محققین درحال توسعه‌ی یک کلیه مصنوعی هستند که می‌تواند کار کلیه‌های طبیعی را انجام دهد و به‌صورت بالقوه نیاز به دیالیز را از بین ببرد.
محققین دانشگاه کالیفرنیا درحال توسعه‌ی یک کلیه مصنوعی با توانایی تامین عملکرد کلیه‌های واقعی هستند.
درصورتی که موفق به انجام این کار شوند، می‌توان نیاز به دیالیز را رفع شده دانست و این عمل را حذف کرد.
پیوند کلیه در بیماران مبتلا به بیماری‌های کلیوی اند استیج (end-stage renal disease = ESRD) دارای نرخ موفقیت بالایی است.
بیش از ۹۳ درصد پیوندها بعد از یک سال کار می‌کنند و ۸۳ درصد از پیوندهای کلیه بعد از سه سال به کار طبیعی ادامه می‌دهند.
اما درحالی که هرساله بیش از ۲۵۰۰۰ کلیه پیوند زده می‌شود، در ابتدای سال ۲۰۱۶ در آمریکا بیش از ۱۰۰۰۰۰ نفر در انتظار پیوند بودند.
بیماران ۵ تا ۱۰ سال در لیست انتظار به نوبت می‌نشینند تا عضو مناسب برایشان یافت شود.
میانگین امید به زندگی در بیماران دیالیزی ۵ تا ۱۰ سال است. البته برخی از این بیماران ده‌ها سال زنده مانده‌اند.
دیالیز، برخی (نه همه‌ی) سموم را از جریان خون پاکسازی می‌کند. این همان عملی است که به‌صورت طبیعی توسط کلیه‌ها انجام می‌گیرد. با این حال، اگر در خانه دیالیز صفاقی انجام شود، باید هر روز دیالیز تکرار شود.
درصورتی که همودیالیز انجام شود، بیمار باید هفته‌ای سه بار به بیمارستان مراجعه کند تا فرایند دیالیز انجام گیرد.
Shuvo Roy – استاد بخش مهندسی زیستی و علوم درمانی و یکی از همکاران در ساخت این کلیه مصنوعی – گفت:
«کلیه مصنوعی قابل کشت که با فناوری زیستی ساخته شده جایگزین دیالیز و سایر دستگاه‌های پوشیدنی که بیمار را محدود کرده و تحرکشان را کم می‌کنند است. برای بیماران ESRD همچنان یکی از بهترین درمان‌ها پیوند کلیه از اهدا کننده‌ی زنده است. اما متاسفانه به علت کمبود اهدا کنندگان عضو، پیوند کلیه در سطح وسیع برای بیماران ESRD با مشکل رو به رو است. برخلاف پیوند از اهداکننده زنده، پیوند کلیه مصنوعی نیازی به استفاده از داروهای تضعیف سیستم ایمنی جهت جلوگیری از پس زدن پیوند ندارد.»
کارآزمایی‌های بالینی برای این دستگاه بر روی انسان‌ها درحال آغاز است.
Roy گفت کلیه مصنوعی می‌تواند به‌صورت گسترده برای پیوند به افرادی که در انتظار کلیه برای پیوند هستند و افرادی که دیالیز می‌کنند استفاده شود. وی افزود:
«این یک راه‌حل درازمدت است، هر زمان که پیوند کلیه نیاز شود، این دستگاه گزینه‌ای مناسب خواهد بود.»
نحوه کار دستگاه
Roy پروژه‌ی این کلیه مصنوعی را رهبری می‌کند. این کلیه مصنوعی به لوله‌های خارجی یا قسمت‌های نگهداری در بدن نیاز ندارد و توسط فشار خون خود فرد به راه می‌افتد. این دستگاه در سال ۲۰۱۵ روی ۷ بیمار دیالیزی در مرکز پزشکی دانشگاه واشنگتن در سیاتل تست شد.
کلیه مصنوعی کاشته شده در دو طرف، پیشرفت‌های اخیر در نانوتکنولوژی سیلیکون را در بر می‌گیرد که باعث می‌شود تولید انبوه غشاهای فیلتراسیون مطمئن، پایدار و جمع و جور ممکن شود.
این تکنولوژی همچنین پوشش‌های مولکولی جدیدی دارد که از غشاهای سیلیکونی محافظت کرده و آنان را با خون سازگار می‌کند.
Roy توضیح می‌دهد:
«یک واحد پردازشگر خونی، خون را پالایش می‌کند تا یک اولترافیلترای آبکی ایجاد کند که شامل سموم حل‌شده و همچنین قند و املاح است. بعد از آن یک واکنشگر زیستی در سلول‌های کلیه مصنوعی، اولترافیلترا را پالایش می‌کند و قند و املاح را به خون بازمی‌گرداند. در این فرایند آب مجدد به بدن بازگردانده می‌شود. این اتفاقات باعث تجمع اولترافیلترا در ادرار شده و به سمت مثانه هدایت می‌شود تا به بیرون از بدن دفع شود.»
اما همانند بیماران دیالیزی، بیماران دارای کلیه مصنوعی نیز همچنان ممکن است به مکمل‌های هورمونی نیاز داشته باشند.
توسعه‌ی جایگزین‌هایی برای درمان‌های فعلی بیماری‌های کلیوی بسیار مهم است. درحالی که پیامدهای مرگ پیش از موعد و کیفیت پایین زندگی در بیماران دیالیزی، به ویژه در همودیالیز متداول است.
بیشتر بخوانید:
مراحل پیش رو
پروژه‌ی کلیه مصنوعی برای تکمیل مطالعات پیش‌بالینی بر روی دستگاه و نیز ساخت نمونه‌های اولیه تمام عیار برای اولین دوره‌ی مطالعات انسانی درحال جمع‌آوری پشتوانه مالی است.
انتظار می‌رود مطالعات بالینی اولیه بر روی مدل‌های فردی در اوایل سال آینده آغاز گردد.
پیش‌بینی می‌شود تست عملکرد نمونه اولیه کلیه مصنوعی در سال ۲۰۲۰ انجام بپذیرد.
Roy گفت:
«چالش‌های بلندمدت بر روی حفظ عملکرد بدون مشکل دستگاه پس از کاشت به مدت بیش از چند ماه تمرکز می‌کنند. برخی از مشکلات بدون انجام کارآزمایی‌های بالینی مشخص نخواهند شد.»
این پروژه علاوه‌بر ۶ میلیون دلار کمک‌های دولتی، از افراد نیز به صورت داوطلبانه کمک‌های قابل توجهی دریافت کرده است تا در راستای ساخت کلیه مصنوعی به کار بندد.
Roy گفت:
«این کمک‌ها مانند حرکت در راستای نوشته شدن وصیت نامه‌ی نیاز حاد به درمان کنونی در بیماران ESRD است و این کمک‌های مالی که دریافت کرده‌ایم ارزش زیادی برای پیشرفت در راستای تحقیقاتمان دارند.»
در آینده دانشمندان ممکن است قادر باشند که کلیه مصنوعی کشت بدهند.
در سال ۲۰۱۳، محققانی که توسط Melissa Little از موسسه علوم زیست مولکولی دانشگاه کوئینلند رهبری می‌شدند موفق شده بودند که با استفاده از سلول‌های بنیادی انسان کلیه‌ای ابتدایی بسازند.
در سال ۲۰۱۶ محققین موسسه‌ی Salk در کالیفرنیا گزارش کردند که توانسته‌اند سلول‌های اجدادی نفرون‌ها را ایجاد کنند که می‌توانند در آزمایشگاه به بافت کلیه تمایز یابند.
تحقیقات اینچنینی کماکان ادامه دارند اما توانایی ساخت اندام‌های جایگزین همچنان بیش از کلیه مصنوعی قابل کشت از رویاها فاصله دارند.
