پزشکی بالینی

محققان انگلیسی قصد دارند برای نخستین‌بار خون مصنوعی تولید شده از سلول‌های بنیادی انسان را بر روی چند بیمار مبتلا به تالاسمی مورد آزمایش قرار دهند. آزمایش نخستین خون مصنوعی جهان که برای سال 2016 برنامه ریزی شده است، امکان تولید خون در مقیاس صنعتی را فراهم کرده و طی چند دهه آینده به جایگزین مطمئنی برای کمبود خون اهدایی تبدیل خواهد شد. 
محققان طی سال‌ها بدنبال توسعه روشی برای رشد گلبول‌های قرمز از سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPS) بودند. سلول‌های iPS در شرایط بیوشیمیایی مشابه بدن انسان کشت داده شدند که امکان تبدیل این سلول‌های بنیادی به گلبول قرمز را فراهم کرد. «مارک ترنر» مدیر بخش پزشکی مرکز انتقال خون اسکاتلند و سرپرست پروژه 8 میلیون دلاری تولید خون مصنوعی در دانشگاه ادینبورگ تأکید کرد: برای نخستین‌بار موفق به تولید گلبول‌های قرمز مناسب برای تزریق در انسان شدیم. 
درحال حاضر محققان به بهره‌وری تبدیل 40 تا 50 درصدی سلول‌های اولیه به گلبول قرمز دست پیدا کرده‌اند که این فرآیند حدود یک ماه بطول می‌انجامد؛ سلول‌های قابل استفاده از سلول‌های خون نابالغ جدا شده و سلول‌های iPS باقی مانده از طریق روش‌های جداسازی استاندارد مانند سانتریفیوژ جدا می‌شوند. در این مطالعه سه بیمار مبتلا به تالاسمی 5 میلی‌لیتر از گلبول‌های قرمز تولید شده را دریافت کرده و پزشکان نحوه عملکرد آنها در بدن را مورد بررسی قرار می‌دهند. محققان خاطر نشان می‌کنند که تولید خون مصنوعی به معنای توقف فرآیند اهدای خون نبوده و این فرآیند دست‌کم تا 20 سال آینده به روشی جایگزین (برای اهدای خون) تبدیل نخواهد شد.

 بر طبق آمار،تنها در ايالات متحده ي آمريكا، هر دو ثانيه،يك نفر نيازمند خون است كه معمولا اين نياز توسط بانك خون مرتفع مي‌شود.برهمين اساس سازمان صليب سرخ جهاني  نيازمند  هشتادهزار واحد خون به‌صورت روزانه است و اين درحاليست كه دسترسي به بيش از سي و شش هزار واحد در روز ميسر نيستند.از طرف ديگر آمارها نشان دهنده ي اين نكته هستند كه تنها چهار درصد از افراد جامعه داوطلب اهداي خون هستند.همچنين نياز به خون به‌طور ساليانه شش درصد افزايش دارد درحالي كه اهداي خون نرخ رشد سه درصدي را نشان مي‌دهد . از اين رو كاملا واضح است كه خون مصنوعي  ضروري است.در اين مقاله با خون مصنوعي، دلايل نياز به آن،ويژگي هاي خون مصنوعي، نقاط ضعف و قوت انواع خون مصنوعي و تفاوت و شباهت هاي انواع خون مصنوعي آشنا خواهيم شد.

ادامه مطلب

دانشمندان اسکاتلندی به دنبال انجام نخستین آزمایش‌های خون مصنوعی روی انسان هستند. محققان مرکز پزشکی احیا (SCRM) در ادینبورگ، گواهی تولید خون از سلول‌های بنیادی را صادر کردند. این خون سپس بر روی انسان‌ها آزمایش می‌شود. گواهی دریافتی از «آژانس نظارتی فراورده‌های دارویی و بهداشتی» بریتانیا به دانشمندان اسکاتلندی امکان تولید خون مصنوعی در مقیاس صنعتی را می‌دهد. این امر موجب رویارویی با کمبودها و توقف انتقال عفونت‌ها از خون اهداکنندگان می‌شود. آزمایش‌ها روی انسان، در صورت تایید، نخستین مرحله تثبیت درمان‌های بالینی در مقیاس بزرگ است و به استفاده مکرر از خون مصنوعی می‌انجامد.
محققان از سلول‌های بنیادی اهداکنندگان بزرگسال موسوم به سلول‌های بنیادی pluripotent، به عنوان بخشی از پروژه موجود به جای سلول‌های جنجال‌برانگیز جنین، استفاده می‌کنند. برای دستیابی به سلول‌های بنیادی مزبور، افراد بزرگسال بخش کوچکی از پوست یا نمونه خونشان را اهدا می‌کنند و فناوری‌های موجود امکان استخراج سلول‌های بنیادی از این نمونه‌ها را می‌دهد. با دریافت گواهی از مرکز ادینبورگ، دانشمندان همچنین قادر به بررسی محصولات این نوع سلول‌های بنیادی برای کمک به بیماران مبتلا به پارکینسون، دیابت، سرطان یا افرادی که از سکته مغزی رنج می‌برند، خواهند بود.

براي نخستين بار، سلول‌هاي قرمز خون که در آزمايشگاه توليد شدند، به‌طور موفقيت‌آميزي درون رگ‌هاي يک فرد داوطلب تزريق شدند. اين يک قدم حياتي به سوي آينده‌اي است که در آن تمام خون مورد نياز براي انتقال در آزمايشگاه توليد خواهد شد و ديگر نيازي به اهداکننده‌هاي خون وجود نخواهد داشت. محققان فرانسوي در اين تحقيق آنچه را گسترش داده‌اند که توليد سلول‌هاي بنيادي هماتوپويتيک از يک مغز استخوان داوطلب ناميده مي‌شود. اين سلول‌ها تشويق مي‌شوند که درون سلول‌هاي قرمز خون کشت داده شده رشد کنند و پس از برچسب‌گذاري رديابي شوند. محققان سپس 10 ميليارد از اين سلول‌ها را که معادل 2 ميلي‌ليتر خون است به اهداکننده اصلي برگرداندند تا ببينند سلول‌ها چقدر زنده مي‌مانند. پس از 5 روز، 94 تا صددرصد سلول‌ها در جريان خون باقي ماندند، در حالي که پس از 26 روز، 41 تا 63 درصد آنها باقي ماندند؛ ميزان بقايي که با سلول‌هاي قرمز طبيعي قابل مقايسه است. سلول‌هاي خون کشت داده شده هرنوع شاخصي را براي اطمينان از ايمني آنها دارند،‌ مثلا به انواع سلول‌هاي بدخيم تبديل نمي‌شوند. از سوي ديگر، آنها مانند سلول‌هاي طبيعي قرمز عمل مي‌کنند، يعني مي‌توانند به اکسيژن وصل شوند و آن را آزاد کنند. محققان اين طرح معتقدند اين ابداع يک قدم بزرگ به جلو است. درواقع با اين آزمون نشان داده شده که اين سلول‌ها دم يا شاخ ندارند که از آنها بترسيم و مي‌توانند به‌طور طبيعي در بدن زنده بمانند. به اين ترتيب شواهد حاکي از آن هستند که از اين پس ذخاير خون در دسترس به‌طور نامحدود باقي خواهند ماند، زيرا هميشه به ذخيره خون نياز فوري است و گاهي اهداکننده‌ها کمتر يافت مي‌شوند يا نياز ما افزايش مي‌يابد. از سوي ديگر منبع خون بدون ويروس HIV نيز از ضروريات ديگري است که بايد به آن توجه کرد.
سابق بر اين توليد جايگزين‌هاي خون با نااميدي همراه بوده است. محصولات متعددي از دور خارج شدند، زيرا نگراني‌هايي از بابت ايمني آنها وجود داشته يا به‌طور ساده، آنها خوب کار نمي‌کردند. از مزاياي تکنولوژي سلول‌هاي بنيادي براي توليد سلول‌هاي قرمز آن است که محصولات توليدي شباهت زيادي به خون واقعي خواهند داشت و نگراني‌هاي مربوط به ايمني محصول را کاهش خواهد داد.
يکي از دانشمندان دانشگاه مک‌گيل کانادا در واکنش به اين ابداع مي‌گويد: «موفقيت مذکور به اين معنا نيست که ديگر تحقيقات در زمينه توليد جايگزين‌هاي مصنوعي خون ارزشمند نيستند يا بايد متوقف شوند. اين خون توليد شده بايد سرد شود، مانند خون تازه، درحالي که خون مصنوعي بر پايه هموگلوبين (از ديگر جايگزين‌هاي خون طبيعي که قبلا توليد شده بود) نيازي به فريز شدن ندارد که از مزاياي آن محسوب مي‌شود. اين پايداري آن را در مناطق دوردست يا در شرايط بلاياي طبيعي بيشتر مفيد نشان مي‌دهد، بنابراين تحقيقات در اين زمينه نبايد متوقف شود تا بتوان يک جايگزين واقعي و بدون دردسر براي خون طبيعي پيدا کرد.»
چالش بعدي اين گروه تحقيقاتي، مقياس کردن توليد است، يعني چگونه سلول‌هاي قرمز کشت داده شده مي‌توانند سريع‌تر و ارزان‌تر و در مقادير کافي براي انتقال آماده شوند. 10 ميليارد سلول ساخته‌شده، مقدار زيادي نيست، زيرا يک انتقال خون معمولي به 200 برابر اين مقدار نياز دارد. با اين تکنولوژي موجود، محققان تخمين مي‌زنند که در يک بار انتقال به 400 ليتر مايع کشت داده شده نياز هست که واضحا غيرعملي است، بنابراين سال‌ها لازم است تا اين تکنولوژي به مقياس واقعي خود برسد.

خون مصنوعي يك گام ديگر به واقعيت نزديك شد. دانشمندان به تازگي توانستند در فرآيندي هيجان‏انگيز، نخستين خون مصنوعي كشت‏‏شده در آزمايشگاه را با موفقيت به انسان تزريق كنند. «لوك دوآي» از دانشگاه پير و ماري كوري پاريس، سلول‏هاي بنيادي خونساز را از مغز استخوان يك داوطلب استخراج كرد و با استفاده از عوامل رشد، اين سلول‏ها را تحريك و آنها را به گلبول‏هاي قرمز تبديل كرد. گروه دكتر «دوآي» براي رديابي سلول‏هاي كشت‏‏شده در محيط آزمايشگاه، آنها را نشانه‏گذاري كرد و در ادامه حدود 10‌ميليارد از اين سلول‏ها را (معادل دو ميلي‏ليتر خون) به مغز استخوان‌دهندگان بازگرداندند. پس از پنج روز حدود 94 تا صددرصد از سلول‏هاي خوني به گردش در بدن ادامه دادند و پس از 26 روز، 41 تا 63 درصد از آنها باقي ماندند. اين ميزان بقا براي سلول‏هاي طبيعي خون، مقداري طبيعي محسوب مي‌شود. اين سلول‏ها همانند سلول‏هاي خوني عادي رفتار كردند و به‏طور موثري اكسيژن را در سرتاسر بدن منتقل مي‌كردند. «آنا ريتا ميگلياسيو» از مركز پزشكي «مانت‏سيناي» در نيويورك در اين‌باره مي‌گويد: «او نشان داد اين سلول‏ها غيرطبيعي نيستند و هم از نظر مورفولوژي و هم از نظر عملكرد، همانند سلول‏هاي عادي خون هستند.» اين خبر، خبر خوبي براي سازمان‌هاي خدمات درماني در سطح بين‏المللي است. دكتر «دوآي» در اين‌باره مي‌گويد: «نتايج به دست‌آمده، نويددهنده دستيابي به يك منبع خون بي‏پايان است.» با وجود افزايش تعداد اهداكنندگان خون، جهان باز هم نيازمند منابع خوني است و اين نياز در بخش‌هايي از جهان كه آلودگي به ويروس ايدز گسترده‏تر است، بيشتر احساس مي‌شود چراكه در اين مناطق، تعداد اهداكنندگان سالم كمتر است. تلاش‌هاي ديگر براي ساخت خون مصنوعي، به جاي اينكه به توليد خون طبيعي، به روش‌هاي مصنوعي تكيه داشته باشد، بر توليد خون مصنوعي متمركز است. به عنوان مثال «كريس كوپر» از دانشگاه «اسكس» انگليس روي توليد ماده جديد جايگزين خون تحقيق مي‌كند كه مبتني بر هموگلوبين باشد. شايد مواد مصنوعي جديد جايگزين‌ خون، راه‌حل مناسبي براي انتقال خون، پس از بلاياي طبيعي، به ويژه در مناطق دورافتاده باشند. جايگزين‌هاي مصنوعي برخلاف خون تازه و سلول‏هاي بنيادي كشت‏‏شده، به سردسازي و نگهداري در يخچال نياز ندارد. «كوپر» مي‌گويد: «انتقال خون در كشورهاي مختلف، علاوه بر هزينه زيادي كه دارد، مي‌تواند زمينه مناسبي براي انتقال انواع بيماري‏هاي عفوني را فراهم آورد. توليد خون از سلول‏هاي بنيادي، نه‏تنها مي‌تواند مانع بروز چنين خطرهايي شود، بلكه با در اختيار داشتن چنين تكنيكي، مي‌توان گروه خوني O منفي را نيز توليد كرد.» (گفتني است تنها هفت‌درصد از مردم جهان اين گروه خوني را دارند، اما 98درصد از مردم جهان مي‌توانند از آن استفاده كنند.) با وجود اينكه نتايج اين پژوهش موفقيت‏آميز بود و گام بزرگي جهت پيشبرد توليد خون مصنوعي محسوب مي‌شود، اما تا توليد انبوه خون مصنوعي راه زيادي باقي مانده است، زيرا بيماراني كه در وضعيت اضطراري، به خون نياز دارند، بايد 200 برابر حجم سلول‏هايي كه محققان در پژوهش‌هاي خود به بدن داوطلب وارد كردند، دريافت كنند.