بیماران کلیوی و نجات بوسیله کلیه‌ مصنوعی

بیماران کلیوی و نجات بوسیله کلیه‌ مصنوعی : پژوهشگران نوعی دستگاه کاشتنی طراحی کرده‌اند که با شبیه‌سازی چندین عملکرد حیاتی کلیه می‌تواند زمینه‌ساز ساخت دستگاهی در مقیاس بزرگ‌تر برای انسان باشد.

بیماران کلیوی

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، سان‌فرانسیسکو درحال کار روی رویکرد جدیدی برای درمان نارسایی کلیوی هستند. این رویکرد می‌تواند بیماران را از دیالیز یا مصرف داروهای سرکوب‌کننده سیستم‌ایمنی پس از انجام پیوند کلیه بی‌نیاز کند.

به گزارش آماج : محققان برای اولین‌بار نشان دادند که سلول‌های کلیه‌ی قرار داده‌شده در دستگاهی کاشتنی به‌نام «رآکتور زیستی» علاوه بر زنده‌ماندن در بدن خوک، از توانایی شبیه‌سازی چند عملکرد حیاتی کلیه هم برخوردار هستند. این دستگاه مانند ضربان‌ساز مصنوعی قلب، به‌آرامی کار خود را انجام می‌دهد و سیستم ایمنی گیرنده را برای حمله تحریک نمی‌کند.

یافته‌های اخیر که روز ۲۹ آگوست (۷ شهریور) در Nature Communications منتشر شد، گامی بزرگ و روبه‌جلو در «پروژه کلیه» به‌شمار می‌رود؛ برنامه‌ای که به‌طور مشترک توسط شوو روی، استاد مهندسی زیستی از دانشگاه کالیفرنیا سان‌فرانسیسکو و ویلیام اچ فیسیل از مرکز پزشکی دانشگاه وندربیلت هدایت می‌شود.

دانشمندان قصد دارند تا رآکتور زیستی را با سلول‌های مختلف کلیه پر کنند. این سلول‌ها، وظیفه‌ی انجام عملکردهای حیاتی مانند متعادل‌کردن مایعات بدن و ترشح هورمون‌ها را برای تنظیم فشارخون برعهده دارند. دانشمندان درنهایت این رآکتور را با دستگاهی که مواد زائد خون را فیلتر می‌کند، جفت خواهند کرد.

کلیه‌ی مصنوعی، بیماران کلیوی را از انجام دیالیز نجات می‌دهد

هدف از تولید کلیه‌ی مصنوعی در مقیاس انسانی، ازمیان‌برداشتن لزوم انجام دیالیز است که پس از ازکارافتادن کلیه‌ها، بیماران را زنده نگه می‌دارد؛ البته این دستگاه جایگزین بسیار ضعیفی برای یک اندام فعال واقعی به‌شمار می‌رود.

بیماران کلیوی

بیش‌ از ۵۰۰ هزار نفر در ایالات متحده آمریکا چندین‌بار در هفته به دیالیز نیاز دارند. بسیاری از بیماران کلیوی به‌دنبال انجام پیوند کلیه هستند؛ اما اهداکنندگان کافی وجود ندارد و سالانه تنها ۲۰ هزار نفر موفق به دریافت کلیه می‌شوند. درچنین شرایطی، کلیه‌ی مصنوعی کاشتنی، موهبت بزرگی محسوب می‌شود.

شوو روی می‌گوید: «ما روی شبیه‌سازی ایمن عملکردهای کلیدی کلیه تمرکز کرده‌ایم. کلیه‌ی مصنوعی زیستی، درمان بیماری کلیوی را موثرتر، تحمل‌پذیرتر و راحت‌تر می‌کند.»

روی و همکارانش، رآکتور زیستی را طوری مهندسی‌ کرده‌اند که درست مانند کلیه‌ی پیوندی، به‌طور مستقیم به رگ‌های خونی و سیاهرگ‌ها وصل شود و امکان عبور اکسیژن و مواد مغذی را فراهم کند. غشای سیلیکونی سلول‌های کلیه‌ی موجود در رآکتور زیستی، آن‌ها را از حمله‌ی سلول‌های ایمنی گیرنده در امان نگه می‌دارد.

تیم تحقیقاتی از نوعی سلول کلیه به‌نام توبول پروگزیمال (proximal tubule) که وظیفه‌ی تنظیم میزان آب و نمک را برعهده دارد، به‌عنوان مورد آزمایشی استفاده کرد. پیش‌ازاین دکتر دیوید هیومز از دانشگاه میشیگان نیز از این سلول‌ها برای کمک به بیماران دیالیزی در بخش مراقبت‌های ویژه استفاده کرده و توانسته بود جان بیماران را نجات دهد.

بیماران مبتلا به نارسایی کلیوی باید به طور منظم دیالیز انجام دهند که یک درمان تهاجمی و خطرناک است. اما اکنون محققان دانشگاه کالیفرنیا سانفرانسیسکو با موفقیت نمونه اولیه یک کلیه مصنوعی زیستی را تولید کردند که می توان آن را بدون نیاز به دارو در بدن فرد بیمار قرار داد.

به گزارش کبنا به نقل از همشهری آنلاین، کلیه عملکردهای حیاتی مختلفی در بدن انجام می‌دهد که مهم‌ترین آن‌ تصفیه کردن خون از سموم و مواد زائد است و همچنین فشار خون، غلظت الکترولیت‌ها و سایر مایعات بدن را تنظیم می‌کند.

بنابراین زمانی که این عضو بدن از کار می‌افتد جایگزین کردن این فرآیندها کار دشواری است. بیماران به طور معمول دیالیز را آغاز می‌کنند اما این درمان زمان‌بر بوده و راحت نیز نیست.

روش دیگر پیوند عضو است که می‌تواند کیفیت زندگی را بالاتر ببرد اما این روش نیز عوارض جانبی خطرناکی دارد و برای جلوگیری از پس زده شدن بافت پیوندی باید داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی مصرف شود.

در این پروژه محققان دست به ساخت یک کلیه مصنوعی زده‌اند که می‌توان آن را بدون نیاز به داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی درون بدن بیمار قرار داد تا عملکرد کلیه طبیعی را انجام دهد.

این دستگاه از دو بخش اصلی تشکیل شده است. بخش هموفیلتر از سیلیکون نیمه هادی ساخته شده که مواد زائد خون را تصفیه می‌کند. بخش دیگر بیوراکتور است که دارای سلول‌های لوله‌ای کلیوی است و میزان آب، تعادل الکترولیت‌ها و سایر عملکردهای متابولیک را تنظیم می‌کند. غشا آن نیز از این دستگاه در برابر حمله سلول‌های ایمنی محافظت می‌کند.

امید تازه برای بیماران کلیوی

در آزمایش‌های قبلی محققان هر یک از این بخش‌ها را به طور مجزا مورد بررسی قرار داده بودند اما این اولین باری است که همه‌ی اجزا با یکدیگر در یک دستگاه مورد آزمایش قرار می‌گیرند.

این کلیه مصنوعی به دو شریان اصلی در بیمار متصل می‌شود. یکی از شریان‌ها خون را برای تصفیه شدن به دستگاه منتقل می‌کند و شریان دیگر خون تصفیه شده را به اعضای بدن از جمله مثانه می‌رساند. محققان اکنون نشان دادند که این کلیه مصنوعی می‌تواند بدون نیاز به پمپ یا منبع نیروی خارجی تنها با فشار خون کار کند.

“شوو روی”، محقق اصلی این پروژه می‌گوید: گروه ما این کلیه را به گونه‌ای ساخت که سیستم ایمنی بدن نسبت به آن واکنش نشان ندهد و اکنون که توانستیم دو بخش هموفیلتر و بیوراکتور را با یکدیگر ترکیب کنیم، می‌توانیم بر روی ارتقاء این فناوری برای آزمایش‌های پیش‌بالینی و بالینی تمرکز کنیم.

محققان سلول‌های کلیه و حیوانات گیرنده را به‌مدت ۷ روز پس‌ از پیوند ردیابی کردند و به این نتیجه رسیدند که هردو به‌خوبی عمل می‌کنند.

گام بعدی آزمایش‌های این پروژه به‌صورت یک ماهه خواهد بود و طبق خواسته‌ی سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) ابتدا روی حیوانات و درنهایت روی انسان انجام خواهد شد.

به‌گفته‌ی روی، دانشمندان اثبات کردند که رآکتور زیستی کاربردی به داروهای سرکوب‌کننده‌ی سیستم ایمنی نیاز ندارد. او می‌افزاید: «ما هیچ عارضه‌ای نداشتیم و اکنون می‌توانیم با تکرار این دستاورد، به کل عملکردهای کلیه در مقیاس انسانی دست پیدا کنیم.»