أعاد العلماء وظائف الخلايا والأعضاء إلى بعض الخنازير بعد ساعات من موته بتطوير تقنيةٍ لأكسجة الدم.

ينقل الدمُ الأكسجين والموادَ المغذية إلى أعضاء الجسم وخلاياه في الثدييات، ولكن إذا توقف تدفق الدم، فإن هذه الخلايا تموت بسرعة، وتتضرر الأعضاء.
يمكن أن يتباطأ الموت في الأعضاء والأنسجة المستأصلة من الجسم، ما يوفر وقتًا لزرعها. ومع ذلك، فإن الحفاظ على أنظمة الأعضاء بأكملها بعد دقائق من توقف القلب عن الضخ، يمكن أن يمثل تحديًا.

تتضمن الطرق الحالية ما يُعرف بنظام الأكسجة الغشائية خارج الجسم، (ECMO)؛ الذي يضخّ الدم في آلة تزيل ثاني أكسيد الكربون منه، و تضيف الأكسجين. وبينما يخدم الغرض من موازنة الغازات، فإن كل دقيقة تأخير تسمح للضرر بالتراكم.

لمعالجة المشكلة، ثبُت أن نظاًما جديدًا يستعيد بعض وظائف الأعضاء الخلوية والجزيئية في بعض الخنازير النافقة، ويحافظ على أنسجته، حتى عندما يبدأ العلاج بعد ساعة واحدة فقط من السكتة القلبية.

إعادة وظائف الخلايا والأعضاء إلى خنزير بعد ساعات من موته

عدّل الباحثون تقنية موجودة تسمى BrainEx، التي ثبُت أنها تستعيد بعض الوظائف في أدمغة الخنازير المعزولة بعد ساعات من الموت.

النظام الجديد، المسمى OrganEx؛ مخصصٌ للاستخدام على الجسم بالكامل عند الثدييات الكبيرة ويتكون من: جهاز ومائع.

يتصل الجهاز بنظام الدورة الدموية، ويخلق نبضًا مشابهًا لضربات القلب، ويزود السائل بالأكسجين على غرار ECMO.

يحتوي الجهاز أيضًا على عدد من المستشعرات، من أجل ميزات مهمة للدورة الدموية، مثل: التمثيل الغذائي والهيموغلوبين والضغط والتدفق، ويضخ سائلًا اصطناعيًا ممزوجًا بدم الحيوان بنسبة 1:1 عبر جسم الحيوان النافق بالكامل. وهذا السائل على عكس الدم لا يتكون من خلايا، على الرغم من أنه مصمم لحماية الخلايا من الأذى، وحمل الأكسجين والأدوية إلى جميع أنحاء الجسم.

اختُبر النظام على الخنازير بعد ساعة واحدة من السكتة القلبية، وكذلك في مجموعات الضبط، إذ اختُبرت وظائف الأعضاء فور توقف تدفق الدم وأيضًا بعد ساعة، وبعد سبع ساعات، إذ استمرت الأنسجة المحفوظة في درجة حرارة الجسم في معالجة الطاقة وتوليد النفايات بمعدل متحكَّم فيه.

أُجريت التجارب على مئة خنزير، من ضمنها تلك المستخدمة لتطوير النظام قبل التجارب المنشورة.

وجد الباحثون أن OrganEx يمكنه الحفاظ على سلامة الأنسجة والتقليل من موت الخلايا وإحياء بعض العمليات الجزيئية والخلوية عبر الأعضاء الحيوية، مثل: القلب والدماغ والكبد والكلى.

تفوق نظام OrganEx على ECMO في جميع المجالات؛ إذ كانت الأعضاء التي عولجت بالنظام الجديد أقل تأثرًا بالنزيف، أو تورم الأنسجة، وقد لاحظ الباحثون أنماط التعبير الجيني لعمليات الإصلاح داخل أعضاء وأنواع معينة من الخلايا.

فحص الفريق أيضًا بنية الخلايا في دماغ الخنازير، التي عادة ما تعاني تلفًا بسبب نقص التروية. ولوحظ تقلّص أعداد خلايا الدماغ في جميع مجموعات التجارب باستثناء OrganEx، إذ حدث قدر ضئيل من الضرر في بعض أقسام الدماغ وفي قشرة الفص الجبهي، واستُردت الخلايا إلى مستويات مماثلة للمجموعة التي لم تتعرض لفقر دم موضعي.

كان الاختبار الرئيسي لنجاح التجربة هو استعادة وظيفة العضو.

قيست وظيفة الدماغ باستخدام مخطط كهربية الدماغ المستمر، إذ إن العلماء كانوا مصرّين على التمييز بين وظائف الدماغ التي اكتشفوها والنشاط الكهربائي؛ الذي قد يشير إلى مستوى معين من “الحياة «إذ إن الموت الدماغي هو التعريف الرئيسي للموت في الإعدادات السريرية».

بينما استمر الموت الدماغي في مجموعة OrganEx، أظهرت جثث الخنازير بعض حركات الرأس والرقبة بعد حقن مادة التباين -المستخدمة للمساعدة في إظهار المزيد من التفاصيل في التصوير- في الشريان السباتي في الرقبة الذي ينقل الدم إلى الدماغ والرأس. ولم تحدث هذه الحركة في الحيوانات الحية المخدرة، أو في مجموعة ECMO.

كتب الباحثون: «توجد حاجة إلى تقييم دقيقٍ ومدروس، لتوضيح سبب حدوث حركات الرأس والرقبة بعد حقن مادة التباين فقط في مجموعة OrganEx. هذا يُظهر الحفاظ على عمل الوظيفة الحركية في جثث الخنازير، على الأقل في الحبل الشوكي العنقي، أو جذوره».

أما في القلب، فقد كُشف عن بعض النشاط التلقائي في قلوب بعض الخنازير من طريق تخطيط القلب، وشوهدت بعض التقلصات في خلايا البطين الأيسر في مجموعة OrganEx، تلك التي لم تُرَ في مجموعة ECMO.

أظهرت أعضاء أخرى، مثل: الكبد والكلى، بعض العلامات الرئيسية في وظائفها ما يُشير إلى التعافي.

في حين أن اختبارات هذا النظام على البشر ما تزال بعيدة، يعتقد الباحثون أن نظام OrganEx لديه إمكانات هائلة لزراعة الأعضاء البشرية. ويأملون أن يُحسن الوقت الذي يمكن فيه الحفاظ على العضو المعد للزرع؛ الذي سيسمح بنقل الأعضاء لمسافات أبعد، إلى المتلقين المحتاجين.

تسلّط النتائج الضوء على قدرة أجسام الثدييات التي لم تُقدر سابقًا على التعافي جزئيًا بعد انقطاع تدفق الدم، ما قد يزيد من توافر الأعضاء للزراعة.

رغم ذلك، يقول الفريق إننا بحاجة إلى مزيد من الدراسات لفهم إمكانات نظام OrganEx تمامًا، للمساعدة في التعافي الخلوي بعد الموت، أو انقطاع الدورة الدموية.

نُشر البحث في مجلة Nature.

اقرأ أيضًا:

زراعة قلب الخنزير: هل كان ديفيد بينيت الشخص المناسب لإجراء تلك الجراحة الرائدة؟

هندسة وراثية وعقار تجريبي وكوكايين! هكذا زرع الأطباء قلب خنزير في جسد إنسان

ترجمة:كلوديا قرقوط

تدقيق: منال توفيق الضللي

المصدر

إعادة وظائف الخلايا والأعضاء إلى خنزير بعد ساعات من موته
أعلن في شمرا