ساخت خون مصنوعی و آزمایش بالینی انتقال آن

• خون نقش حیاتی در سلامت بدن دارد، با این حال، برخی از افراد اختلالات خونی دارند که باعث می‌شود خون عملکرد خوبی نداشته باشد.

• گروهی از محققان به سرپرستی واحد خون و پیوند خدمات ملی بهداشت (NHS) به تازگی اولین آزمایش بالینی را برای انتقال گلبول‌های قرمز مصنوعی به یک انسان زنده آغاز کرده‌اند.

• محققان امیدوارند که گلبول‌های قرمز تولید شده به افراد مبتلا به گروه‌های خونی نادر و اختلالات مانند بیماری کم خونی داسی‌ شکل کمک کند.

خون یک مایع بسیار مهم در بدن است. نه تنها مواد مغذی حیاتی و اکسیژن را به تمام اندام‌های بدن منتقل می‌کند، بلکه همچنین به از بین بردن مواد زائد و مبارزه با عفونت کمک می‌کند.

مطالعه‌ی مقاله ای مرتبط با انواع عفونت ها تهیه شده توسط تیم ویلابرا

گاهی اوقات فرد ممکن است دچار اختلال خونی شود که باعث می‌شود خون به خوبی عمل نکند. یکی از این اختلالات بیماری کم خونی داسی شکل است که بر روی گلبول‌های قرمز بدن اثر می‌گذارد. در آمریکا بیماری کم خونی داسی شکل شایع‌ترین بیماری ژنتیکی است که شیوع بالایی در افراد با تبار آفریقایی دارد.

انواع گروه خونی وجود دارد و برخی از آنها نادرتر از دیگران هستند. افراد می‌توانند گروه‌های خونی نادری داشته باشند که انتقال خون را در صورت تصادف یا نیاز به جراحی دشوار می‌کند. به عنوان مثال، AB منفی نادرترین گروه خونی است که فقط ۱% از جمعیت دارای آن هستند.

برای کمک به مبارزه با این مسائل، یک تیم از محققان به رهبری واحد خون و پیوند خون و (NHSBT) خدمات بهداشت ملی انگلستان به تازگی اولین آزمایش بالینی را برای انتقال گلبول‌های قرمز مصنوعی به خون یک انسان زنده انجام دادند.

اگر این مسئله اثبات شود که ایمن و موثر می‌باشد، محققان امیدوارند که  گلبول‌های قرمز تولید شده بتوانند به افرادی که دارای گروه‌های خونی نادر و اختلالات خونی مانند بیماری کم خونی داسی شکل هستند، کمک کنند.

گلبول‌های قرمز چه هستند ؟

خون از مایعی به نام پلاسما ساخته شده است و سه نوع سلول اصلی دارد :

پلاکت‌ها، گلبول‌های سفید و گلبول‌های قرمز

گلبول‌های قرمز خون در مغز استخوان ساخته می‌شوند که در مرکز اکثر استخوان‌ها یافت می‌شود. مغز استخوان شامل سلول‌های بنیادی است که می‌توانند به گلبول‌های قرمز، گلبول‌های سفید یا پلاکت‌ها تبدیل شوند.

کار اصلی گلبول‌های قرمز، حمل اکسیژن در سراسر بدن است. گلبول‌های قرمز خون حاوی پروتئینی به نام هموگلوبین هستند که اکسیژن را حمل می‌کند. آهن در رژیم غذایی ما یک جز اصلی هموگلوبین است.

اگر فردی تعداد گلبول‌های قرمز خون کمی داشته باشد، می تواند مبتلا به آنمی(کم خونی) باشد ، ممکن است خستگی، سرگیجه خفیف و سایر مسائل را تجربه کند. شایع‌ترین شکل کم خونی، کم خونی به علت فقر آهن است که می‌تواند از طریق تغییرات رژیم غذایی و مکمل‌ها برطرف شود.

بیماری کم خونی داسی‌شکل نیز می‌تواند باعث کم خونی شود. اگر فردی دچار کم خونی داسی‌شکل شود، گلبول‌های قرمز آنها (که به طور معمول به شکل یک دونات بدون سوراخ ) تبدیل به C شکل می‌شوند. این کار هموگلوبین را از حمل اکسیژن به طور موثر متوقف می‌کند.

سلول‌ها نیز بسیار چسبنده و غیرقابل انعطاف می‌شوند و باعث جمع‌شدن و مسدود‌شدن رگ‌های خونی می‌شوند. علاوه بر این، سلول‌های داسی‌شکل به اندازه سلول‌های قرمز خون سالم زندگی نمی‌کنند و باعث کمبود گلبول‌های قرمز در بدن می‌شوند.

رشد گلبول‌های قرمز

یک تیم از محققان از سال ۲۰۰۹ در حال بررسی رشد گلبول‌های قرمز خون در محیط آزمایشگاهی هستند.

دکتر. سدریک ژوآرت، استاد پزشکی انتقال خون و هماتولوژیست مشاور در دانشگاه کمبریج و سازمان خون و پیوند, و محقق ارشد این کارآزمایی بالینی گفت که آنها تصمیم گرفتند گلبول‌های قرمز را در یک آزمایشگاه رشد دهند، زیرا آنها می‌دانند این تکنولوژی  ممکن است به بیماران مبتلا به گروه خونی نادر کمک کند تا اهدا کنندگان خون سازگار را بیابند و برای بیماران مبتلا به انتقال خون مادام العمر نیاز به سلول‌های قرمز با نیمه عمر طولانی‌تر بسیار مفید است.

به عنوان مثال، دکتر. ژوآرت گفت که آنها می ‌توانند گلبول‌های قرمز را از سلول‌های بنیادی که گروه‌های خونی بسیار نادر را حمل می‌کنند، رشد دهند.

به گفته سخنگوی خدمات ملی بهداشت، برای رشد گلبول‌های قرمز در محیط آزمایشگاهی، آنها از سلول‌های بنیادی اهدا کنندگان استفاده می‌کنند که از اهدای استاندارد خون کامل جدا می شوند. سپس سلول‌های بنیادی در محلول مواد مغذی(nutrient solution)قرار میگیرند.

بیش از ۱۸–۲۱ روز، این محلول سلول‌ها را تحریک می کند تا تکثیر شوند و به سلول‌های بالغ‌تر تبدیل شوند. محققان به ۲۴ لیتر محلول مغذی و سلول‌ها نیاز دارند تا یک تا دو قاشق غذاخوری گلبول های‌قرمز را فیلتر کنند.

این فرایند منجر به ساخت رتیکولوسیت‌ها می‌شود که گلبول‌های قرمز جوان هستند. قبل از اینکه سلول‌ها به یک فرد تزریق شوند، سلول‌ها با استفاده از همان نوع فیلتر تصفیه می‌شوند که در هنگام اهدای خون منظم برای حذف گلبول‌های سفید خون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سپس محصول نهایی ذخیره می شود و تا ۱۰ روز در یک ویال کوچک استریل (محل ذخیره گلبول های قرمز برای انتقال خون)، یخچال می‌شود.

 

انتقال خون (گلبول‌های قرمز) آزمایشگاهی

در این کارآزمایی بالینی، محققان گلبول‌های قرمز ساخته شده از آزمایشگاه را گرفته و آنها را به یک انسان زنده منتقل می‌کنند.

گزارش شده است که دو نفر در حال حاضر انتقال گلبول‌های قرمز آزمایشگاهی را بدون هیچ گونه عوارض دریافت کرده‌اند. برای این مطالعه، حداقل ۱۰ نفر دو انتقال با میزان کم (یکی از گلبول‌های قرمز اهدا شده استاندارد) و دیگری سلول‌های مصنوعی (بیش از حداقل ۴ ماه فاصله) دریافت خواهند کرد.

دکتر. ژوآرت گفت: یکی از اهداف اصلی این آزمایش این است که ببینیم آیا مدت زمان زنده‌ماندن گلبول‌های قرمز مصنوعی همانند سلول‌های خون اهدا شده استاندارد در بدن است یا خیر :

“اگر آنها دارای گردش خون طولانی‌تر باشند، ما می‌توانیم به بیماران خود  به مراتب کمتر از — در حال حاضر هر ۲ تا ۳ هفته فواصل، خون انتقال دهیم, به دنبال گسترش به ۶ هفته — است که به این معنی است که آنها آهن را به اندازه کافی ذخیره نمی‌کنند. آهن در دراز مدت سمی است و دفع آهن که با سلول های قرمز انتقال یافته  دشوار است، بنابراین انتقال در زمان کمتر اغلب اهمیت دارد.”

مطالعه بیشتر در زمینه هماکروماتوز و انباشتگی آهن

تحقیق در مراحل بعدی

به گفته سخنگوی خدمات ملی بهداشت ، قبل از استفاده بالینی، آزمایشات بیشتری لازم است، اما این تحقیق گام مهمی در استفاده از خون تولید شده برای بهبود درمان بیماران مبتلا به گروه‌های خونی نادر است.

سخنگو همچنین اظهار کرد “ سال‌ها طول خواهد کشید تا خون مصنوعی در خارج از آزمایشات استفاده شود و اکثریت قریب به اتفاق بیماران همچنان به اهدای اهدا کنندگان خون برای آینده قابل پیش بینی متکی خواهند بود,”

آنها بیان کردند که :

استفاده از درمان‌های جدید در هر موضوعی می تواند  بین ۵ تا ۱۵ سال طول بکشد. این اولین مرحله از بسیاری از مراحل آزمایش بر روی نیاز انسان است.

 نقطه عطفی تازه در سفری طولانی

مجله‌ی مدیکال‌نیوز‌تودی نیز با دکتر به گفت‌و‌گو پرداخت. لوئیس هسو، مدير ارشد پزشکی انجمن بیماری‌های  کم خونی داسی آمریکا و استاد هماتولوژی کودکان در دانشگاه ایلینوی در شیکاگو در مورد این کارآزمایی بالینی اظهار داشت که این مطالعه جدید هیجان‌انگیز است زیرا این یک نقطه عطف دیگر در سفر طولانی توسعه گلبول‌های قرمز مصنوعی است.

از دکتر هسو هنگامی که در مورد اهمیت توانایی استفاده از گلبول‌های قرمز آزمایشگاهی برای انتقال خون سوال شد، گفتند:  “برای انتقال خون نیازمند اهدا خون از طرف مردم هستیم,”

“ اهدا کنندگان خون باید سالم و مایل به اهدا باشند. خون اهدا شده عمر مفید محدودی دارد و پس از آن دیگر مفید نیست. سلول های خونی باید هماهنگ شوند تا سیستم ایمنی بدن گیرنده آن را پس نزند.

(بعضی افراد دارای گروه خونی نادر هستند) و اهداکنندگان کمی هستند که با هم مطابقت دارند،

او ادامه داد. “چنین واکنش ایمنی به خون منتقل شده یک مشکل تکراری برای افراد مبتلا به بیماری کم خونی داسی شکل، در سراسر جهان است. ما باید برای جذب اهدا‌کنندگان برای بیماران کم خونی داسی شکل اقدام کنیم و گاهی اوقات این تعداد واحدهای خون کافی نیست.”

در مورد مراحل بعدی تحقیق، دکتر. هسو گفت: از آنجا که دوزهای آزمایش در کارآزمایی بالینی در حدود قاشق چای‌خوری است ، آنها هنوز برای انتقال خون موثر نیستند. علاوه بر این، گلبول‌های قرمز مصنوعی باید فرایند‌های بسیاری را بگذرانند، از جمله تولید در مقیاس بزرگ، ذخیره سازی عملی و هزینه مناسب.

دکتر هسو افزود:

“ ما همچنین خاطرنشان می کنیم که پیشرفت‌های علمی زیادی در کاهش نیاز به انتقال خون انجام شده است، که یک استراتژی به نام مدیریت خون بیمار است.

“ تکنیک جراحی بهتر باعث کاهش خونریزی در اتاق عمل می شود، از جمله نجات و بازیابی مقدار خون از دست رفته بیمار. بیماران مبتلا به تروما (TOM)، زخم‌های ناشی از شلیک گلوله، حوادث صنعتی (IVC)، نظارت بهتری بر عملکرد لخته دارند که راه را برای متوقف کردن خونریزی و کاهش انتقال خون تنظیم می‌کند. داروهای جدید می توانند کم‌خونی را اصلاح کنند یا خونریزی را کاهش دهند. ما آموخت‌ایم که چه میزان کم‌خونی تحت چه شرایطی می تواند توسط بدن بدون انتقال خون تحمل شود.”

– دکتر. لوئیس هسو