اميدهاي تازه در درمان بيماران كبدي‌ ساخت‌كبد مصنوعي زيستي در كشور

واضح آرشیو وب فارسی:جام جم آنلاین: اميدهاي تازه در درمان بيماران كبدي‌ ساخت‌كبد مصنوعي زيستي در كشور
جام جم آنلاين: اگرچه از گذشته‌هاي دور، تحقيقات بسيار زيادي در زمينه كشت سلول‌ها در خارج از بدن موجودات زنده انجام شده بود، اما رشد شبكه‌هاي سه‌بعدي نانوساختاري كه بتواند جايگزين بافت آسيب‌ديده بدن باشد موضوع جديدي است كه در سال‌هاي اخير محققان توانسته‌اند به دستاوردهايي در اين زمينه دست يابند.

نتايج تحقيقات انجام شده توسط محققان ايراني در اين زمينه نيز، پيشرفت‌هاي چشمگيري را در زمينه درمان بيماري‌ها به همراه داشته است كه از آن جمله مي‌توان به موفقيت محققان ايراني در زمينه ساخت پوست مصنوعي، ناي مصنوعي، كبد مصنوعي و همچنين درمان سل مقاوم اشاره كرد. اين طرح‌ها نتيجه فعاليت‌هايي است كه از سال‌ها پيش در حوزه مهندسي بافت آغاز شده و پس از انجام مراحل اوليه و تاييد شوراي دانشگاه‌هاي علوم پزشكي به بهره‌برداري مي‌رسد.

ساخت كبد مصنوعي كه چندي پيش خبر موفقيت محققان دانشگاه علوم پزشكي شهيد بهشتي در مراحل اوليه انجام طرح تحقيقاتي آن توسط وزير بهداشت، درمان و آموزش پزشكي اعلام شد، يكي از دستاوردهاي نوين در عرصه مهندسي بافت است كه مي‌تواند در آينده در درمان بيماران مبتلا به نارسايي كبدي مورد استفاده قرار گيرد. با دكتر جلال‌الدين غنوي، مجري اين طرح به گفتگو نشسته‌ايم.

آيا كبد زيست مصنوعي ساخته شده از عملكردي مشابه اعمال حياتي كبد طبيعي برخوردار است؟

اين دستگاه قادر است شرايط مناسبي را براي انجام كليه فعاليت‌هايي كه در يك كبد طبيعي روي خون انجام مي‌شود به وجود آورد. ابتدا خون فرد بيمار از طريق يك لوله از شريان‌ها وارد قسمتي از دستگاه مي‌شود كه پلاسما را از سلول‌هاي خوني جدا مي‌كند.

سلول‌هاي خوني جدا شده بلافاصله از قسمت انتهايي دستگاه وارد بدن بيمار مي‌شوند. سپس پلاسماي خون وارد بخش ديگري مي‌شود كه گوي‌هاي شيشه‌اي در آنجا قرار دارند.

پلاسما و ماتريس نانوساختار روي اين گونه‌ها مستقر مي‌شوند و سلول‌هاي كبدي جداسازي شده روي آن قرار مي‌گيرد و به اين ترتيب دفع سموم بدن از پلاسما توسط سلول‌هاي كبدي موجود در اين سيستم انجام خواهد شد و در پايان پلاسماي تصفيه شده پس از عبور از سدهاي متعددي كه تامين مواد مورد نياز پلاسما مانند اكسيژن را به عهده دارند و همچنين تركيب با سلول‌هاي خوني كه در آغاز ورود خون به اين دستگاه از آن جدا شده بودند، به بدن فرد بيمار بازمي‌گردد.

آيا اين روش، روش درماني جديدي است؟

استفاده از سلول كبدي در خارج از بدن از سال‌ها پيش در كشورهاي مختلف مورد توجه بوده است و روش درماني جديدي محسوب نمي‌شود؛ اما اين طرح ويژگي‌هاي منحصر به فردي دارد كه آن را از نمونه‌هاي خارجي كه پيش از اين ساخته شده بود، متمايز مي‌سازد. در اين طرح، با استفاده از روش‌هاي مهندسي بافت، سلول‌هاي كبدي در يك آشيانه سلولي مستقر مي‌شوند.

از آنجايي كه روش‌هاي غيربيولوژيك به علت ناتواني در انجام اعمال متابوليك و سنتتيك سلول‌هاي كبدي با محدوديت‌هاي بسيار زيادي مواجه هستند، استفاده از كبد زيست مصنوعي كه در آن سلول‌هاي كبدي با استفرار در يك واكنشگاه زيستي زمينه مناسبي را براي انجام اعمال حياتي كبد در مجاورت سلول‌هاي كبدي به وجود مي‌آورند از مدت‌ها پيش مورد توجه محققان بوده و تحقيقات بسياري درباره آن انجام شده است.

در اين طرح از چه روشي براي ساخت كبد مصنوعي استفاده شده است؟

اين طرح در حقيقت ادامه طرح ساخت ناي يا تراشه مصنوعي است كه نتايج مربوط به آن سال گذشته اعلام شد و در اينجا نيز از همان روش مهندسي بافت به گونه‌اي ديگر استفاده شده است. اين دستگاه، مدل شبيه‌سازي شده از كبد طبيعي است كه خداوند آن را با ساختار ساده‌اي براي دفع سموم و مواد زايد از بدن طراحي كرده است.

در اين طرح در بخشي از دستگاه كبد زيست مصنوعي ساختارهاي گوي‌شكل شيشه‌اي وجود دارد كه به عنوان غشا چسبندگي لازم براي اتصال 10 ميليارد سلول كبدي به يكديگر را تامين مي‌كند تا سلول‌هاي كبدي جداسازي شده عملكردي طبيعي داشته باشند. اگر چسبندگي لازم بين سلول‌هاي كبدي وجود داشته باشد، ميزان فعاليت اين سلول‌ها به صورت لگاريتمي افزايش خواهد يافت.

گوي‌ها نبايد الزاما شيشه‌اي باشند، بلكه مي‌توانند از جنس ساختارهاي مصنوعي نيز باشند. كلاژن روي گوي‌ها قرار مي‌گيرد و نانوساختاري را به وجود مي‌آورد كه نقش داربست يا آشيانه سلولي را دارد.

در طرح‌هاي مشابه كه پيش از اين در كشورهاي ديگر براي ساخت كبد مصنوعي ارائه شده است، از كلاژن حيواني به دست آمده از جانوران خشكي‌زي استفاده مي‌شود، اما در اين طرح كلاژن از موجودات دريايي تامين شده است كه خطر انتقال بيماري‌هاي مشترك بين دام و انسان را از بين خواهد برد.

ساختار سلول‌ها در اين روش به صورت دو قطبي است كه ميزان فعاليت سلول‌هاي كبدي را تا 90 درصد افزايش مي‌دهد و عملكرد طبيعي سلول‌‌ها را حفظ مي‌كند. مقدار كلاژن و سلول‌هاي بنيادي لازم براي هر بيمار نيز با توجه بشدت بيماري محاسبه خواهد شد.

سلول‌‌هاي توليد‌شده با استفاده از ماتريكس نانو كاملا مشابه سلول‌هاي طبيعي كبد، فعاليت‌‌هاي متابوليكي نظير ساخت پروتئين و جذب سلول‌هاي چربي و كربوهيدرات‌ها را انجام مي‌دهند.

اين مجموعه شامل 10 ميليارد سلول مشابه كبدي است كه با الگوبرداري از سلول‌هاي كبد طبيعي به صورت سه‌بعدي ساخته شده است، ‌اين سلول‌ها نوعي نانو كريستال هستند كه قابليت تكثير و بازسازي دارند.

اين طرح در حال حاضر در چه مرحله‌اي است و پيش‌بيني مي‌شود ظرف چه مدت زماني بتوان آن را به توليد انبوه رساند؟

اين پروژه علمي كه از يك سال و نيم پيش آغاز شده، مراحل اوليه را پشت سر گذاشته و نتايج موفقيت‌آميز آن روي گوسفند به تاييد شوراي دانشگاه علوم پزشكي شهيد بهشتي رسيده است.

مجوزهاي كميته اخلاق پزشكي نيز گرفته شده و اكنون فاز انساني آن در حال بررسي است كه پيش‌بيني مي‌شود انجام اين مراحل 18 ماه به طول بينجامد و پس از آن بتوانيم با توليد انبوه آن نياز بيماران كبدي به اين فناوري را بر طرف سازيم. براي اين كه يك طرح تحقيقاتي در نهايت بتواند به توليد انبوه برسد، بايد تمام مسائل مربوط به آن مورد بررسي قرار گيرد.

اين طرح در فاز انجام مطالعات حيواني موفق بوده و هيچ‌گونه عوارضي را براي بيمار به همراه نداشته است اما براي اين كه بتوانيم از آن در درمان انسان‌ها استفاده كنيم،‌ بايد مطالعات بيشتري درباره آن شود تا در انسان عوارض جانبي نداشته باشد و بتواند سلامت فرد را تضمين كند اما با توجه به اين كه تاكنون در اين زمينه اقدامات مشابهي انجام نشده بود، پيش‌بيني مي‌شود اين دستاورد علمي بتواند پيامدهاي مطلوبي را در زمينه طراحي و ساخت سيستم‌هاي مراقبتي به همراه داشته باشد.

از كبد مصنوعي براي درمان چه بيماراني استفاده خواهد شد؟

در حقيقت اين روش نوعي سلول درماني است كه با استفاده از آن سلول‌هاي كبد در خارج از بدن فرد و متناسب با وضعيت بيمار و گروه‌ خوني او براساس فناوري نانو و مهندسي بافت روي گوي‌هاي شيشه‌اي نانو ساختار ايجاد مي‌شوند.

اين دستگاه پس از اتصال به رگ‌ها و شريان‌هاي اصلي بدن بيمار به طور موقت كار كبد را براي فردي كه كبد او دچار نارسايي شده است انجام خواهد داد. در كشور ما هر سال 2 تا 3 هزار نفر به نارسايي كبدي مبتلا مي‌شوند.

از سوي ديگر يك و نيم برابر اين تعداد نيز بيمار كبدي مزمن داريم كه با توجه به لزوم استفاده از كبد از بيمار مرگ مغزي نمي‌‌توان در مدت زمان لازم براي نجات فرد بيمار از اين روش يعني پيوند كبد براي درمان او استفاده كرد. اما با استفاده از اين دستگاه سلول‌هاي كبدي براي مدت زمان يك ماه در خارج از بدن زنده مي‌مانند و مي‌توانند دفع سموم و مواد زايد از خون را با عملكردي مشابه كبد براي فرد بيمار انجام دهند.

به اين ترتيب علاوه بر اين كه فرد بيمار در مدت زمان انتظار براي دريافت كبد با مشكلي مواجه نخواهد شد، فرصت مناسبي ايجاد مي‌شود تا كبد بتواند خود را ترميم كند. اگر چه كشور ما در زمينه پيوند كبد به موفقيت قابل‌توجهي دست يافته است اما در حال حاضر تنها 200 نفر از بيماران مبتلا به هپاتيت كه تعداد‌ آنها همچنان در حال افزايش است، تحت عمل پيوند قرار مي‌گيرند.

به عبارت ديگر به طور متوسط هر سال 140 تا 200 نفر دهنده عضو وجود داردكه با توجه به شيوع 5/1تا 2 ميليون نفري هپاتيت در ايران بايد از روشي استفاده كرد كه در مرحله حاد نارسايي كبدي بتواند جايگزين اين ارگان شود.

اگر اعمال اصلي كبد در اين مرحله بتواند از طريق روش‌هاي جايگزين انجام شود، ميزان بهبودي بيماران نيز افزايش خواهد يافت و در نتيجه ديگر نيازي به پيوند كبد نخواهد بود. وقتي كبد از كار مي افتد و سلول‌هاي آن كاركرد طبيعي خود را از دست مي‌‌دهند، سموم و مواد زايد در بدن تجمع پيدا كرده و در نتيجه مغز آسيب ديده و فرد دچار مرگ مي‌شود.

پيش از اين در بسياري از كشورها ازدستگاه‌هاي غيرزيستي براي درمان اين افراد استفاده مي‌شد، اما با استفاده از سلول‌هاي كبدي در خارج از بدن مشابه دياليز بيماران كليوي، مي‌‌توان اين كار را به صورت زيستي انجام داد.

چه نوآوري‌هايي اين طرح را از نمونه‌هاي خارجي مشابه متمايز كرده است؟

در سطح دنيا از 4 تا 6 روش ابداعي براي ساخت كبد مصنوعي استفاده مي‌شود كه قدمتي 10 ساله دارند و هر كدام از آنها علاوه بر مزايا از معايبي نيز برخوردارند. اين ساختار معايب هيچ يك از روش‌هاي ابداعي موجود را ندارد. ساختارنانو ماتريكس مورد استفاده در اين سيستم كاملا بومي كشور است.

علاوه بر اين استفاده از كلاژن موجودات دريايي به جاي كلاژن موجودات خشكي‌زي خطر انتقال بيماري‌هاي مشترك بين دام و انسان را از بين مي‌برد. نوآوري ديگري كه در كبد مصنوعي ايراني وجود دارد اين است كه در اين روش از سلول‌هاي بنيادي كبدي دو قطبي استفاده شده است كه سبب افزايش ماندگاري اين سلول‌ها خواهد شد.

براي اين‌كه سلول‌هاي كبدي بتوانند فعاليت طبيعي خود را حفظ كنند، بايد داراي ساختاري دو قطبي باشند تا از ميكروگراويتي لازم برخوردار بوده و پس از خارج شدن از محيط طبيعي بدن شكل خود را از دست ندهند.

اين ساختار دو قطبي شبيه به يك داربست سلولي عمل مي‌كند و مانع از پهن شدن سلول‌ مي‌شود كه در نتيجه عملكرد سلول‌ها تا بيش از 90 درصد حفظ مي‌شود. در نمونه‌هاي خارجي ساختار سلولي تمايز پيدا نكرده و از عملكردي 60 تا 70 درصدي برخوردار خواهد بود. همچنين اين سلول‌ها حداكثر براي مدت زمان 3 هفته زنده خواهند ماند.

براساس برآوردهاي انجام شده ساخت دستگاه بومي تنها يك سيستم نمونه‌ خارجي و حدود 8 هزار دلار هزينه در بر خواهد داشت كه در صورت توليد انبوه، قيمت آن به مراتب كاهش خواهد يافت.

به‌طور كلي نگهداري سلول‌هاي كبدي، تكثير و قرارگيري آن روي غشاهايي كه بتواندكاركرد سلول‌ها را حفظ كرده و از آن جدا نشود و همچنين شرايط زيستي سلو‌ل‌ها را در محيط خارج از بدن حفظ كند، از مهم‌ترين ويژگي‌هاي دستگاه كبد مصنوعي ساخته شده است.

كبد، پالايشگاه بدن‌

كبد يكي از بزرگ‌ترين و پيچيده‌تري اعضاي بدن است كه انجام بسياري از اعمال متابوليكي بدن نظير ساخت پروتئين و دفع مواد زايد از خون را به عهده دارد. سلول‌هاي كبدي به طور مداوم پروتئين‌هايي را ساخته و در خون ترشح مي‌كنند. همچنين سلول‌هاي كبدي مي‌توانند مواد مختلفي مانند ويتامين‌ها و تري‌گليسيريدها را نيز در خود ذخيره كنند. سلول‌‌هاي كبدي از طريق آنزيم‌هاي شبكه آندوپلاسمي، موادي مانند الكل و التروئيدها را غير فعال مي‌كنند و نقش بسيار مهمي در سم‌زدايي از بدن دارند.

علي‌رغم اين‌كه سلول‌هاي كبدي داراي عمري طولاني هستد، قدرت ترميم شگفت‌انگيزي نيز دارند. وجود 10 تا 20 درصد از كل كبد براي ادامه حيات اين عضو كافي است. اين در حالي است كه با خارج كردن اين عضو از بدن، فرد پس از 24 ساعت دچار مرگ خواهد شد.

چرا كه كبد انجام تعداد زيادي از اعمال متابوليك ضروري بدن را به عهده دارد و هر نوع ماده غذايي پيش از ذخيره شدن، انتقال يا استفاده، بايد توسط كبد به شكل صحيح بيوشيميايي خود تغيير پيدا كند بنابراين مي‌توان از آن به عنوان عضو مهمي از بدن نام برد كه بدون آن ادامه حيات غيرممكن خواهد بود.

فرانك فراهاني‌جم‌
شنبه 16 شهريور 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: جام جم آنلاین]

[مشاهده در: www.jamejamonline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 176]