پیوند موفقیت‌آمیز کلیه خوک به بیمار مرگ مغزی
بر اساس مطالعه‌ی جدیدی که پنج‌شنبه در مجله‌ی American Journal of Transplantation منتشر شد، پیوند کلیه‌ی خوک به یک بیمار مرگ مغزی انجام شد. این فرد اهداکننده‌ی عضو بود و خانواده‌ی او اجازه‌ی انجام این پژوهش را دادند.
پژوهشگران قصد دارند در نهایت در کارآزمایی‌های بالینی رسمی کلیه‌های خوک را به بیماران زنده پیوند بزنند، اما ابتدا می‌خواستند به برخی از سؤالات ایمنی مهم بپردازند. آن‌ها این سؤالات را در فرد دریافت‌کننده‌ی عضو مورد بررسی قرار دادند و او را از نظر هرگونه نشانه‌ی رد پیوند، انتقال ویروس از خوک اهداکننده یا عوارض جراحی‌ای که ممکن است مختص رویه‌ی پیوند عضو خوک به انسان باشد، تحت نظارت قرار دادند. نویسندگان مطالعه در گزارش خود نوشتند: «این رویکرد بر این فرض استوار است که به چنین سؤالاتی باید پیش از آغاز کارآزمایی‌های بالینی بررسی کارآیی، پاسخ داده شود.»
در سپتامبر ۲۰۲۱، پزشکان آزمایش مشابهی را روی یک بیمار مرگ مغزی در نیویورک انجام دادند که طی آن کلیه‌ی خوک تغییریافته از نظر ژنتیکی را به بیمار متصل کردند. پژوهشگران به رسانه‌های خبری گفته بودند: «کلیه در طول مطالعه‌ی ۵۴ ساعته، به‌طور طبیعی کار می‌کرد، مواد زائد خون را فیلتر می‌کرد و ادرار تولید می‌کرد و نشانه‌ی فوری از رد پیوند دیده نشد»؛ اما در مطالعه‌ی آن‌ها، کلیه در طول مدت آزمایش خارج از بدن فرد دریافت‌کننده قرار داشت و به عروق خونی بالای پای او متصل بود.
دکتر جیم لاک، جراح سرپرست مطالعه‌ی جدید از دانشگاه آلاباما در ایالات متحده به لایوساینس گفت در مطالعه‌ی جدید، پژوهشگران دو کلیه‌ی خوک را درون بدن فرد دریافت‌کننده پیوند زدند، در محلی که در جریان پیوند معمولی انسان به انسان قرار داده می‌شود. لاک گفت از فرایند تهیه‌ی کلیه‌ی خوک تا خود جراحی، دقیقاً همان رویه‌ای دنبال شد که در کارآزمایی بالینی آینده استفاده خواهد شد.
کلیه‌های مورد استفاده در مطالعه از خوک اصلاح‌شده‌ی ژنتیکی به دست آمد که توسط شرکت Revivicor تولید شده بود.
اوایل این ماه، پزشکان از قلب خوک دیگری از شرکت Revivicor استفاده کردند تا اولین جراحی پیوند قلب در نوع خود را انجام دهند. به‌گزارش نیویورک‌تایمز، خوک مورد استفاده برای پیوند قلب دارای همان تغییرات ژنتیکی بود که خوک مورد استفاده در مطالعه‌ی جدید پیوند کلیه دارای آن بود.
هدف بیشتر این تغییرات ژنتیکی، کاهش خطر رد پیوند توسط بدن انسان است. برای مثال، خوک‌های اصلاح‌شده فاقد سه ژنی هستند که هر کدام کربوهیدرات خاصی را رمزگذاری می‌کنند. این مولکول‌های کربوهیدرات در بدن انسان می‌تواند موجب آغاز واکنش ایمنی تهاجمی شود.
خوک‌های اهداکننده همچنین فاقد ژنی هستند که گیرنده‌ی هورمون رشد خاصی را رمزگذاری می‌کند. بدون این گیرنده، رشد عضو خوک پس از پیوند به انسان متوقف می‌شود. در نهایت، خوک‌ها ۶ ژن اضافی دارند که از ژنوم انسانی گرفته شده است: چهار ژن برای کمک به اینکه اعضای خوک برای سیستم ایمنی انسان آشناتر به نظر برسد و دو ژن برای پیشگیری از تشکیل لخته‌های خونی.
پژوهشگران پس از خارج کردن کلیه‌ها از خوک اهداکننده، اعضای اهدایی را بررسی کردند. به‌طور‌کلی، کلیه‌های خوک شباهت زیادی به کلیه انسان داشتند، اما از چند جنبه نیز متفاوت بودند. برای مثال، کلیه‌های خوک نرم‌تر بودند، پوشش بیرونی نازک‌تری داشتند و قطر مجاری ادراری خوک (مجرایی که ادرار را از کلیه به مثانه می‌برد) نسبت به مجاری ادراری انسان بزرگ‌تر بود.
در این مرحله، مشخص نیست که آیا این تفاوت‌های جزئی ممکن است بر عملکرد کلیه‌ها در انسان تأثیر داشته باشد یا نه، اما نویسندگان مطالعه متذکر شدند که این مشاهدات بر نیاز استفاده از رویه‌های دقیق کار با عضو پیوندی و جراحی تأکید می‌کند.
پژوهشگران دریافت‌کننده‌ی انسانی را با برداشتن هر دو کلیه و استفاده از داروهای سرکوب‌کننده‌ی سیستم ایمنی برای کاهش خطر رد پیوند عضو آماده کردند. سپس، پس از قرار دادن هر دو کلیه در بدن فرد گیرنده، حدود سه روز این ارگان‌ها را تحت نظارت داشتند.
طی این مدت، بدن پاسخ ایمنی علیه کلیه‌ها آغاز نکرد. زمانی که پدیده‌ای به نام «رد پیوند فوق حاد» اتفاق می‌افتد، بدن، حمله به عضو پیوندی را بلافاصله پس از اتصال آن به سیستم گردش خون و زمانی که آنتی‌بادی‌های موجود در خون به عضو پیوندی می‌رسند، آغاز می‌کند.
نتیجه‌ی آزمایش خوک اهداکننده برای رتروویروس‌های خوکی درون‌زاد (ویروس‌هایی که می‌توانند در DNA خوک پنهان شوند و می‌توانند سلول‌های انسانی را آلوده کنند) منفی بود و پژوهشگران تأیید کردند که نشانه‌ای از این ویروس‌ها پس از پیوند دیده نشد.
پس از پیوند، کلیه‌ی راست ابتدا تولید قوی ادرار را نشان داد، درحالی‌که کلیه چپ نسبت به کلیه‌ی راست، ادرار خیلی کمتری تولید کرد. علت این تفاوت مشخص نیست، اما پژوهشگران می‌گویند ممکن است به نحوه‌ی استحصال کلیه‌ها از خوک اهداکننده مرتبط باشد.
کلیه‌ی چپ در مقایسه با کلیه‌ی راست، پس از جدا شدن از منبع خون خوک و پیش از قرار گرفتن روی یخ برای مدت بیشتری در دمای اتاق ماند. برای درک این موضوع که چگونه این عوامل ممکن است عملکرد عضو خوک درون گیرنده انسانی را مختل کنند، به پژوهش‌های بیشتری نیاز است.
اگرچه هر دو کلیه ادرار تولید می‌کردند (البته در مقادیر متفاوت)، هیچ‌یک از کلیه‌های پیوندی مانند کلیه‌ای با عملکرد کامل، مواد زائد خون را فیلتر نمی‌کرد. سطح کراتینین (از محصولات زائد عملکرد سلول‌های عضله)، در خون به مرور زمان کاهش پیدا نکرد و هیچ‌کدام از کلیه‌ها مقدار قابل‌توجهی کراتینین را درون ادرار دفع نکردند. پژوهشگران خاطرنشان کردند: «مشخص نیست که آیا این اختلال عملکرد ناشی از آسیب به کلیه‌ها است یا به تغییرات فیزیولوژیکی مربوط می‌شود که بر اثر مرگ مغزی پیش می‌آید.»
لاک گفت: «محیط مرگ مغزی کاملاً خصمانه است و ارزیابی عملکرد کلیه را دشوار می‌سازد.» در طول دوره آزمایش، ارگان‌های بیمار شروع به از کار افتادن کردند، لخته‌شدن غیرعادی خون رخ داد و خون او بر اثر تجمع یون‌های هیدروژن اسیدی‌تر شد.
پژوهشگران از داروهای مختلفی برای مقابله با اثرات مرگ مغزی در طول مطالعه استفاده کردند، اما حتی در این شرایط نیز این اثرات ممکن است عملکرد کلیه‌های خوک را تضعیف کرده باشد. لاک گفت:
با توجه به این که حتی در پیوند انسان به انسان، کلیه‌های مربوط به افراد مرگ مغزی اغلب با تأخیر عمل می‌کنند و برای یک هفته ادرار تولید نمی‌کنند و چند هفته طول می‌کشد تا بتوانند کراتینین را پاک‌سازی کنند، این مشاهدات عجیب نیست.
به‌طور کلی، این مطالعه نشان می‌دهد درحالی‌که بسیاری از موانع پیوند کلیه خوک به انسان رفع شده، سؤالات زیادی در مورد این رویه بی‌پاسخ مانده است. مطالعات آینده روی بیماران مرگ مغزی می‌تواند به برخی از این سؤال‌ها پاسخ دهد، درحالی‌که برخی دیگر ممکن است به بررسی در نخستی‌های غیرانسان نیاز داشته باشد. در نهایت، پاسخ برخی از سؤالات در کارآزمایی‌های بالینی روی انسان‌های زنده به دست خواهد آمد.
لاک و همکارانش به‌دنبال دریافت مجوز سازمان غذا و دارو هستند تا بتوانند از کلیه‌های خوک‌های تغییریافته از نظر ژنتیکی در کارآزمایی بالینی خود استفاده کنند.