قبلا پیوند کلیه و قلب خوک در انسان به صورت آزمایشی انجام شده بود. خوک هایی که برای این هدف از نظر ژنتیکی اصلاح شده بودند تا رد پیوند سریع صورت نگیرد. اما این نیاز به استفاده از دارو تا پایان عمر دارد. اگر بیمار بتواند، عضو تشکیل شده از سلول بنیادی خود را دریافت کند دیگر شاید این مشکلات سیستم ایمنی هم نباشد.

سلول های بنیادی انسان در جنین خوک قرار داده شده‌اند. این جنین به دلیل تغییرات ژنتیکی که در آن ها ایجاد شده بوده، قادر به رشد و ایجاد کلیه خود نبوده است. این جنین ها در داخل خوک های مادر حدود یک ماه اجازه رشد پیدا کردند. سپس آنها را برای مطالعه و بررسی خارج کردند.


به گزارش سلامت نیوز به نقل از ساینس کلیه‌هایی که دانشمندان تولید کردند قرار نبود به بیماران پیوند بزنند، اما ایزپیسوآ بلمونته می‌گوید تحقیقات جدید "اشاره به این دارد که هدف نهایی توسعه اندام‌های انسان در پستانداران دیگر ممکن است."

جراحان پیوندی که به دنبال رفع کمبود اندام‌های انسان هستند، قبلاً در روش‌های آزمایشی، کلیه‌ها و قلب‌های خوک را به تعدادی از افراد مرگ مغزی و بیماران پایانی کاشته‌اند. اگرچه این ها از خوک هایی هستند که از نظر ژنتیکی اصلاح شده بودند تا اندام های آنها از رد فوری توسط گیرندگان انسانی جلوگیری کند، این استراتژی همچنان احتمالاً نیازمند درمان مادام العمر با داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی است. در عوض رشد اندام‌های انسان در خوک‌ها یک جایگزین جذاب برای پیوند است زیرا بیماران می‌توانند اندام‌هایی را که از سلول‌های بنیادی خودشان مشتق شده‌اند دریافت کنند، که نباید باعث حملات ایمنی شود.

ری گاری، زیست‌شناس سلول‌های احیاکننده از دانشگاه مینه‌سوتا و همکارانش سلول‌های بنیادی انسانی را در جنین‌های اولیه خوک که از نظر ژنتیکی تغییر داده شده بودند، وارد کردند تا از رشد بافت‌های خاص جلوگیری کنند. هنگامی که این جنین ها در خوک مادر جایگزین کاشته شدند، از سلول های انسانی برای ساختن برخی از بافت هایی که خودشان قادر به تولید آنها نبودند استفاده کردند. تاکنون محققان نشان داده‌اند که این جنین‌های خوک می‌توانند عضلات و پوشش رگ‌های خونی انسان را رشد دهند. اما هیچ‌کس نتوانسته است این جنین‌ها را وادار به ساخت اندام‌هایی کند که حاوی چندین نوع سلول هستند.

تیمی به سرپرستی زیست‌شناسان سلول‌های بنیادی از موسسه زیست‌پزشکی و سلامت گوانگژو دلیل آن را می‌دانستند – سلول‌های بنیادی انسانی با سلول‌های خوک همسایه‌شان ناهماهنگ هستند.-

کلیه‌هایی که سلول‌های خوک را در خود جای داده‌اند، اگر در بیماران پیوند شوند، حملات ایمنی را تحریک می‌کنند.

برای رفع مشکل اول، محققان سلول های انسانی را به صورت ژنتیکی تغییر دادند تا فعالیت دو ژن را افزایش دهند. سلول های یک جنین با یکدیگر زندگی می کنند و این تغییر توانایی سلول های انسان را برای رقابت با سلول های خوک افزایش داد و آنها را از از بین رفتن باز داشت.

مشکل دوم به این دلیل رخ داد که سلول‌های انسانی از نظر تکاملی از سلول های خوک جلوتر بودند. برای غلبه بر این مانع، دانشمندان سلول های انسانی را در یک محیط کشت تازه ابداع شده رشد دادند که آنها را به مرحله رشد اولیه بازگرداند. در نتیجه، سلول های انسانی می توانند بهتر با سلول های خوک ادغام شوند.

به گزارش سلامت نیوز به نقل از ساینس سپس دانشمندان این سلول های بنیادی ارتقا یافته انسانی را در جنین خوک که از نظر ژنتیکی تغییر داده شده بود و توانایی رشد را نداشتند، وارد کردند. پس از کاشت جنین ها در خوک های مادر جایگزین، محققان به آنها اجازه دادند تا حدود یک ماه رشد کنند و سپس آنها را برای تجزیه و تحلیل خارج کردند.

این تیم گزارش داد که تعدادی از جنین های خوک حاوی کلیه های اولیه انسان بودند. تا 65 درصد از سلول‌های این اندام‌ها انسان بودند، که نشان می‌دهد سلول‌های بنیادی سلول‌های کلیه را در محیط اطراف خوک تولید کرده‌اند.

این کلیه ها یک نمونه آزمایشگاهی هستند، اما دانشمندان قبل از ایجاد اندامی آماده برای پیوند به بیماران، کارهای بیشتری باید انجام دهند. از آنجایی که این تیم پیشرفت جنین را پس از حدود یک ماه متوقف کردند، کلیه‌های موقتی را رشد دادند که فقط چند هفته در اوایل رشد کار می‌کردند.

مجموعه دیگری از کلیه‌ها بعداً ایجاد می‌شوند و تا آخر عمر کار می‌کنند - اینها اندام‌هایی هستند که برای پیوند لازم هستند. علاوه بر این، دانشمندان می خواهند درصد سلول های انسانی را در اندام ها افزایش دهند.

رشد اندام های انسان در خوک ها نیز مسائل اخلاقی را به دنبال دارد. سلول‌های انسانی می‌توانند به مغز یا سیستم تولید مثل حیوانات ختم شوند، به عنوان مثال، به طور بالقوه توانایی‌های ذهنی آن‌ها را تغییر می‌دهند یا حتی باعث تولید اسپرم یا تخمک‌هایی می‌شوند که دارای ژن‌های انسانی هستند.

دانشمندان برخی از سلول‌های مشتق از انسان را در مغز و نخاع جنین‌ها پیدا کردند، اما هیچ کدام را در سیستم تولید مثل پیدا نکردند. برای پیشبرد استراتژی پیوند، ممکن است محققان مجبور باشند تغییرات ژنتیکی بیشتری را در سلول‌های بنیادی انسان ایجاد کنند تا از این نفوذ جلوگیری کنند.

ژونگ‌وی لی، زیست‌شناس سلول‌های بنیادی از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، می‌گوید که درون جنین «بسیار سالم است». اما سوالاتی در مورد سلول های کلیه انسان در جنین باقی می ماند. او در پاسخ به این سوال که آیا سلول های کلیه خوب هستند؟ میگوید: ما هیچ مدرکی نداریم. سوال بزرگ این است که آیا محققان می‌توانند یک کلیه در مرحله بزرگسالی بسازند.

گری، که شرکتی را تأسیس کرد که در تلاش برای تولید اندام‌های انسان در خوک‌ها است، هشدار می‌دهد که تغییرات ژنتیکی محققان در سلول‌های بنیادی انسان می‌تواند منجر به سرطان شود. او همچنین می خواهد تجزیه و تحلیل بیشتری از سلول های انسانی در کلیه ها و عملکرد اندام ها ببیند. اثبات اینکه کلیه در حال رشد انسان است و این خوک ها تا زمان تولد و بعد از آن زنده می مانند، ضروری است.

استبان می‌گویدک محققان قصد دارند به جنین‌های مشابه با سلول‌های بنیادی انسانی اجازه دهند برای مدت طولانی‌تری رشد کنند تا مشخص شود که آیا کلیه در مرحله بزرگسالی تشکیل می‌شود یا خیر. او هشدار می دهد که جدول زمانی برای تولید اندام های آماده پیوند نامشخص است. اما او خوشبین است. "من فکر می کنم که در عرض یک دهه ممکن است این یک واقعیت باشد."