دانشمندان برای اولین‌بار کلیه‌های انسان را در خوک پرورش دادند

فقط در ایالات متحده اکنون بیش از صد‌هزار نفر در انتظار دریافت پیوند عضو قرار دارند. بیشتر این افراد به پیوند کلیه نیاز دارند. برای تأمین این تقاضا، دانشمندان روی روش‌های جدید پرورش اعضا و بافت درون بدن حیوانات مطالعات زیادی انجام داده‌اند. پیشرفت‌هایی که در سال‌های اخیر حاصل شده است، شامل پرورش اعضای موش صحرایی در موش (و برعکس) و پرورش عضلات اسکلتی و بافت اندوتلیال انسانی در خوک‌ها بوده است.

یکی از موانع پیش روی پرورش اعضا و بافت‌های انسانی درون بدن حیوانات این است که سلول‌های انسانی در میزبان خارجی دوام نمی‌آورند. سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) که به‌عنوان نوعی کیت آغازگر برای رشد بسیاری از انواع بافت‌های انسانی عمل می‌کنند، اغلب وقتی وارد بدن حیوانات می‌شوند، از بین می‌روند؛ زیرا نیازهای فیزیولوژیکی متفاوتی دارند.

گروهی از پژوهشگران مؤسسه‌ی زیست‌پزشکی و بهداشت گوانگژو در چین بیش از پنج سال روی روش‌های افزایش ماندگاری سلول‌های بنیادی انسانی در بدن گونه‌های دیگر کار کرده‌اند.

به‌گزارش ساینس‌نیوز، دانشمندان سلول‌های بنیادی انسانی را وارد رویان‌های خوک کردند که برای نداشتن کلیه مهندسی شده بودند. سلول‌‌های بنیادی در بدن رویان‌ها تمایز پیدا کردند و به عضو جدیدی تبدیل شدند که بیشتر آن از سلول‌های انسانی تشکیل شده بود.

به‌طور دقیق‌تر، درحالی‌که رویان‌های خوک هنوز در مرحله تک‌سلولی بودند، پژوهشگران از ابزار ویرایش ژن کریسپر استفاده کردند تا دو ژن موردنیاز برای رشد کلیه را حذف کنند. بدین‌ترتیب، فضایی ایجاد شد که در آن سلول‌های بنیادی انسانی پس از تزریق می‌توانستند به سلول‌های کلیه تمایز پیدا کنند. سلول‌های بنیادی انسانی نیز به‌گونه‌ای اصلاح شده بودند که ژن‌های فعالی داشته باشند تا مرگ سلولی را مهار کند و سلول‌ها به‌اندازه‌ی کافی زنده بمانند و تشکیل کلیه را شروع کنند.

بیش از ۱۸۰۰ رویان به خوک‌های ماده منتقل شد و پنج مورد از آن‌ها در ۲۸ روزگی، برای مطالعه برداشته شدند. هر پنج رویان کلیه‌های طبیعی سازگار با سطح رشد خود داشتند و کلیه‌ها حاوی ۶۰ تا ۶۰ درصد سلول‌های مشتق‌شده از انسان بودند. پژوهشگران می‌گویند احتمالاً کلیه‌ها به رشد خود ادامه می‌دهند و همچنان تعداد سلول‌های انسانی از سلول‌های خوک بیشتر خواهد بود.

کارشناسان مطالعه‌ی جدید را مهم می‌خوانند؛ اما خاطرنشان می‌کنند که هنوز با پیوند عضو کاملاً عملکردی از حیوان به انسان فاصله‌ی زیادی داریم.

درحالی‌که سلول‌های بنیادی به انواع معدودی از سلول‌های کلیه تمایز پیدا کردند، کلیه‌ی انسان بیش از ۷۰ نوع سلول منحصر‌به‌فرد دارد که دانشمندان باید بتوانند آن‌ها را بازتولید کنند. علاوه‌بر‌این، تا زمانی‌که پژوهشگران نتوانند عضوی را ایجاد کنند که کاملاً انسانی باشد، این احتمال وجود دارد که چنین پیوندهایی را بدن بیمار رد کند.

در پژوهش جدید، چند سلول بنیادی به‌اشتباه به سلول‌های عصبی تمایز پیدا کردند که به‌گفته‌ی پژوهشگران، احتمالاً تصادفی بوده‌ است و موجب تشکیل حیوانی با مغز انسان نمی‌شود.

نویسندگان مقاله می‌گویند که به‌منظور پرهیز از مشکلات اخلاقی مرتبط با رشد مغز انسان در رویان خوک، روی غیرفعال‌کردن ژن‌های تنظیم‌کننده تمایز سلول‌های بنیادی به نورون‌ها کار می‌کنند. همچنین، آن‌ها مشغول پرورش سایر اعضای انسانی مانند قلب و پانکراس در رویان خوک‌ها هستند.

نتایج پژوهش ۷ سپتامبر در مجله‌ی Cell Stem Cell گزارش شد.