تحقیقاتی در ادامه قصد دارد حیوانات سالمی را با سهم بیشتری از سلول های میمون تولید کند. اگر این تحقیق با موفقیت همراه شود، آن ها سعی خواهند کرد خوک هایی تولید کنند که با یک ارگان کامل ساخته شده از سلول های یک نخستی (مانند میمون) بدنیا آمده باشد. البته صحبت در این مورد آسان تر از انجام و موفقیت آن است.

برای اولین بار در جهان، در چین و بعد از ایجاد تغییرات ژنتیکی در سلول های بنیادین سینومولگوس میمون در طبیعت، دو خوک بدنیا آمدند.

در سال ۲۰۱۷، یک تیم تحقیقاتی دیگر در کالیفرنیا با موفقیت یک کایمرای خوک-انسان تولید کرد اما تعداد سلول های انسان در کایمرای نهایی تنها ۱ در ۱۰۰٫۰۰۰ سلول بود. و به دلایل اخلاقی، جنین ها تنها برای یک ماه رشد داده شند زیرا نگرانی هایی در این مورد وجود داشت مبنی بر اینکه ممکن بود مغز نوزاد خوک نهایی نیمه انسانی باشد. همچنین منتقدانی نسبت به این رویکرد نیز وجود دارند. پل نوپفلر، یک زیست شناس سلول های بنیادین در دانشگاه کالیفرنیا، بر این باور است که رشد ارگان های انسانی مناسب پیوند در بدن کایمراهای انسانی-حیوانی غیرممکن است. وی در این باره چنین می گوید: «با توجه به کارآمدی بسیار پایین کایمرایی و مرگ تمامی این حیوانات، من حقیقتاً این موضوع را بسیار ناامید کننده می بینم».

از نظر شما آیا خلق کایمراها و رشد اندام های انسانی در بدن حیوانات اخلاقی است و می تواند عواقب ناخوشایندی در پی داشته باشد یا خیر. نظرات خود در این مورد را با ما و دیگر مخاطبان روزیاتو در میان بگذارید.