إعادة وظائف الخلايا والأعضاء إلى خنزير بعد ساعات من موته

أعاد العلماء وظائف الخلايا والأعضاء لبعض الخنازير بعد ساعات فقط من موتها من خلال تطوير تقنية لتزويد الدم بالأكسجين.

في الثدييات ، ينقل الدم الأكسجين والمواد المغذية إلى أعضاء وخلايا الجسم ، ولكن عندما يتوقف تدفق الدم ، تموت هذه الخلايا بسرعة وتتلف الأعضاء.
يمكن أن يؤخر الموت في الأعضاء والأنسجة التي تم إزالتها من الجسم ، مما يوفر الوقت للزرع. ومع ذلك ، فإن الحفاظ على أجهزة الجسم بالكامل بعد دقائق من توقف القلب عن الضخ قد يمثل تحديًا.

تتضمن الطرق الحالية ما يعرف بنظام أكسجة الغشاء خارج الجسم (ECMO) ؛ يضخ الدم في آلة تخرج منه ثاني أكسيد الكربون وتضيف الأكسجين. بينما يعمل على موازنة الغازات ، فإن كل دقيقة تأخير تسبب الضرر.

ولمعالجة المشكلة ، فقد ثبت أن نظامًا جديدًا يستعيد بعض وظائف الأعضاء الخلوية والجزيئية في بعض الخنازير الميتة ، مما يحافظ على أنسجتها حتى عند بدء العلاج بعد ساعة واحدة فقط من السكتة القلبية.

قام الباحثون بتكييف تقنية موجودة تسمى BrainEx ، والتي ثبت أنها تستعيد الوظيفة في أدمغة الخنازير المعزولة بعد عدة ساعات من الموت.

النظام الجديد المسمى OrganEx ؛ مخصص للاستخدام على الجسم كله في الثدييات الكبيرة ويتكون من: معدات وسوائل.

يتصل الجهاز بالدورة الدموية ، مما يخلق نبضًا مشابهًا لضربات القلب ويزود السائل بالأكسجين المشابه لـ ECMO.

كما يحتوي الجهاز على عدد من المستشعرات ، لوظائف مهمة لجهاز الدورة الدموية ، مثل: التمثيل الغذائي ، والهيموجلوبين ، والضغط والتدفق ، ويضخ سائلًا صناعيًا ممزوجًا بدم الحيوان بنسبة 1: 1 في جميع أنحاء جسم الحيوان النافق. . على عكس الدم ، لا يتكون هذا السائل من خلايا ، على الرغم من أنه مصمم لحماية الخلايا من التلف وحمل الأكسجين والأدوية في جميع أنحاء الجسم.

تم اختبار النظام في الخنازير بعد ساعة واحدة من السكتة القلبية ، وكذلك في مجموعات التحكم ، حيث تم اختبار وظيفة الأعضاء فور توقف تدفق الدم وبعد ساعة واحدة وبعد سبع ساعات ، حيث استمرت الأنسجة المحفوظة في درجة حرارة الجسم في معالجة الطاقة. وتوليد النفايات بمعدل متحكم فيه.

أجريت تجارب على 100 خنزير ، بما في ذلك تلك المستخدمة لتطوير النظام قبل التجارب المنشورة.

وجد الباحثون أن OrganEx يمكن أن تحافظ على سلامة الأنسجة وتقليل موت الخلايا وإحياء بعض العمليات الجزيئية والخلوية في الأعضاء الحيوية ، مثل القلب والدماغ والكبد والكلى.

تفوقت OrganEx على ECMO في جميع المجالات ؛ تعرضت الأعضاء التي عولجت بالنظام الجديد لنزيف أقل أو تورم في الأنسجة ، ولاحظ الباحثون أنماط التعبير الجيني لعمليات الإصلاح في أعضاء وأنواع معينة من الخلايا.

قام الفريق أيضًا بفحص بنية الخلايا في أدمغة الخنازير ، والتي عادة ما تتضرر بسبب نقص التروية. لوحظ انخفاض أعداد خلايا الدماغ في جميع المجموعات التجريبية باستثناء OrganEx ، حيث حدث ضرر ضئيل في بعض مناطق الدماغ وفي قشرة الفص الجبهي ، وتعافت الخلايا إلى مستويات مماثلة للمجموعة التي لا تعاني من فقر الدم الموضعي.

كان الاختبار الرئيسي لنجاح التجربة هو استعادة وظيفة العضو.

تم قياس وظيفة الدماغ باستخدام مخطط كهربية الدماغ المستمر ، حيث أصر العلماء على التمييز بين وظائف الدماغ التي اكتشفوها والنشاط الكهربائي ؛ وهو ما قد يشير إلى مستوى معين من “الحياة” حيث أن الموت الدماغي هو التعريف الرئيسي للموت في الإعدادات السريرية.

مع استمرار موت الدماغ في مجموعة OrganEx ، أظهرت جثث الخنازير بعض حركات الرأس والرقبة بعد حقن مادة التباين ، المستخدمة لإظهار مزيد من التفاصيل في التصوير ، في الشريان السباتي في الرقبة الذي يمد الدماغ والرأس بالدم. . لم تحدث هذه الحركة في الحيوانات المخدرة الحية ، أو في مجموعة ECMO.

كتب الباحثون: “هناك حاجة إلى تقييم دقيق ومدروس لتوضيح سبب حدوث حركات الرأس والرقبة بعد حقن التباين فقط في مجموعة OrganEx”. وهذا يدل على أن الوظيفة الحركية محفوظة في جثث الخنازير ، على الأقل في النخاع الشوكي العنقي أو جذوره “.

في القلب ، تم الكشف عن بعض النشاط التلقائي في قلوب بعض الخنازير بواسطة تخطيط القلب ، وشوهدت بعض الانقباضات في خلايا البطين الأيسر في مجموعة OrganEx ، والتي لم تظهر في مجموعة ECMO.

أظهرت الأعضاء الأخرى ، مثل الكبد والكلى ، بعض العلامات المهمة على الأداء الوظيفي والتي تشير إلى الشفاء.

في حين أن اختبار هذا النظام على البشر لا يزال بعيد المنال ، يعتقد الباحثون أن نظام OrganEx لديه إمكانات هائلة لزرع الأعضاء البشرية. يأملون في تحسين الوقت الذي يمكن فيه تخزين العضو المزروع ؛ السماح بنقل الأعضاء أكثر إلى المتلقين المحتاجين.

تسلط النتائج الضوء على قدرة الثدييات التي لم تتمكن سابقًا من التعافي جزئيًا بعد انقطاع تدفق الدم ، مما قد يزيد من توافر الأعضاء للزرع.

ومع ذلك ، يقول الفريق إن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لفهم إمكانات نظام OrganEx تمامًا لدعم الإصلاح الخلوي بعد الموت أو اضطراب الدورة الدموية.

نُشر البحث في مجلة Nature.

اقرأ أيضًا:

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

الهندسة الوراثية والعقاقير التجريبية والكوكايين! هكذا زرع الأطباء قلب خنزير في جسم الإنسان

ترجمة: كلوديا كركوت

تحرير: منال توفيق الضالع