اهدا کننده جدید عضو انسان؛ خوک های اصلاح شده ژنتیکی!

بعدی-دانشمندان در حال کار بر روی ساخت خوک های اصلاح شده ژنتیکی هستند که می توانند روزی به عنوان اهداکنندگان عضو برای یک انسان خاص تعیین شوند و این امر باعث ایجاد سؤالاتی از سوی متخصصان اخلاق زیستی شده است.

به گزارش وال استریت ژورنال،علیرغم تلاش های طولانی مدت برای حل این مشکل، اعضای بدن انسان به اندازه کافی برای همه کسانی که نیاز به پیوند نجات دهنده دارند، در دسترس نیست. بنابراین دانشمندان به گروه جدیدی از اهداکنندگان بالقوه روی می آورند: خوک ها.

آنها در حال راه اندازی پروژه هایی هستند که ممکن است در نهایت منجر به ایجاد خوک های شخصیتی شوند، حیواناتی که برای اهداکنندگان عضو ایده آل برای افراد خاص طراحی شده اند یا دارای همان تغییرات ژنتیکی هستند که باعث بیماری در انسان می شود و امکان تحقیق و آزمایش را فراهم می کند. برای دهه ها، دانشمندان در تلاش برای ایجاد پیوند بین گونه های مختلف، به نام زنوگرافت بوده اند.

در ابتدا، تمرکز بر شامپانزه ها و بابون ها به عنوان نامزدهای بالقوه بود، زیرا نخستی های غیر انسانی نزدیک ترین خویشاوندان ژنتیکی انسان ها هستند.

در سال‌های اخیر، دانشمندان توجه خود را به خوک‌هایی معطوف کرده‌اند که اندام‌های آن‌ها از نظر اندازه و عملکرد مشابه بدن انسان است. خوک ها همچنین دوره های بارداری نسبتا سریعی دارند (بارداری حدود چهار ماه طول می کشد) و کمتر از شامپانزه ها و بابون ها ویروس را به انسان منتقل می کنند.

برای اینکه اندام های خوک برای پرورش انسان مناسب تر شوند، دانشمندان باید تغییرات ژنتیکی را در DNA خوک انجام دهند. سطح سلول‌های خوک حاوی یک مولکول قند است که می‌تواند سیستم ایمنی بدن انسان را برای حمله و دفع ارگان‌های خوک تحریک کند.

پیشرفت‌ها در Crispr، یک فناوری ویرایش ژن، فرصت‌های جدیدی را به دانشمندان داده است تا این تغییرات ژنتیکی را انجام دهند و حتی یک روز آنها را برای بیماران و بیماری‌های خاص سفارشی کنند.

آنها DNA ویرایش شده را وارد سلول تخم خوک می کنند که هسته آن برداشته شده است. سپس تخمک به رحم خوک بالغ منتقل می شود. این خوک خوک‌های ماده‌ای را به دنیا می‌آورد که سلول‌های آن، از جمله سلول‌های درون اندام‌ها، حاوی ژن‌های تغییر یافته هستند.

مطالعات پیوند اخیر با تمرکز بر قلب و کلیه خوک، مزایای بالقوه این روش را برجسته کرده است.

جراح پیوند قلب نادر معظمی در موسسه پیوند لانگون در نیویورک اخیراً قلب خوک را به دو فرد مرگ مغزی پیوند زده تا اطلاعاتی را جمع آوری کند که ممکن است روزی احتمال استفاده از اهداکنندگان عضو خوک برای بیماران زنده را افزایش دهد.

دکتر معظمی به وال استریت ژورنال گفت: «در یک مورد، قلب خوک پیوندی شروع به تپیدن کرد، اما برای مدت طولانی آنقدر کوچک ماند که از عملکرد بدن انسان پشتیبانی نکرد.

دانشمندان موسسه پیوند Langone و Revivicor Inc. شرکتی که اندام های خوک را با اندام خوک تامین می کند، برای درک بهتر محدوده اندازه قلب و عروق خوک به مطالعات بیشتری نیاز دارد. دکتر معظمی می‌گوید: «یک روز متوجه شدم که برای مردی پیوند عضو انجام می‌دهم و می‌توانم سفارش کنم قلب خوکی مخصوص او ساخته شود.

آزمایشگاهی در دانشگاه ویسکانسین مدیسون که در آن برخی تحقیقات روی خوک‌های اصلاح‌شده ژنتیکی NF1 انجام می‌شود.

دانشمندان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون همچنین در حال بررسی راه هایی برای سازگاری خوک ها برای مقابله با سایر مشکلات پزشکی هستند.

دانشمندان از اصلاح ژنتیکی برای ایجاد خوک هایی با جهش ژنتیکی که باعث نوروفیبروماتوز نوع 1 یا NF1 می شود، استفاده می کنند. از هر 3000 نوزاد در ایالات متحده یک نوزاد با این بیماری متولد می شود که می تواند باعث ایجاد تومور در سیستم عصبی پوست و چشم، مشکلات یادگیری و مشکلات گوارشی شود.

هدف نهایی ایجاد یک خوک شخصی برای هر کودک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع 1 است. تحقیق در مورد سفارشی سازی خوک همچنین می تواند دروس قابل اجرا برای پیوند بیگانگان را ارائه دهد.

در تحقیقات نوروفیبروماتوز نوع 1، پزشکان می‌توانند داروها را روی خوک‌های خود آزمایش کنند تا ببینند داروها قبل از دادن آن‌ها به کودکان کار می‌کنند یا خیر. خوک هایی که سریعتر از نوزادان بالغ می شوند نگاهی اجمالی به آینده هر کودک دارند و می توانند زودتر یا بهتر مداخله کنند.

پروژه شخصی‌سازی خوک در طی یک جلسه هیجان‌انگیز در یک رویداد دانشگاهی در سال 2014 بین دکتر شانموگانیگام و چارلز کنستسک، دستیار مدیر مرکز بیوتکنولوژی دانشگاه و پدر میسون، که اکنون 12 سال دارد، که از نوروفیبروماتوز نوع 1 رنج می‌برد، آغاز شد.

وقتی دکتر شانموگانیگام به او گفت که او برای مطالعه بیماری قلبی خوک درست کرده است، کنستسک به او گفت: “من یک پروژه برای شما دارم.”

دکتر شانموگانیگام

وقتی میسون شش ماهه بود، والدینش متوجه لکه‌های قهوه‌ای در سراسر بدن او شدند که نشانه نوروفیبروماتوز نوع I است. او در بدو تولد به این بیماری مبتلا شد. Konsetsek گفت که Maesen دارای یک تومور غیرقابل عمل است که روی اعصاب سمت چپ صورتش رشد می کند و او به اوتیسم تشخیص داده شده است.

فقدان یک مدل حیوانی بزرگ که بتواند به طور قابل اعتماد به دانشمندان اجازه دهد پیش‌بینی کنند که آیا داروهایی که در حیوانات کار می‌کنند ممکن است در انسان نیز کار کنند، یکی از موانع اصلی در تحقیق و توسعه دارو برای نوروفیبروماتوز نوع I بوده است. به نظر می رسد خوک هایی که اندام هایی مشابه اندام های انسان دارند، بهترین نامزد برای انواع خاصی از تحقیقات هستند.

هنگامی که اولین خوک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع 1 در سال 2016 متولد شد، دانشمندان به Meissen اجازه دادند نام آن را انتخاب کند. این خوک “تانک” نام داشت که نام همان شخصیت در داستانی است که کونستسک به پسرش قبل از خواب گفته است. کنستسک به وال استریت ژورنال گفت: خوک ها به نوعی بخشی از خانواده هستند.

با پیشرفت بیماری، تانک تومورها و مشکلات مفصلی ایجاد کرد و در سال 2020 درگذشت. محققان مطالعه گسترده ای در مورد تومورهای خوک انجام دادند و امیدوارند که این کار آزمایش های دارویی آینده را امکان پذیر کند. کنسیتزکه نگران واکنش پسرش به مرگ این حیوان بود. میسون درک بسیار خوبی از آن داشت و اکنون وضعیت را درک می کند.

از زمان تولد اولین خوک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع 1، دانشمندان بیش از 350 جهش با نوروفیبروماتوز نوع 1 ایجاد کرده اند که در مقالات منتشر شده در مجلات علمی به تفصیل آمده است.

دکتر شانموگانیگام می گوید که محققان می خواهند این مفهوم را قبل از ایجاد یک خوک شخصی سازی شده برای یک کودک خاص تایید کنند. برخی از خوک ها به دلیل عوارض بیماری تلف شدند. بقیه کشته شدند. وی افزود: حدود 5 تا 8 خوک مبتلا به نوروفیبروماتوز نوع 1 برای کمک به پرورش خوک ها برای مطالعات نگهداری می شوند.

در طول پروژه، محققان با سوالات اخلاقی دست و پنجه نرم کردند. اگر بیماری باعث مرگ کودک شود، آیا پزشکان خود را موظف می دانند که حتی قبل از ظهور علائم، برای کودکی با همان جهش دارو تجویز کنند؟ دکتر شانموگانیگام گفت والدین ممکن است دچار مشکل شوند زیرا تشخیص لزوماً قطعی نیست.

چرا دانشمندان خوک ها را برای پیوند عضو مطالعه می کنند؟

کمبود اعضای اهدایی انسان برای پیوندهای نجات دهنده وجود دارد. اندام های خوک به عنوان یک جایگزین بالقوه ظاهر شده اند، تا حدی به این دلیل که خوک ها به راحتی پرورش داده می شوند و اندام های آنها از نظر اندازه شبیه اندام های انسان است. اکنون دانشمندان می توانند ژن های خوک را به گونه ای تغییر دهند که اندام ها را برای پیوند به انسان مناسب تر کند.

در زمینه پیوند اعضا، مخالفان آسیب احتمالی به خوک ها را زیر سوال بردند. دکتر ال سید جانسون، استادیار اخلاق زیستی و علوم انسانی در سیراکوز، استدلال می‌کند که خوک‌ها می‌توانند در آینده به عنوان اهداکنندگان عضو مورد استفاده قرار گیرند، زیرا آنها تحت چندین عمل جراحی و روش‌های پیوند قرار می‌گیرند که می‌تواند باعث درد حیوانات شود.

نیتا فراهانی، استاد حقوق و فلسفه در دانشکده حقوق دوک و محقق اخلاق فناوری‌های نوظهور، می‌گوید: «اگرچه خوک‌ها معمولاً برای غذا ذبح می‌شوند، اما سؤالات اخلاقی مختلفی هنگام اصلاح ژنتیکی حیوانات مطرح می‌شود».

دکتر یادداشت می کند. فراهانی می‌گوید که محدودیت‌های بیشتری برای تحقیقات در مورد حیواناتی که از نظر شناختی پیشرفته‌تر هستند یا ظرفیت بیشتری برای درد نشان می‌دهند، اعمال شده است. او می افزاید که دانشمندان هنوز به طور کامل توانایی های شناختی حیوانات یا اینکه چگونه ویرایش ژن، که ممکن است شامل درج ژن های انسانی باشد، می تواند آنها را تغییر دهد، درک نمی کنند. او می گوید: «این شروع به از بین بردن مرز بین انسان و حیوانات غیر انسانی کرد.

وقتی نوبت به آینده پیوند اعضا می رسد، دانشمندان در حال آزمایش هستند که تا چه حد می توانند برای ایجاد خوک های سفارشی پیش بروند. دانیل گری، پروفسور و مدیر برنامه پزشکی و علوم ترمیمی در دانشگاه مینه سوتا، و همکارانش جنین های خوک را ایجاد کردند که فاقد ژن سازنده رگ های خونی بود. سپس سلول های انسانی را به جنین خوک منتقل کردند و باعث ایجاد رگ های خونی انسان شدند. پزشکان می گویند که جنین ها هنوز زنده به دنیا نیامده اند. با این حال، او امیدوار است که این رویکرد در نهایت هر عضو خوک را برای پیوند به انسان در دسترس قرار دهد.

دکتر گری پیش بینی می کند که افرادی که به اندام نیاز دارند، روزی می توانند سلول های خود را به جنین خوک تزریق کنند و خوک ها را شخصی تر از قبل کنند. او می گوید: «ما می خواهیم خوک ها را انسانی کنیم.