محققان سلول های بنیادی انسانی را تشویق کردند تا کلیه های انسان در مراحل اولیه را در خوک ها تشکیل دهند. این اولین باری است که یک عضو انسانی در حیوان دیگری تولید میشود. محققان سلول های بنیادی می گویند این پیشرفت می تواند اندام های انسان را که در خوک رشد کرده است به واقعیت نزدیک کند و راه حل جدیدی را برای بسیاری از افرادی که در لیست انتظار برای پیوند هستند ارائه دهد.
خوان کارلوس ایزپیسوا بلمونته از آزمایشگاه های آلتوسمیگوید که تیمش روی رشد سلولهای بنیادی انسانی در گونه های دیگر آزمایش کرده اند، اما با کار فعلی درگیر نبوده است. این یک گام بزرگ رو به جلو در این زمینه است.
کلیه هایی که دانشمندان تولید کردند قرار نبود به بیماران پیوند بزنند، اما ایزپیسوآ بلمونته میگوید که تحقیقات جدید “اشاره به این دارد که هدف نهایی توسعه اندام های انسان در سایر پستانداران ممکن است.”
جراحان پیوندی که به دنبال رفع کمبود اندام های انسان هستند، قبلاً در روش های آزمایشی، کلیه ها و قلب های خوک را به تعدادی از افراد مرگ مغزی و بیماران پایانی کاشته اند.
اگرچه این ها از خوک هایی می آیند که از نظر ژنتیکی اصلاح شده بودند تا اندام های آنها از طرد فوری توسط گیرندگان انسانی جلوگیری کند، این استراتژی همچنان احتمالاً نیازمند درمان مادام العمر با داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی است.
در عوض رشد اندام های انسان در خوک ها یک جایگزین جذاب برای پیوند است. زیرا بیماران میتوانند اندامهایی را که از سلولهای بنیادی خودشان مشتق شده اند دریافت کنند، که نباید باعث حمله ایمنی شود.
بلمونته و سایر محققان پیشرفت هایی در جهت این هدف داشته اند. به عنوان مثال، مری گاری، زیستشناس سلولهای احیاکننده از دانشگاه مینهسوتا و همکارانش سلول های بنیادی انسانی را در جنین های اولیه خوک که از نظر ژنتیکی تغییر داده شده بودند، وارد کردند تا از رشد بافت های خاص جلوگیری کنند.
هنگامی که این جنین ها در خوک مادر جایگزین کاشته شدند، از سلول های انسانی برای ساختن برخی از بافت هایی که خودشان نمی توانستند بسازند استفاده کردند. تاکنون محققان نشان داده اند که این جنین های خوک میتوانند عضلات و پوشش رگهای خونی انسان را رشد دهند. اما هیچکس نتوانسته است این جنین ها را وادار به ساخت اندام هایی کند که حاوی چندین نوع سلول هستند.
تیمی به سرپرستی زیست شناسان سلولهای بنیادی، ژن دای، میگل استبان و گوانگجین پن از موسسه زیستپزشکی و سلامت گوانگژو، فکر کردند که دلیل آن را میدانند. سلولهای بنیادی انسانی بیرحمانه و با سلول های خوک همسایه شان ناهماهنگ هستند.
برای رفع مشکل اول، محققان سلول های انسانی را به صورت ژنتیکی تغییر دادند تا فعالیت دو ژن را افزایش دهند. سلولهای یک جنین با یکدیگر رقابت میکنند و این تغییر توانایی سلولهای انسان را برای رقابت با سلول های خوک افزایش داد و آنها را از خودکشی باز داشت.
مشکل دوم به این دلیل رخ داد که سلولهای انسانی از نظر تکاملی از هم ارزهای خوک خود جلوتر بودند. برای غلبه بر این مانع، دانشمندان سلول های انسانی را در یک محیط کشت تازه ابداع شده رشد دادند که آنها را به مرحله رشد اولیه بازگرداند. در نتیجه، سلول های انسانی می توانند بهتر با سلول های خوک همسایه ادغام شوند.
سپس دانشمندان این سلول های بنیادی ارتقا یافته انسانی را در جنین خوک که از نظر ژنتیکی تغییر داده شده بود و توانایی رشد کلیه را نداشتند، وارد کردند. پس از کاشت جنین ها در خوک های مادر جایگزین، محققان به آنها اجازه دادند تا حدود یک ماه رشد کنند و سپس آنها را برای تجزیه و تحلیل خارج کردند.
گزارشات در مورد رشد کلیه در بدن خوک
این تیم گزارش می دهد که تعدادی از جنین های خوک حاوی کلیه های اولیه انسان بودند. تا 65 درصد از سلولهای این اندام ها انسان بودند، که نشان میدهد سلول های بنیادی سلولهای کلیه را در محیط اطراف خوک تولید کرده اند.
این کلیه ها ابتدا یک آزمایشگاه هستند، اما دانشمندان قبل از ایجاد اندامی آماده برای پیوند به بیماران، کارهای بیشتری باید انجام دهند. از آنجایی که این تیم پیشرفت جنین ها را پس از حدود یک ماه متوقف کردند، کلیه های موقتی را رشد دادند که فقط برای چند هفته در اوایل رشد کار می کنند.
مجموعه دیگری از کلیه ها بعداً ایجاد میشوند و تا آخر عمر کار میکنند. اینها اندامهایی هستند که برای پیوند لازمند. علاوه بر این، دانشمندان می خواهند درصد سلول های انسانی را در اندام ها افزایش دهند. کلیه هایی که سلولهای خوک را در خود جای داده اند، اگر در بیماران قرار داده شوند، حملات ایمنی را تحریک میکنند.
رشد اندام های انسان در خوک ها نیز مسائل اخلاقی را به دنبال دارد. به عنوان مثال، سلولهای انسانی ممکن است در مغز یا سیستم های تولید مثلی حیوانات قرار بگیرند، به طور بالقوه توانایی های ذهنی آنها را تغییر دهند یا حتی باعث تولید اسپرم یا تخمک هایی شوند که دارای ژن های انسانی هستند.
دانشمندان برخی از سلول های مشتق از انسان را در مغز و نخاع جنین ها پیدا کردند، اما هیچ کدام را در سیستم تولید مثل شناسایی نکردند. استبان میگوید برای پیشبرد استراتژی پیوند، ممکن است محققان مجبور باشند تغییرات ژنتیکی بیشتری در سلولهای بنیادی انسان ایجاد کنند تا از این نفوذ جلوگیری کنند.
ژونگ وی لی، زیست شناس سلول های بنیادی از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، می گوید رویکرد استبان و همکارانش برای تقویت سلول های بنیادی قبل از قرار دادن در جنین «بسیار صحیح است». اما سوالاتی در مورد سلول های کلیه انسان در جنین باقی می ماند. “آیا آنها سلول های کلیه خوب هستند؟ ما مدرک نداریم.» لی اضافه میکند که سوال بزرگ این است که آیا محققان میتوانند یک کلیه در مرحله بزرگسالی بسازند.
گری، شرکتی را تأسیس کرد که در تلاش برای تولید اندامهای انسان در خوک ها است، هشدار میدهد که تغییرات ژنتیکی محققان در سلولهای بنیادی انسان میتواند منجر به سرطان شود. او همچنین می خواهد تجزیه و تحلیل بیشتری از سلول های انسانی در کلیه ها و عملکرد اندام ها ببیند.
اثبات اینکه کلیه در حال رشد انسان است و این خوک ها تا زمان تولد و بعد از آن زنده می مانند، ضروری است.
استبان میگوید که محققان قصد دارند به جنین های مشابه با سلولهای بنیادی انسانی اجازه دهند برای مدت طولانی تری رشد کنند تا مشخص شود که آیا کلیه در مرحله بزرگسالی تشکیل میشود یا خیر. او هشدار می دهد که جدول زمانی برای تولید اندام های آماده پیوند نامشخص است. اما او خوشبین است. “من فکر می کنم که در عرض یک دهه ممکن است این یک واقعیت باشد.”
دیدگاهتان را بنویسید