محققان دانشگاه Minnesota، جایگزین عروقی جدیدی در آزمایشگاه کشت داده‌اند که به طور کامل از مواد زیستی تشکیل یافته است؛ اما هیچ سلول زنده‌ای در آن وجود ندارد. این رگ خونی می‌تواند برای بیماران دیالیزی مورد استفاده قرار گیرد. چنانچه در مطالعه‌ی اخیر که بر روی پریمات‌های غیرانسانی صورت گرفت، عملکرد مناسبی داشته است. این محصول اولین رگ پیوندی غیرمصنوعی و بدون سلول است که به هنگام کاشت در بدن، سلول‌های خود میزبان بر روی آن مستقر می‌شوند. یافته‌ی مذکور می‌تواند سالانه برای ده‌ها هزار بیمار دیالیزی، مفید واقع شود. احتمالاً این عروق پیوندی را می‌توان در آینده به‌عنوان عروق خونی بای‌پس محیطی یا کرونری و دریچه‌های قلبی لولهای مورد استفاده قرار داد. این مطالعه در تاریخ ۱ نوامبر سال جاری در ژورنال Science Translational Medicine منتشر شد. دانشگاه Minnesota نیز مجوز تکنولوژی ساخت محصول را دریافت کرده است.
مقاله‌ی مرتبط: ساخت رگ‌های خونی مصنوعی، جايگزينی برای رگ‌های اهدايی!
بر اساس گزارش سیستم اطلاعات کلیوی آمریکا، سالانه بیش از ۱۰۰,۰۰۰ نفر در ایالات متحده به علت بیماری کلیوی خود، درمان با همودیالیز را آغاز کرده و مجموعاً سالانه ۴۰۰,۰۰۰ نفر در این کشور تحت درمان با همودیالیز قرار دارند. تاکنون روش پیشنهادی برای دسترسی به عروق خونی در همودیالیز، ایجاد فیستول شریانی-وریدی (arteriovenous fistula) بوده است. اگرچه در ۳۰ تا ۵۰ درصد از بیماران به دلیل عوارض متعاقب این امر، پزشکان مجبور به اتصال شریان و ورید با استفاده از یک لوله‌ی مصنوعی تحت عنوان پیوند شریانی-وریدی می‌گردند.
در حال حاضر، عروق پیوندی مورد استفاده از مواد مصنوعی ساخته شده و مستعد ایجاد لخته، عفونت و دیگر عوارض می‌باشند. عروق کشت داده شده از سلول‌ها و مواد زیستی در آزمایشگاه نیز اگرچه واکنش‌های کم‌تری به دنبال دارند؛ اما بافت زنده در طولانی‌مدت پایدار نیست و مگر در صورت استفاده از سلول‌های خود بیمار، واکنش سیستم ایمنی را به همراه دارد. بنا بر این دو دلیل، استفاده‌ی بالینی از آن‌ها با محدودیت‌هایی روبرو است.
ساخت جایگزین‌های عروقی طبیعی و بدون سلول
در این مطالعه‌ی پیش-بالینی، محققان دانشگاه Minnesota، از سلول‌های پوستی نوزادی محاط شده توسط مادهی ژل‌مانند، لوله‌های شبه‌عروقی ساختند. مادهی ژل‌مانند مذکور از جنس فیبرین گاو بود. فیبرین پروتئینی دخیل در فرآیند انعقاد خون می‌باشد. محققان ژل دارای اجتماع سلولی را در بیورِآکتور قرار داده و طی هفت هفته، بافتی لوله‌مانند از آن ایجاد کردند. در پایان، بافت مذکور شسته شده و سلول‌های آن حذف گردید. در نتیجه تنها کلاژن و سایر پروتئین‌های مترشحه از سلول‌ها باقی مانده و لولهای کاملاً طبیعی و در عین حال غیرزنده برای کاشت در بدن ایجاد شد. پروفسور Robert Tranquillo، سرپرست مطالعه و استاد دپارتمان مهندسی زیستی دانشگاه Minnesota، بیان می‌کند:
در واقع در این پروسه، فرآیند طبیعی ترمیم زخم بدن را تحت کنترل درآوردیم؛ چرا که نقطه‌ی آغاز پروسه، سلول‌های پوستی در ژل فیبرینی، همان نقطه‌ی آغاز طبیعی ترمیم زخم در بدن است. شستن و حذف سلول‌ها در مرحله‌ی نهایی، احتمال رد پیوند را کاهش می‌دهد. این بدان معناست که عروق ایجاد شده را به دلیل عدم وجود مادهی زنده، می‌توان ذخیره و به هنگام نیاز مورد استفاده قرار داد. امید است در آینده بتوانیم هزاران عروق خونی در آزمایشگاه از یک نمونه‌ی پوستی کوچک فرد دهنده‌ی پیوند کشت داده و تا هنگام نیاز ذخیره کنیم.
مقاله‌ی مرتبط: پیوند موفقیت‌آمیز رگ‌های خونی مصنوعی!
محققان برای آزمایش رگ‌های ساخته‌شده، نمونه‌ها‌ی ۱۵ سانتی‌متری از آن‌ها را به بابون‌های اهدایی توسط Mayo Clinic پیوند زدند. ۶ ماه پس از انجام پیوند، بافت پیوند زده شده کاملاً ظاهری مشابه رگ خونی داشت و مشاهده شد که سلول‌های سالم میزبان بر روی جدار لوله مستقر گشته‌اند. هیچ یک از رگ‌های خونی کلسیفیه نشده و گسیختگی رگ تنها در یکی از آن‌ها دیده شد که محققان به آسیب مکانیکی غیرعمدی واردشده حین دست‌کاری نسبت دادند. پس از ۶ ماه، مقاومت ۳۰ برابری بدون پارگی در عروق پیوندی نسبت به فشار خون میانگین بدن اثبات گردید. هیچ پاسخ ایمنی و عفونت مزمنی نیز در اثر ایمپلنت‌های عروقی بروز نیافت. علاوه بر این در پی سوراخ شدن رگ‌های پیوندی با سوزن، ترمیم خودبه‌خود آن‌ها صورت گرفت. این مورد در بیماران تحت درمان با دیالیز، پروسه‌ای بسیار ضروری تلقی می‌شود.
تصویر میکروسکوپی جایگزین عروقی ساخته‌شده
به گفته‌ی Tranquillo، این مطالعه‌ی پیش-بالینی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در مطالعات قبلی، رگ‌های خونی به گوسفند پیوند زده شده بود؛ اما از آن‌جا که مؤفقیت این مطالعه به قابلیت استقرار سلول‌های میزبان بر روی رگ پیوندی و تبدیل آن به بافت زنده بدون بروز پاسخ ایمنی بستگی دارد، باید قبل از به خاطر انداختن جان انسان‌ها از یک نمونه‌ی مشابه‌تر به انسان استفاده می‌شد. در پی مؤفقیت حاصل، Tranquillo و تیم تحقیق به دنبال کسب مجوز FDA هستند تا بتوانند اختراع خود را بر روی کودکان مبتلا به نقایص قلبی آزمایش کنند. گزارشی نیز مبنی بر قابل رشد بودن این رگ‌ها اخیراً در Nature Communications منتشر کرده‌اند.
