اهداکننده جدید عضو به انسان؛ خوک‌های اصلاح ژنتیکی شده!

فرارو- دانشمندان در حال توسعه خوک‌های اصلاح ژنتیکی شده هستند که می‌توانند روزی به عنوان اهداکننده عضو یک انسان خاص شخصی‌سازی شوند و این موضوع باعث ایجاد پرسش‌هایی از سوی متخصصان اخلاق زیستی شده است.

به گزارش فرارو به نقل از وال استریت ژورنال، علیرغم تلاش‌های طولانی مدت برای حل این مشکل، اندام‌های انسانی کافی برای همه افرادی که به پیوند نجات دهنده نیاز دارند در دسترس نیست. بنابراین، دانشمندان به گروه جدیدی از اهدا کنندگان بالقوه روی می‌آورند: خوک‌ها.

آنان پروژه‌هایی را راه‌اندازی می‌کنند که در نهایت ممکن است به ایجاد به اصطلاح خوک‌های شخصی منتهی شود حیواناتی که به‌عنوان اهداکنندگان عضو ایده‌آل برای افراد خاص طراحی شده‌اند یا همان تغییرات ژنتیکی را دارند که باعث ایجاد بیماری در انسان می‌شود و امکان آزمایش و پژوهش را فراهم می‌کند. برای دهه‌های متمادی دانشمندان تلاش کرده‌اند تا پیوند اعضا را بین گونه‌های مختلف که به عنوان پیوند خارجی شناخته می‌شود پیش ببرند.

در ابتدا تمرکز روی شامپانزه‌ها و بابون‌ها به عنوان نامزد‌های احتمالی بود، زیرا نخستین‌های غیرانسانی نزدیک‌ترین بستگان ژنتیکی به انسان‌ها هستند.

دانشمندان در سالیان اخیر توجه خود را به خوک‌هایی معطوف کرده‌اند که اندام‌های‌شان از نظر اندازه و عملکرد مشابه بدن انسان است. خوک‌ها هم چنین دوره‌های بارداری نسبتا سریعی دارند (بارداری حدود چهار ماه به طول می‌انجامد) و کم‌تر از شامپانزه‌ها و بابون‌ها احتمال انتقال ویروس به انسان‌ها را دارند.

به منظور آن که اندام‌های خوک برای پیوند انسان مناسب‌تر شوند دانشمندان باید ویرایش‌های ژنی را در DNA خوک انجام دهند. سطوح سلول‌های خوک حاوی یک مولکول قند است که می‌تواند سیستم ایمنی بدن انسان را تحریک کند تا به اندام‌های خوک حمله کند و آن را به اصطلاح پس بزند و رد کند.

پیشرفت‌ها در Crispr یک فناوری ویرایش ژن فرصت‌های جدیدی را در اختیار دانشمندان قرار داده است تا این ویرایش‌های ژنی را انجام دهند و حتی روزی بتوانند آن را برای بیماران و بیماری‌های خاص شخصی‌سازی کنند.

آنان DNA ویرایش شده را وارد سلول تخم خوک می‌کنند که هسته آن برداشته شده است. سپس سلول تخم به رحم یک خوک ماده بالغ منتقل می‌شود. آن خوک، ماده خوک‌هایی را به دنیا می‌آورد که سلول‌های آن از جمله سلول‌های درون اندام‌ها حاوی ژن‌های ویرایش شده هستند.

مطالعات تازه درباره پیوند اعضا که بر روی قلب و کلیه خوک متمرکز شده مزایای بالقوه این روش را برجسته ساخته است.

«نادر معظمی» جراح پیوند قلب در موسسه پیوند لانگون در نیویورک اخیراً قلب خوک را به دو فرد مرگ مغزی پیوند زد تا داده‌هایی را جمع آوری کند که ممکن است روزی چشم انداز استفاده از اهداکنندگان عضو خوک را برای بیماران زنده افزایش دهد.

دکتر معظمی به «وال استریت ژورنال» می‌گوید: «در یک مورد قلب خوک پیوندی شروع به تپیدن کرد، اما برای بلند مدت به قدری کوچک بود که عملکرد بدن فرد را پشتیبانی نمی‌کرد».

دانشمندان موسسه پیوند لانگون و Revivicor Inc شرکتی اندام‌های خوک را ارائه می‌دهد مطالعات بیش‌تری را برای درک بهتر محدوده اندازه قلب و عروق خوک‌ها آغاز کردند. دکتر معظمی می‌گوید: «روزی متوجه شدم قرار است پیوند عضو به مردی را انجام دهم و می‌توانم یک قلب خوک سفارشی برای او سفارش دهم».

دانشمندان دانشگاه ویسکانسین – مدیسن نیز در حال بررسی راه‌هایی برای سفارشی کردن خوک‌ها به منظور رسیدگی به سایر مشکلات پزشکی هستند.

دانشمندان از ویرایش ژنی برای ایجاد خوک‌هایی با جهش ژنی استفاده می‌کنند که باعث بیماری نوروفیبروماتوز نوع ۱ یا NF۱ می‌شود. از هر ۳۰۰۰ نوزاد در ایالات متحده یک نوزاد با این بیماری متولد می‌شود که می‌تواند باعث ایجاد تومور در دستگاه عصبی در پوست و چشم، اختلالات یادگیری و مشکلات گوارشی شود.

هدف نهایی ایجاد یک خوک شخصی برای هر کودک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع ۱ است. تحقیقات صورت گرفته روی سفارشی سازی خوک‌ها هم چنین می‌تواند درس‌هایی را به ارمغان بیاورد که در مورد پیوند خارجی نیز کاربرد دارد.

در تحقیقات نوروفیبروماتوز نوع ۱ پزشکان به طور بالقوه می‌توانند دارو‌ها را روی خوک‌های شخصی آزمایش کنند تا قبل از دادن آن به بچه‌ها ببینند آیا دارو‌ها کارآمد هستند یا خیر. خوک‌هایی که سریع‌تر از کودکان بالغ می‌شوند نگاهی به آینده تک تک کودکان دارند و می‌توانند مداخله زودتر یا بهتری را انجام دهند.

پروژه شخصی‌سازی خوک در جریان یک دیدار تصادفی در یک رویداد دانشگاهی در سال ۲۰۱۴ میلادی بین دکتر شانموگانایگام و چارلز کونسیتزکه دستیار مدیر مرکز بیوتکنولوژی دانشگاه و پدر میسن که اکنون ۱۲ساله است و به نوروفیبروماتوز نوع ۱ مبتلا می‌باشد آغاز شد.

زمانی که دکتر شانموگانایگام به آقای کنسیتزکه گفت که خوک‌هایی را برای مطالعه بیماری‌های قلبی ایجاد کرده کونسیتزکه به او گفت: «من یک پروژه برای شما دارم.»

دکتر شانموگانایگام

زمانی که میسن شش ماهه بود والدین‌اش متوجه وجود لکه‌های قهوه رنگ در سراسر بدن او شدند که یکی از مشخصه‌های نوروفیبروماتوز نوع ۱ است. او در دوره ابتدایی متولد شدن‌اش مبتلا به این بیماری تشخیص داده شد. کونسیتزکه می‌گوید که میسن یک تومور غیرقابل عمل دارد که در اعصاب سمت چپ صورتش رشد می‌کند و همراه با اوتیسم تشخیص داده شده است.

یکی از موانع اصلی در تحقیق و توسعه دارو برای نوروفیبروماتوز نوع ۱ فقدان یک مدل حیوانی بزرگ بود که بتواند به طور قابل اعتماد به دانشمندان اجازه دهد پیش بینی کنند که آیا دارو‌هایی که روی حیوانات کار می‌کنند ممکن است در افراد نیز مؤثر باشند یا خیر. خوک‌ها با اندام‌هایی مشابه اندام‌های انسان‌ها برای انواع خاصی از تحقیقات بهترین و مناسب‌ترین نامزد به نظر می‌رسند.

هنگامی که اولین خوک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع ۱ در سال ۲۰۱۶ میلادی متولد شد دانشمندان به میسن اجازه دادند نام آن را انتخاب کند. او آن خوک را «تانک» نامید نام همان شخصیتی در داستانی که کونسیتزکه پیش از خواب برای پسرش ساخته بود و تعریف می‌کرد. کونسیتزکه به «وال استریت ژورال» می‌گوید: «خوک‌ها به نوعی بخشی از خانواده هستند».

تانک با پیشرفت بیماری دچار تومور‌ها و مشکلات مفصلی شد و در سال ۲۰۲۰ میلادی آن را کشتند. پژوهشگران مطالعه گسترده‌ای بر روی دو تومور خوک انجام داده‌اند و امیدوارند که این کار امکان آزمایشات دارویی در آینده را فراهم کند. کونسیتزکه نگران واکنش پسرش به مرگ حیوان بود. میسن درک خیلی خوبی از آن موضوع داشت و اکنون وضعیت را متوجه شده است.

از زمان تولد اولین خوک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع ۱ دانشمندان بیش از ۳۵۰ جهش با نوروفیبروماتوز نوع ۱ ایجاد کرده‌اند که در مقالات منتشر شده در نشریات علمی جزئیات آن شرح داده شده است.

دکتر شانموگانایگام می‌گوید که پژوهشگران می‌خواهند پیش از ایجاد یک خوک شخصی‌سازی شده برای یک کودک خاص اثبات این مفهوم را نشان دهند. برخی از خوک‌ها به دلیل عوارض بیماری مردند. بقیه کشته شدند. او افزود که حدود پنج تا هشت خوک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع ۱ برای کمک به پرورش خوک‌ها به منظور انجام مطالعات نگهداری می‌شوند.

در طول پروژه، پژوهشگران با پرسش‌های اخلاقی دست و پنجه نرم می‌کردند. اگر بیماری باعث مرگ جیوان شود آیا پزشکان خود را موظف می‌دانند که حتی پیش از ظهور علائم، برای کودکی با همان جهش دارو تجویز کنند؟ دکتر شانموگانایگام گفت که والدین ممکن است به خاطر پیش بینی بیماری که لزوما قطعی نیست متحمل رنج شوند.

چرا دانشمندان در حال مطالعه خوک‌ها برای پیوند عضو هستند؟

اندام‌های اهدایی انسان برای پیوند‌های نجات دهنده با کمبود مواجه هستند. اندام‌های خوک به عنوان یک جایگزین بالقوه ظاهر شده‌اند تا حدی به این دلیل که خوک‌ها به راحتی پرورش می‌یابند و اندام‌های آنان از نظر اندازه شبیه اندام‌های انسان است. دانشمندان اکنون قادر به ویرایش ژن‌های خوک به روش‌هایی هستند که اندام‌ها را برای پیوند به افراد مناسب‌تر می‌کند.

در زمینه پیوند عضو مخالفان آسیب‌هایی را که ممکن است به خوک‌ها وارد شود زیر سوال برده اند. دکتر «ال. سید‌ام جانسون» استادیار اخلاق زیستی و علوم انسانی در سیراکیوز استدلال می‌کند که خوک‌ها ممکن است در آینده به عنوان اهداکننده عضو زنجیره‌ای مورد استفاده قرار گیرند تحت جراحی‌ها و روش‌های متعدد پیوند قرار گرفته که می‌تواند باعث درد در حیوانات شود.

«نیتا فراهانی» استاد حقوق و فلسفه در دانشکده حقوق دوک و پژوهشگر اخلاق فناوری‌های نوظهور می‌گوید: «اگرچه خوک‌ها به طور معمول برای غذا ذبح می‌شوند، اما زمانی که حیوانات از نظر ژنتیکی اصلاح می‌شوند پرسش‌های اخلاقی متفاوتی مطرح می‌شود».

دکتر فراهانی خاطر نشان می‌کند که محدودیت‌های بیشتری برای تحقیقات مربوط به حیواناتی که از نظر شناختی پیشرفته‌تر هستند یا ظرفیت بیشتری برای درد نشان می‌دهند اعمال شده است. او اضافه می‌کند که دانشمندان هنوز به طور کامل توانایی‌های شناختی حیوانات یا این که چگونه ویرایش ژن که می‌تواند شامل درج ژن‌های انسانی باشد ممکن است باعث تغییر آن شود را درک نکرده اند. او می‌گوید: «شما با این کار شروع به محو مرز بین انسان‌ها و حیوانات غیر انسانی کرده اید».

زمانی نوبت به آینده پیوند اعضا می‌رسد دانشمندان در حال آزمایش هستند که تا چه حد می‌توانند برای ساخت خوک‌های شخصی‌سازی شده پیش بروند. «دانیل گاری» استاد و مدیر برنامه‌های پزشکی و علوم بازساختی در دانشگاه مینه سوتا و همکاران‌اش جنین‌های خوک را ساختند که فاقد ژن سازنده رگ‌های خونی بود. آنان سپس سلول‌های انسانی را به جنین خوک انتقال دادند که باعث ایجاد رگ‌های خونی انسان شد. دکترگری می‌گوید جنین‌ها هنوز تولد زنده‌ای نداشته‌اند. با این وجود، او امیدوار است که این رویکرد در نهایت به هر عضوی در خوک امکان دهد تا برای پیوند به فرد در دسترس باشد.

دکتر گاری پیش بینی می‌کند افرادی که به اندام نیاز دارند، روزی می‌توانند سلول‌های خود را به جنین خوک تزریق کنند و خوک‌ها را حتی بیشتر از قبل شخصی کنند. او می‌گوید: «ما می‌خواهیم خوک‌ها را انسانی‌تر سازیم».