یک میمون برای ۲ سال با کلیه خوک زنده ماند

این دستاورد، پزشکان را یک قدم به هدفشان برای رفع کمبود اعضای حیاتی انسان با استفاده از اندام‌های حیوانی نزدیک‌تر می‌کند، عملی که به عنوان پیوند خارجی شناخته می‌شود.در این پژوهش مجموعه‌ای از ویرایش‌های ژنومی توصیف می‌شود که از حمله سیستم ایمنی گیرنده به اندام‌های جدید جلوگیری می‌کند و همچنین ویروس‌های باستانی نهفته در اندام‌های اهداکننده را خنثی می‌کند.

ونینگ کین (Wenning Qin)، زیست‌شناس مولکولی در شرکت زیست‌فناوری «eGenesis» در کمبریج، ماساچوست، که یکی از نویسندگان این مطالعه است، می‌گوید: این یک اثبات اصل در نخستی‌های غیر انسانی است که می‌گوید اندام دستکاری شده ژنتیکی ما ایمن است و از حیات پشتیبانی می‌کند.محققان می‌گویند که این مطالعه داده‌های بیشتری را در اختیار تنظیم‌کننده‌هایی مانند سازمان غذا و داروی ایالات متحده قرار می‌دهد که در حال بررسی این موضوع هستند که آیا اولین آزمایش‌های انسانی پیوند اعضای غیرانسانی را تایید کند یا خیر.

 اما دانشمندان می‌گویند که بررسی اینکه چرا تنوع قابل توجهی در موفقیت پیوندهای خارجی توصیف شده جدید وجود دارد، اهمیت دارد.در چند سال اخیر، محققان قلب خوک را به دو فرد زنده پیوند زده‌اند و نشان داده‌اند که قلب و کلیه خوک‌ها می‌توانند در افرادی که از نظر قانونی از آن‌ها قطع امید شده است، کار کنند.

دیوید کوپر (David Cooper)، ایمونولوژیست پیوند بیگانه در بیمارستان عمومی ماساچوست در بوستون که در این مطالعه شرکت نداشت، اما مشاور «eGenesis» است، می‌گوید: با توجه به کمبود اهداکنندگان عضو مناسب، چنین تحقیقاتی بسیار مهم است. تنها در ایالات متحده بیش از ۱۰۰ هزار نفر در انتظار پیوند عضو هستند و حدود ۱۷ نفر از آن‌ها هر روز می‌میرند.

تحقیقات پیوند بیگانه عمدتا بر روی خوک‌ها متمرکز شده است، تا حدی به این دلیل که اندام‌های آن‌ها اندازه و آناتومی مشابهی با بدن انسان دارد. اما سیستم ایمنی انسان و دیگر نخستی‌ها به سه مولکول روی سطح سلول‌های خوک واکنش نشان می‌دهد و باعث می‌شود که آنها اندام‌های بدون تغییر خوک را پس بزنند. بنابراین، محققان شروع به استفاده از فناوری ویرایش ژنوم کریسپر (CRISPR-Cas9) برای غیرفعال کردن ژن‌هایی کردند که آنزیم‌هایی را که آن مولکول‌ها را تولید می‌کنند، رمزگذاری می‌کنند.

کین و همکارانش ۶۹ ژن را ویرایش کردند که گسترده‌ترین ویرایش انجام شده در خوک‌های زنده برای پیوند خارجی است. سه ویرایش، مولکول‌های مربوط به رد عضو پیوندی را هدف قرار می‌دهند و ۵۹ ویرایش، ژنوم‌های رتروویروسی را هدف قرار می‌دهند که مدت‌ها پیش در ژنوم خوک جاسازی شده‌اند.

تحقیقات قبلی نشان داده است که در یک محیط آزمایشگاهی، این ژنوم‌های جاسازی شده می‌توانند ذرات ویروسی تولید کنند که سلول‌های انسانی را آلوده می‌کند، اما خطر عفونت برای گیرندگان پیوند بیگانه انسانی و اندام‌های پیوند شده آن‌ها نامشخص است.

هفت ویرایش آخر اضافه کردن ژن‌های انسانی است که به حفظ سلامت اندام پیوندی کمک می‌کند. برای مثال، دو ژن، پروتئین‌هایی را رمزگذاری می‌کنند که از لخته شدن غیرضروری خون جلوگیری می‌کنند.کین و همکارانش با این ویرایش‌های ژنی، خوک‌هایی ایجاد کردند و یک کلیه خوک را به بیش از ۲۰ میمون مکاک دم‌دراز (Macaca fascicularis) پیوند زدند. آن‌ها یک پمپ دارویی سرکوب‌کننده سیستم ایمنی نیز دریافت کردند.

هیچ یک از میمون‌هایی که کلیه‌ها را بدون هفت ژن انسانی دریافت کردند، بیش از ۵۰ روز زنده نماندند. در مقایسه، ۹ میمون از ۱۵ میمونی که کلیه‌های با ویرایش ژن انسانی دریافت کردند، زنده ماندند. پنج تا از آن میمون‌ها بیش از یک سال و یکی از پنج میمون بیش از دو سال عمر کرد.

گیرنده‌های اندام‌های پیوندشده از خوک‌های معمولی به سرعت رشد می‌کنند و تهدیدی برای به خطر انداختن پیوندها هستند.محمد محی‌الدین (Muhammad Mohiuddin)، جراح پیوند بیگانه در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند در بالتیمور می‌گوید: برخی از محققان سعی کرده‌اند ژن‌های خوک را که مسؤول این رشد هستند، غیرفعال کنند؛ اما این مرحله با عوارض ناخواسته همراه است.

محدوده زمان بقا
اگرچه زمان بقا تا دو سال استثنایی است، کین اذعان دارد که زمان‌ بقا بیشتر از آن چیزی بود که محققان انتظار داشتند.جیم لاک (Jayme Locke)، جراح پیوند در دانشگاه آلاباما در بیرمنگام، می‌گوید: با این حال، جهش به سوی انسان کار کوچکی نخواهد بود. او اضافه می‌کند که وزن انسان‌ها بسیار بیشتر از این میمون‌ها است و فشار خون بالاتری دارند و مشخص نیست که آیا اندام خوک در این محیط مقاومت می‌کند یا خیر.همه محققان متقاعد نشده‌اند که چنین تغییرات ژنتیکی گسترده‌ای ضروری است. محی‌الدین موافق است که برخی از این ویرایش‌ها ممکن است «بیش از حد» باشند.