اختراق علمي... علماء يعيدون «إحياء» خلايا خنزير بعد موتها بساعة

بفضل نظام جديد يسمى «OrganEx»، يمكن للعلماء الآن الحفاظ على أعضاء الخنازير النافقة حديثًا حية عن طريق ربط الحيوانات بنظام من المضخات والمرشحات والسوائل المتدفقة. هذا الإجراء لا يستعيد وظيفة دماغ الحيوانات أو يسحب الخنازير من الخلف؛ وبدلاً من ذلك، فهو يضمن استمرار بعض الوظائف الخلوية في الأعضاء الحيوية للحيوانات.
فقد أفاد العلماء في دراسة جديدة نُشرت يوم أمس (الأربعاء) بمجلة «Nature» أنه في المستقبل، يمكن استخدام النظام للمساعدة في الحفاظ على الأعضاء البشرية المتبرع بها واستعادتها، والمخصصة للاستخدام في إجراءات الزرع. إذ يمكن أن تزيد هذه العملية من عدد الأعضاء المتاحة للزرع من خلال عكس آثار نقص التروية؛ حيث يعاني العضو من تلف بسبب عدم كفاية تدفق الدم وإمدادات الأكسجين، في الأعضاء المتبرع بها. وهو ما يمثل اختراقًا محتملاً لزراعة الأعضاء، وذلك وفق ما نشر موقع «لايف ساينس» العلمي المتخصص.
وفي تعليق على هذا الحدث المهم، قال الدكتور روبرت بورت الأستاذ بقسم الجراحة بجامعة جرونينجن بهولندا الذي لم يشارك في الدراسة «من الناحية النظرية، يمكن أيضًا استخدام مثل هذا الجهاز في البشر الأحياء لعلاج نقص التروية الذي يحدث أثناء السكتة الدماغية أو النوبة القلبية.. ومع ذلك، لن يتم تطبيق هذه التقنية على البشر الأحياء أو الأعضاء المتبرع بها في أي وقت قريب».
من جانبه، قال ستيفن لاثام مدير مركز «ييل» متعدد التخصصات لأخلاقيات البيولوجيا المؤلف المشارك للدراسة، في تصريحات صحافية «هذا بعيد جدًا عن الاستخدام في البشر».
ووفق لاثام «أثبتت تجربة إثبات المفهوم على الخنازير أن نظام OrganEx يمكنه استعادة بعض الوظائف الخلوية في بعض الأعضاء بعد توقف الدم عن التدفق إلى تلك الأعضاء، لكن درجة التعافي اختلفت بين الأعضاء... سنحتاج إلى دراسة المزيد من التفاصيل حول درجة التراجع عن الضرر الإقفاري في أنواع مختلفة من الأعضاء قبل أن نكون قريبين من تجربة مثل هذه على إنسان عانى من نقص الأكسجين». مؤكدا «ما يعني تلف الأعضاء من نقص الأكسجين».
ويخطط الفريق لدراسة OrganEx في العديد من الدراسات التي أجريت على الحيوانات «قبل حتى التفكير في ترجمة التكنولوجيا إلى البشر»، حسب احاطة الدكتور ديفيد أندريجيفيتش عالم الأبحاث المشارك في علم الأعصاب بكلية الطب بجامعة «ييل» المؤلف الأول المشارك للدراسة.
وفي هذا الاطار، يعتمد البحث الجديد على دراسة سابقة نُشرت عام 2019 بمجلة «Nature» استخدم فيها الباحثون نسخة أصغر من نفس النظام لاستعادة بعض النشاط الخلوي والتمثيل الغذائي في دماغ خنزير كان لديه تم قطع رأسه أثناء إنتاج الغذاء.
وهذا النظام الأصغر المسمى «BrainEx» يضخ سائلًا ممتلئًا بالهيموبور (شكل صناعي من بروتين الهيموغلوبين الذي يحمل الأكسجين في خلايا الدم الحمراء) عبر الأوعية الدموية في الدماغ.
ويحتوي السائل أيضًا على مركبات كيميائية تهدف إلى منع تكون جلطات الدم وخلايا من التدمير الذاتي من خلال عملية تسمى «موت الخلايا المبرمج».
وقد أدى ضخ هذا السائل عبر الدماغ إلى منع تورم العضو، كما يحدث عادةً بعد الموت، وسمح لبعض الوظائف الخلوية بالاستمرار لمدة تصل إلى أربع ساعات بعد قطع الرأس. لكن «الأهم من ذلك، أن الدماغ المعالج لم ينتج أي إشارات كهربائية مرتبطة بوظيفة الدماغ الطبيعية أو الوعي المتبقي»، كما أكد مؤلفوا الدراسة حيث قالوا «ان الخلايا في الواقع لا تموت بالسرعة التي نفترض أنها تموت بها، وهو ما يفتح بشكل أساسي إمكانية التدخل»؛ وهذا ما يذهب اليه الدكتور زفونمير فرسيلجا عالم الأبحاث المشارك بعلم الأعصاب بكلية الطب بجامعة «ييل» مؤلف أول مشارك في الدراسة خلال مؤتمر صحفي؛ الذي أوضح «إذا تمكن العلماء من التدخل بسرعة كافية يمكنهم إنقاذ بعض الخلايا من هلاك معين».
وفي عملهم الأخير، قام الفريق بشكل أساسي بتوسيع نطاق نظام BrainEx لإرواء جسم خنزير كامل مرة واحدة.
جدير بالذكر، يستخدم نظام التوسع جهازًا مشابهًا لجهاز القلب والرئة؛ والذي يتولى دور القلب والرئتين أثناء العمليات الجراحية عن طريق ضخ الدم والأكسجين عبر الجسم.
وقد استخدم الفريق هذا الجهاز لضخ كل من دم الخنازير ونسخة معدلة من السائل الصناعي الموفر للخلايا عبر أجسام الخنازير النافقة. واحتوى محلولهم الصناعي على 13 مركبًا تهدف إلى قمع الالتهاب ووقف تكوين جلطات الدم ومنع موت الخلايا وتصحيح اختلالات الإلكتروليت التي تنشأ عندما يبدأ نقص التروية.
ولاختبار OrganEx، تسبب الفريق بسكتة قلبية في خنازير مخدرة، ثم بعد ساعة، قاموا بتوصيل الحيوانات بالجهاز. ثم قارنوا الخنازير المعالجة بالأعضاء مع الخنازير المعالجة بنظام أكسجة غشاء خارج الجسم (ECMO)، والذي يضخ الدم المؤكسج فقط عبر أجسام الحيوانات.
وبعد ست ساعات، وجد الفريق أن ECMO لا تروي بشكل كافٍ أعضاء الحيوانات بالدم وأن العديد من الأوعية الدموية قد انهارت، كما يحدث عادةً بعد الموت؛ فيما أظهرت الحيوانات المعالجة بـ ECMO أيضًا علامات واسعة النطاق على النزيف وتورم الأنسجة. وبالمقارنة، خفضت OrganEx من درجة موت الخلايا وحسنت الحفاظ على الأنسجة في جميع أنحاء الجسم.
والأكثر من ذلك، أظهرت الخنازير المعالجة بـ«أورغن إكس» علامات على الإصلاح الخلوي الذي يتكشف في الدماغ والقلب والرئتين والكبد والكلى والبنكرياس، واحتفظت هذه الأعضاء الحيوية ببعض الوظائف الخلوية والتمثيل الغذائي خلال التجربة التي استمرت ست ساعات. كما أظهر القلب، على وجه الخصوص، علامات نشاط كهربائي وكان قادرًا على الانقباض. وفي المحصلة أظهر الفحص الإضافي لقلوب الخنازير والكلى والكبد أيضًا أن جينات معينة تشارك في الإصلاح الخلوي قد تم تنشيطها في الأعضاء، بينما لم يتم تنشيطها في الخنازير المعالجة بـ ECMO.
وفي تبيين أكثر لهذا الأمر، يقول الدكتور نيناد سيستان أستاذ علم الأعصاب بكلية الطب بجامعة «ييل» كبير مؤلفي الدراسة «ما يخبرنا به هذا هو أنه يمكن وقف زوال الخلايا واستعادة وظائفها في أعضاء حيوية متعددة، حتى بعد ساعة واحدة من الموت».
وتشير نتائج الدراسة إلى أنه في يوم من الأيام يمكن تطبيق OrganEx أو مكونات النظام في علاج نقص التروية وفي الحفاظ على أعضاء الزرع، لا سيما في حالة «التبرع بعد موت الدورة الدموية»؛ حيث يتم حرمان الأعضاء المتبرع بها من الدم التداول لبعض الوقت قبل الزرع، وفق ما كتب بورت في تعليقة له. لكنه يستدرك ويقول «هناك حاجة إلى مزيد من البحث قبل أن يمكن تطبيق النظام في أي من الوضعين».
وفي أعمال المتابعة، يريد فريق البحث أن يفهم بشكل أفضل كيف وأين وإلى أي مدى يستعيد OrganEx الوظيفة الخلوية في أعضاء الحيوانات المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، سيحتاجون إلى تقييم ما إذا كان حلهم الصناعي يحتاج إلى تكييف لاستخدامه في الأنسجة البشرية وكيفية ذلك.
ويشدد لاثام في المؤتمر الصحفي «أنه يجب معالجة المخاوف الأخلاقية والعملية حتى قبل التفكير في استخدام النظام في البشر الأحياء».