دانشمندان چند ساعت پس از مرگ خوک‌ها، عملکرد سلول‌ها و اندام‌های آنها را بازیابی کردند
در پستانداران، خون اکسیژن و مواد مغذی را به اندام‌ها و سلول‌های بدن می‌رساند. اما اگر جریان خون متوقف شود، این سلول‌ها به سرعت می‌میرند و اندام‌ها آسیب می‌بینند.
این مرگ را می‌توان در اندام‌ها و بافت‌های خارج شده از بدن کاهش داد و زمان برای پیوند اعضا خرید. با این حال، حفظ عملکرد یک بافت و اندام چند دقیقه پس از توقف پمپاژ قلب می‌تواند یک چالش باشد.
یکی از روش‌های موجود برای زنده نگه داشتن بافت‌ها، روشی به عنوان سیستم اکسیژن‌رسانی غشایی خارج از بدن (ECMO) است که خون را به داخل دستگاهی پمپ می‌کند که دی اکسید کربن را از آن خارج می‌کند و اکسیژن را اضافه می‌کند. اما هر دقیقه تأخیر اتصال باعث آسیب بافت می‌شود.
برای رفع این مشکل، سیستم جدیدی طرح‌ریزی شده که برخی از اندام‌ها، عملکرد‌های سلولی و مولکولی را در خوک‌های مرده بازیابی می‌کند و بافت‌های آنها را حفظ می‌کند، حتی زمانی که درمان یک ساعت پس از ایست قلبی شروع شده باشد.
محققان از یک فناوری موجود به نام BrainEx استفاده کردند تا سیستم جدیدی به نام OrganEx برای کل بدن در پستانداران بزرگ بسازند.
OrganEx دو جزء دارد: ماشین و سیال.
دستگاه به سیستم گردش خون متصل است و نبض شبیه ضربان قلب ایجاد می‌کند و به مایع را مانند ECMO اکسیژن می‌دهد و دارو‌هایی را برای کمک به گردش خون و جلوگیری از لخته شدن اضافه می‌کند.
این دستگاه همچنین شامل تعدادی حسگر برای ویژگی‌های مهم گردش خون مانند متابولیسم، هموگلوبین، فشار و جریان است.
دستگاه OrganEx مایع مصنوعی مخلوط با خون خود حیوان را به نسبت 1:1 در تمام بدن حیوان مرده پمپ می‌کند. این مایع، برخلاف خون، سلولی ندارد.
عکس بالا: نوار قلب (بالا)، تصویرنگاری با آلبومین نشاندارشده از کبد (وسط)، و اکتین در کلیه (پایین). تصاویر سمت چپ اندام‌هایی را نشان می‌دهند که تحت خونرسانی کنترلی قرار گرفته‌اند – تصاویر سمت راست نشان‌دهنده اندام‌هایی هستند که تحت پرفیوژن با فناوری OrganEx قرار می‌گیرند.
این سیستم یک ساعت پس از ایست قلبی روی خوک‌ها آزمایش شد و مشخص شد که در دمای بدن، بافت‌ها به پردازش سوخت و تولید زباله با سرعت کنترل شده ادامه دادند.
آزمایش روی صد خوک ( Susscrofa domesticus ) انجام شد. محققان دریافتند OrganEx می‌تواند یکپارچگی بافت را حفظ کند، مرگ سلولی را کاهش دهد و برخی فرآیند‌های مولکولی و سلولی را در اندام‌های حیاتی مانند قلب، مغز، کبد و کلیه‌ها احیا کند.
OrganEx نسبت به ECMO عملکرد بهتری داشت. اندام‌های تحت درمان با سیستم جدید کمتر دچار خونریزی یا تورم بافت شدند و محققان الگو‌های بیان ژنی را که مخصوص فرآیند‌های ترمیم در اندام‌ها و انواع سلول‌های خاص بود مشاهده کردند.
این تیم همچنین ساختار سلول‌های مغز را که معمولاً از ایسکمی آسیب می‌بینند، بررسی کردند.
تعداد سلول‌های مغزی در تمام گروه‌های درمانی کاهش یافته بود، به جز OrganEx، که در آن، در برخی از بخش‌های مغز، کمترین آسیب مشاهده شد.
اما یکی از آزمون‌های اصلی موفقیت این آزمایش، بازیابی عملکرد اندام‌ها بود.
عملکرد مغز با استفاده از EEG اندازه‌گیری شد.
گرچه از نظر تعریف مرگ مغزی در گروه OrganEx ادامه داشت، اما بدن‌ها پس از تزریق ماده حاجب در شریان کاروتید، کمی حرکت سر و گردن نشان دادند.
محققان می‌نویسند: «ارزیابی بیشتری برای روشن شدن اینکه چرا حرکات سر و گردن پس از تزریق ماده حاجب فقط در گروه OrganEx رخ داده است، مورد نیاز است.
آنها مطمئن نیستند که چرا این اتفاق افتاده است، اما می‌گویند که نشان می‌دهد خروجی عملکرد حرکتی حداقل در “طناب گردنی نخاعی یا ریشه‌های آن” حفظ شده است.
در قلب، مقداری فعالیت خود به خودی از طریق ECG و برخی انقباضات در سلول‌های بطن چپ در گروه OrganEx مشاهده شد که در گروه ECMO مشاهده نشد.
سایر اندام‌ها مانند کبد و کلیه‌ها نیز برخی از علائم کلیدی بهبود را در عملکرد خود نشان دادند.
در حالی که آزمایش این سیستم در انسان هنوز دور از دسترس است، محققان معتقدند OrganEx پتانسیل زیادی برای پیوند اعضای بدن انسان دارد. آنها امیدوارند که زمان حفظ عضوی که برای پیوند در نظر گرفته شده است را بهبود ببخشند و عضوها اهدایی از اهداکنندگانی که در دوردست هم هستند بتوانند مورد استفاده قرار بگیرند.
منبع: نیچر