راه‌حل ژنتیکی برای نسل جدید پیوند عضو

ندا اظهری، مترجم: سالانه شمار زیادی از مردم جهان به دلیل عدم‌دسترسی به اندام یا عضو پیوندی جان خود را از دست می‌دهند و این بیشتر به آن دلیل است که یا کاندیدای مناسبی برای پیوند در دسترس نیست یا افرادی که دچار مرگ‌مغزی می‌شوند، به عمل پیوند رضایت نمی‌دهند و پیوند عضوی صورت نمی‌گیرد. درست است که در سال‌های اخیر فرهنگ پیوند عضو بیشتر شناخته شده و آگاهی نسبت به فرآیند آن افزایش یافته، اما بازهم پیوند عضو با محدودیت‌هایی روبه‌رو است که باعث شده جامعه پزشکی به فکر استفاده از اعضا و اندام‌های جانوری برای پیوند به انسان بیفتد. این درحالی است که در پیوند عضو از حیوان به انسان هم به دلیل برخی تغییراتی که در ژنوم‌های انسانی و حیوانی وجود دارد، محدودیت‌هایی برای عمل پیوند وجود دارد که کار را برای پزشکان و حتی بیماران دشوار می‌کند.

شروعی برای تغییر یک مسیر دشوار

هفته گذشته نخستین عمل پیوند قلب از خوک به بیماری در آمریکا خبرساز شد و این بیمار هنوز هم بعد از گذشت یک هفته در سلامت به‌سر می‌برد؛ این موفقیت به‌نوعی روند پزشکی پیوند عضو را در دنیا متحول می‌کند و این امکان را برای پزشکان و جراحان فراهم می‌کند تا بتوانند از اندام‌های حیوانات برای پیوند به انسان استفاده کرده و محدودیت‌های پیش‌رو را بردارند. اما در این میان، پیوند عضو از حیوانات در عین اینکه می‌تواند مشکل کمبود عضو پیوندی از انسان را کمتر کند، برخی موانع اخلاقی و فنی باقی می‌ماند. بسیاری از پزشکان و دانشمندان دنیا طی چند دهه به‌دنبال رسیدن به هدف پیوند اندام‌ها و اعضای حیوانی به انسان بوده‌اند.

با پیوند عضوی که هفته گذشته برای اولین‌بار اتفاق افتاد، این نخستین‌باری بود که پیوند عضو از خوک با موفقیت انجام شد. در عملی در مهر 2021 که کلیه خوک به دو نفر پیوند شد، هردوی آنها بدون هیچ عملکرد مغزی جان خود را از دست دادند. البته اندام‌های پیوند‌شده تا زمانی که دریافت‌کننده‌های عضو به دستگاه ونتیلاتور متصل بودند، پس نزده بودند. جدا از آن، تاکنون تحقیقات زیادی روی پیوند عضو از نمونه‌های غیرانسانی انجام شده است. اما محققان امیدوارند این پیوند موفقیت‌آمیز بتواند راه را برای موارد دیگر پیوند عضو از حیوانات به انسان باز کرده و محدودیت‌های اخلاقی موجود را هم رفع کند.

مجوزی برای پیوند غیرانسانی

محققان براین باورند که انجام پیوند عضو از موارد غیرانسانی تجربه‌های زیادی را نصیب پزشکان کرده است. در موارد عمل پیوند سلول‌های زنده، بافت و اندام از یک گونه به دیگر گونه جانوری عمل مرسومی نیست اما موفقیت‌هایی که به‌تازگی به دست آمده، دانشمندان را امیدوار کرده است که بتوانند در آینده از جانوران دیگر برای پیوند عضو به انسان و نجات بیماران استفاده کنند. پیوند عضو از گونه‌های دیگر به انسان در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشمگیری داشته است.

 تغییرات ژنتیکی برای موفقیت پیوند

به گزارش nature، در پیوندی که به‌تازگی انجام شده، دانشمندان با ویرایش ژنتیکی که روی ژنوم CRISPR–Cas9 انجام دادند سعی کردند آنزیم‌های تولیدکننده آنتی‌ژن‌های قندی را که منجر به پس‌زدن عضو پیوندی می‌شود، غیرفعال کنند و به‌طورکلی، 10 تغییر ژنتیکی انجام دادند. در فرآیند این تغییر ژنتیکی، 6 ژن انسانی هم به بافت حیوانی تزریق شد تا بدن انسان بتواند آن عضو را بپذیرد و سیستم ایمنی علیه آن فعال نشود. آخرین تغییر صورت‌گرفته هم برای جلوگیری از واکنش به هورمون‌های رشد بود، به‌گونه‌ای که عضو پیوندی از جانوری حدودا 400 کیلوگرمی به اندازه عضو یک انسان باقی بماند.

اگرچه به نظر می‌رسید این دو تغییر نتیجه‌بخش بودند، هنوز مشخص نیست چه میزان از این تغییرات لازم هستند. درواقع، در اعمال تغییرات ژنتیکی، دانشمندان باید از جنبه‌های علمی بیشتری بهره‌مند شوند؛ چراکه همین تغییرات هم به اندازه مفید بودن، این قابلیت را دارند که به ضرر گیرنده عضو عمل کرده و برای انسان مضر باشند. محققان برای انجام آزمایش‌های بالینی این آزمایش، به سازمان غذا و داروی آمریکا درخواست داده بودند، اما رد شد. از آنجایی که مقامات و محققان آژانس از سلامت خوک‌ها اطمینان کامل نداشتند، به‌دنبال آن بودند که قلب‌ها ابتدا پیش از پیوند به انسان، به 10 میمون بابون پیوند زده شوند. اما در این میان، حضور یک بیمار 57ساله که حدود دو سال با بیماری قلبی دست‌وپنجه نرم می‌کرد و به دلیل ضربان نامنظم قلب قادر به استفاده از پمپ مکانیکی قلبی هم نبود، این فرصت را دراختیار محققان قرار داد تا برای نخستین‌بار بتوانند پیوند از یک گونه غیرانسانی مانند خوک را روی انسان آزمایش کنند. او به دلیل عدم‌رعایت دستورالعمل‌های درمانی قادر به استفاده از پیوند انسانی نبود و از سوی دیگر، به دلیل وخامت اوضاع، با مرگ دست‌وپنجه نرم می‌کرد و درنهایت این‌گونه شد که پزشکان توانستند تاییدیه و اجازه سازمان غذا و داروی آمریکا را برای استفاده از قلب خوک برای پیوند به این بیمار آمریکایی کسب کنند.

تعیین گزینه مناسب برای پیوند

بعد از گذشت یک هفته از انجام این عمل پیوند، کنترل پژوهشگران روی بیمار دریافت‌کننده هنوز ادامه دارد و درصورتی‌که موفقیت آن به‌طور کامل تایید شود، باید اقدامات لازم در دستورکار قرار گیرد تا مشخص شود چه گروهی از بیماران واجدشرایط دریافت اندام‌های حیوانی هستند. یکی از جراحان بازنشسته پیوند در دانشگاه سیدنی استرالیا معتقد است زمان زیادی باقی ماندن در فهرست پیوند، برای صدور مجوز پیوند کافی نیست و نمی‌توان تنها به این دلیل، مجوز عمل را صادر کرد. این پزشک، چنین فرآیندی را به استفاده از داروهای آزمایشی سرطان تشبیه می‌کند که آزمایش آن در افرادی با گزینه‌های دیگر بسیار خطرناک است. او معتقد است قانونگذاران و کارشناسان حوزه اخلاق باید تصمیم بگیرند بیمارانی که واجد شرایط پیوند عضو و دریافت عضو از نمونه‌های غیرانسانی هستند، چه شانسی برای موفقیت پیوند دارند یا آیا خطری جدی آنها را تهدید می‌کند یا خیر.

درحال حاضر، حیواناتی که گزینه مناسبی برای پیوند اندام‌ها و اعضا به بدن انسان به شمار می‌روند، محدود هستند و از هر حیوانی نمی‌توان برای پیوند عضو استفاده کرد. در این میان، خوک‌ها یکی از گزینه‌های مناسب هستند که تاکنون نتیجه‌بخش بوده‌اند و دانشمندان را برای تداوم این مسیر و یافتن نمونه‌های حیوانی دیگر امیدوار کرده‌اند. از آنجایی‌که هر پیوند عضو به میمون بابون حدود 500هزار دلار هزینه در پی دارد، ترکیب چند آزمایش با یکدیگر طبیعتا این هزینه را چندبرابر می‌کند. از این‌رو، محققان بر این باورند که در آینده پیوند عضو از یک گونه جانوری به گونه‌های دیگر، اعمال تغییرات ژنتیکی برای مناسب کردن عضو پیوندی و جلوگیری از پس‌زدن عضو در بدن گیرنده، می‌تواند هزینه‌ها را تا حد قابل‌توجهی کاهش دهد. تحقیقات جدید حکایت از آن دارد در بابون‌هایی که کلیه خوک را دریافت کرده‌اند، ایجاد تغییر در هورمون رشد باعث بروز مشکل در انتقال ادرار می‌شود. اما محققان امیدوارند به‌زودی در آینده‌ای نزدیک بتوانند با ایجاد برخی تغییرات ژنتیکی عمل پیوند کلیه را با موفقیت از خوک به انسان انجام دهند. بیمارانی که در فهرست دریافت کلیه پیوندی هستند معمولا مدت‌طولانی در انتظار نیستند و کمتر شرایط برای دریافت کلیه از خوک و نمونه غیرانسانی را پیدا می‌کنند اما بیمارانی که به پیوند ریه نیاز دارند، اغلب در فهرست انتظار جان خود را از دست می‌دهند و پیوند ریه خوک هم آنقدر حساس و مخاطره‌آمیز است که به راحتی نمی‌توان آن را روی انسان و پستانداران دیگر انجام داد؛ چراکه معمولا باعث پس‌زدن عضو می‌شود.

 انتخاب بهترین گزینه حیوانی

به‌دلیل اهمیت موضوع پیوند عضو، بسیاری از محققان بر این باورند که بهتر است به جای مطالعه روی میمون‌های بابون، مساله پیوند عضو از گونه‌های حیوانی را روی انسان‌ها بررسی کرد. تفاوت‌های موجود بین گونه‌های جانوری باعث می‌شود دانشمندان با مدل‌های مختلفی برای پیش‌بینی نتایج بالینی به جلو حرکت کنند. پستانداران غیرانسانی معمولا دارای آنتی‌بادی‌هایی هستند که در انسان نمی‌توان این آنتی‌بادی‌ها را مشاهده کرد. این آنتی‌‌بادی‌ها، پروتئین‌های موجود در اندام‌های خوک را مورد حمله قرار می‌دهند، بنابراین باید اقداماتی روی عضوهای پیوندی انجام داد تا برای پیوند به میمون‌های بابون آماده شوند. علاوه‌بر این، محققان باید فیزیولوژی قلب جانور منتخب برای پیوند عضو را مورد مطالعه قرار دهند که آیا ضربان قلب آن مشابه تعداد ضربان قلب انسان است یا خیر و آیا انسان‌ها هم نسبت به پیوند عضو مانند بابون‌های سالم واکنش نشان می‌دهند.

از آنجایی که پستانداران غیرانسانی نزدیک‌ترین خویشاوندان به انسان‌ها هستند، ابتدا به‌عنوان یک منبع بالقوه برای پیوند عضو به انسان در نظر گرفته شدند. شامپانزه‌ها در ابتدا مهم‌ترین گزینه در نظر گرفته می‌شدند؛ چراکه اندام‌های آنها هم اندازه مشابهی به انسان و هم سازگاری خوبی با گروه خونی انسان‌ها دارد و همین ویژگی‌ها، این حیوانات را تبدیل به کاندیدای بالقوه‌ای برای پیوند عضو کرده بودند. علاوه‌بر شامپانزه‌ها، محققان گزینه‌های دیگری را هم مانند میمون‌های بابون در نظر گرفتند اما به اندازه شامپانزه‌ها مناسب نبودند؛ چراکه اندازه اندام‌های آنها در مقایسه با انسان کوچک‌تر بود، گروه خونی O در آنها نادر بود، دوره بارداری آنها طولانی بود و معمولا فرزندان کمی داشتند. از سوی دیگر، محققان براین باور بودند که پیوند عضو از پستانداران غیرانسانی خطر انتقال بیماری‌ها را به انسان‌ها به دلیل نزدیکی فیزیولوژیکی با آنها افزایش می‌داد. نخستین پیوند قلب با استفاده از عضو غیرانسانی در سال 1964 با پیوند قلب شامپانزه به انسان انجام شد که متاسفانه موفقیت‌آمیز نبود و بیمار بعد از دو ساعت جان باخت. همچنین نخستین پیوند کبد از شامپانزه به انسان نیز در سال 1966 انجام شد که بیمار تنها به مدت 70 روز زنده ماند. اما حالا با وجود تغییرات ژنتیکی که محققان روی بافت‌های قابل‌پیوند انجام می‌دهند، توانسته‌اند بیماران را زنده نگه داشته و مانع پس‌زدن عضو پیوندی شوند.

درحال حاضر، به لطف تحقیقاتی که در علم پزشکی صورت گرفته، خوک‌ها بهترین کاندیدای پیوند عضو به شمار می‌روند. برخلاف میمون‌ها و شامپانزه‌ها که احتمال انتقال بیماری از این جانوران به انسان می‌رفت، خطر انتقال بیماری از خوک‌ها به انسان به دلیل فاصله فیلوژنتیکی تا حد زیادی کاهش یافته است. پرورش این حیوانات برای استفاده در بخش پزشکی و پیوند عضو راحت است و می‌توان آنها را در تجهیزات عاری از بیماری نگهداری کرد. همچنین مانند مورد اخیر، پزشکان می‌توانند با اعمال تغییرات ژنتیکی با استفاده از ابزارهای ویرایش ژنی که درحال حاضر در اختیار دانشمندان قرار دارد، مانع پس‌زدن عضو پیوندی در انسان و دریافت‌کننده عضو شوند.

تا امروز هیچ‌کدام از آزمایش‌های پیوند عضو از گونه‌های دیگر به انسان به دلیل موانعی که بر سر راه سیستم ایمنی و پس‌زدن عضو وجود داشت، به‌طورکامل با موفقیت انجام نشده بود. عفونت‌های ایجاد‌شده به دلیل پیوند عضو از گونه جانوری به انسان، یکی از بزرگ‌ترین تهدیدهایی است که خطر پس‌زدن عضو پیوندی را افزایش می‌دهد. رشد میکروارگانیسم‌ها در باف پیوندی، مساله مهمی است که منجر به عفونت‌های مرگبار و پس‌زدن عضو پیوندی و در برخی موارد، موجب مرگ بیمار یا فرد گیرنده می‌شود. با وجود این، محققان هنوز مشغول مطالعه روی حیوانات مختلف هستند تا بتوانند به بالاترین درصد موفقیت پیوند عضو در انسان دست پیدا کنند. با موفقیت در این عرصه، بسیاری از بیماران در دنیا از خطر مرگ ناشی از کمبود عضو پیوندی نجات پیدا کرده و امید به زندگی در آنها بالاتر می‌رود.