پیوند اندام و اعضا نیاز شدیدی به پیشرفت‌های فنّی در زیست‌شناسی دارد. چاپ سه‌بُعدی و اصلاح ژنتیکی خوک‌ها دو روش در این عرصه است. مترجم: امید مجد – اختصاصی اندیشه نو
- به دلیل کمبود قلب، ریه، کبد، و کلیه، هر روز عدهٔ زیادی در جهان، در انتظار پیوند عضو می‌میرند.
- چاپ سه‌بُعدی اندام‌ها و استخراج اندام‌ها از خوک‌های اصلاح شدهٔ ژنتیکی دو راه حل ممکن است.
پزشکی مدرن با استفاده از فنّاوری پیشرفته معجزه‌های زیادی کرده است. از آن جمله است: ژن‌درمانی برای اصلاح ژن‌های معیوب، دستگاه‌های تحریک الکتریکی برای بازگرداندن چشمگیر عملکرد اعضای بدن پس از آسیب نخاعی، و جراحی به کمک روبات‌ها.
یکی دیگر از عرصه‌های پزشکی که به‌شدّت نیاز به پیشرفت دارد، پیوند اندام‌های جامد است. در این زمینه پیشرفت‌هایی صورت گرفته است ولی هنوز راه درازی در پیش است. در حال حاضر، اندام‌های اهدا شده- از اهدا کنندهٔ زنده یا استخراج شده از جسد- باید با نوع و اندازهٔ بافت گیرنده مطابقت داشته باشند، و اغلب، چنین نیست. به‌رغم شناخت مداوم و بیش از پیش علّت‌های پس زدن اندام‌های پیوند، بر اساس یک برآورد، بدن دریافت‌کنندگان تقریباً نیمی از اندام‌های پیوندی را در مدّت ۱۰ تا ۱۲ سال پس می‌زند.
از این گذشته، کمبود شدید اندام نیز وجود دارد. در حال حاضر بیش از ۱۰۰هزار آمریکایی منتظر پیوند عضو هستند، و به دلیل کمبود قلب، ریه، کبد، و کلیه، هر روز دست‌کم ۱۷ آمریکایی جان خود را از دست می‌دهند. ولی اکنون دو رویکرد جدید امیدبخش برای فراهم کردن اندام‌های پیوندی در دست است که در نهایت می‌تواند هم نیاز به اهداکنندگان عضو را از بین ببرد و هم خطر پس زدن بافت را کاهش دهد.
راه‌حل پیوند عضو: چاپ زیستی سه‌بُعدی
نخستین روش امیدوارکننده، چاپ زیستی سه‌بُعدی (3D bioprinting) است که از «جوهر زیستی» (bio-ink) استفاده می‌کند، مادّه‌ای قابل چاپ در چاپگرها که از سلول‌های خودِ بیمار ساخته شده است. با این روش، در دستگاه چاپگر سه‌بُعدی، لایه‌لایه‌های سلول‌های زیستی روی هم چاپ می‌شود و بافتی ساخته می‌شود که بدن گیرنده آن را پس نخواهد زد. اما پیشرَوی از ساختِ بافت به ساختِ عضوی پیچیده با چالش‌های عمده‌ای روبه‌روست. یکی از چالش‌های اساسی این بوده است که چگونه برای زنده نگه داشتن سلول‌ها، خون در آنها به جریان انداخته شود. پژوهشگران شیوه‌های گوناگونی برای حل این معضل ابداع کرده‌اند، از جمله: ایجاد مَجرا‌های کوچک در درون عضو چاپی، به طوری که وقتی عضو پیوند زده یا کاشته می‌شود، رگ‌های خونی در آنها شکل بگیرد؛ یا مَجراگذاری با سلول‌های درون‌رَگی (endothelial) که جداره‌های داخلی رگ‌های خونی را می‌پوشانند.
اوایل سال جاری میلادی، یک گروه تحقیقاتی سوئدی که روی چاپ سه‌بُعدی ریه‌های انسان کار می‌کرد، پیشرفت جالبی در این زمینه گزارش کرد. به گفتهٔ نویسندهٔ اصلی گزارش آن پژوهش، «ما راهمان را با گام کوچکِ ساخت لوله‌هایی کوچک آغاز کردیم، چون این چیزی است که هم در مجراهای تنفسی و هم در عروق ریه یافت می‌شود. با استفاده از جوهر زیستی جدیدمان و سلول‌های بنیادی جدا شده از مجراهای تنفسی بیمار، توانستیم مجراهای تنفسی کوچکی را زیست‌چاپ کنیم که لایه‌های متعددی از سلول‌ها در خود جا داده بودند و در طول زمان، کاملاً باز ماندند.»
علاوه بر چالش‌های فنی دشوار، موانع دیگری نیز بر سر راه است. دانیل تروی، از مدیران بهداشت و درمان آمریکا، معتقد است که تأخیر در تدوین مقررات نظارتی در سازمان غذا و داروی آمریکا مایهٔ دلسردی شرکت‌ها در این زمینه می‌شود. این سازمان وظیفه دارد که ایمنی و اثربخشی درمان‌ها و دستگاه‌های پزشکی تولید انبوه را ارزیابی کند. تروی می‌گوید که «اندام‌های زیست‌چاپ شده آفرینش‌های یگانه‌ای هستند که مخصوص هر بیمار ساخته می‌شوند» و هدایت نظارتی سازمان غذا و دارو هنوز برای چنین محصولاتی عملی نشده است.
راه‌حل پیوند عضو: اصلاح ژنتیکی خوک‌ها
رویکرد دوّم در تأمین عرضهٔ کافی اندام‌ها برای پیوند، استفاده از جانوران مهندسی شده از لحاظ ژنتیکی- اغلب، خوک‌ها- است، به طوری که اندام‌های پیوندیِ گرفته شده از این حیوان‌ها، در بدنِ گیرنده پس زده نشود. در این روش، از مهندسی ژنتیک برای رشد دادن بافت‌ها و اندام‌های «انسانی‌شده» در حیوان‌ها استفاده می‌شود. در سال ۲۰۱۸، زمانی که دانشمندان از اصلاح ژنی برای ایجاد جنین‌های هیبریدی (دوگانه) حاوی هر دو سلول انسان و گوسفند استفاده کردند، پیشرفت قابل‌توجهی در این روش صورت گرفت.
تصویر اصلی از: سازمان غذا و داروی آمریکا
نقطه عطف دیگر در دسامبر ۲۰۲۰ و زمانی رخ داد که سازمان غذا و داروی آمریکا «نخستین مورد تغییر ژنومیک عمدی (IGA) را در نوعی از خوک‌های اهلی تأیید کرد» (به نام GalSafe)، که ممکن است از آن در درمان انسان یا تأمین غذا استفاده شود. تغییر ژنومیک عمدی در جانوران، ژنی را که α-Gal را می‌سازد، مولکولی قندی که به طور طبیعی بر روی سطح سلول‌های خوک یافت می‌شود، از بین می‌برد. این مولکول منبع آلرژی در برخی افراد در زمانی است که گوشت‌های خاصی مصرف می‌کنند. این مولکول در پس زدن بافت یا عضو پیوندی به انسان نیز نقش دارد. این نخستین مورد از تغییر ژنومیک عمدی در یک حیوان بود که سازمان غذا و داروی آمریکا برای هر دو مصرف مواد غذایی انسان، و نیز به عنوان منبعی بالقوه برای استفاده‌های درمانی، تأیید کرد.
پژوهش‌های بسیاری در زمینهٔ ایجاد انواع خوک برای پیوند اعضا در جریان است، اما در مورد میزان اصلاح ژنتیکی قابل‌قبول، که هم برای جلوگیری از پس زده شدن عضو پیوندی و هم برای اطمینان از نبود عوامل بیماری‌زای (پاتوژن) مضر لازم خواهد بود، اختلاف‌نظرها و مباحثاتی نیز در جریان است. بنابراین، جالب خواهد بود که ببینیم در چه مرحله‌ای از پژوهش‌ها و در چه ساختارهای ژنتیکی، قانون‌گذاران اجازهٔ نخستین کارآزمایی‌های بالینی را می‌دهند.
سازمان غذا و داروی آمریکا در سال 2018 «طرح اقدام نوآوری زیست‌فنّاوری گیاهی و جانوری» را رونمایی کرد که شامل یک پروژهٔ آزمایشی- برنامهٔ نوآوری دام‌پزشکی- است. طبق این طرح، کارشناسان این سازمان وظیفه دارند که حامیان پروژه‌های تجاری را که به دنبال تأیید فراورده‌های فنّاوری زیستی یا مبتنی بر سلول‌های جانوری هستند، راهنمایی و کمک کنند.
در آینده خواهیم دید که آیا وعده‌ها عملی خواهد شد یا نه. امروزه نیاز فوری به اندام‌های پیوندی وجود دارد. قانون‌گذاران بهتر است زودتر و بی‌تعلل به این موضوع بپردازند.
منبع: BigThink
اندیشه نو: استفاده از تمام یا بخش‌هایی از این مطلب با ذکر منبع بدون مانع است.