برای اولین بار دانشمندان اعضای بدن را در آزمایشگاه رشد دادند

تا به حال شده یکی از نزدیکان شما دست یا پای خود را در جریان حادثه ای از دست داده باشد و به این فکر کنید که چرا انسان نمی تواند مانند جانوران زنده دیگر اعضای بدن خود را رشد دهد و به همان حالت اول بازگردد؟ به هر حال، علم و تکنولوژی دوشادوش هم، هر روز در حال پیشرفت اند و شاید چند سال دیگر این اتفاق فراگیر شد.

محققین بیمارستان عمومی ماساچوست طی هفته گذشته نتیجه تحقیقات خود را منتشر کردند. آن ها موفق شدند بازویی یک موش را به طور کامل در آزمایشگاه رشد دهند. یعنی عضلات آن کاملا سر جای خود هستند و رگ های خونی، خون رسانی را به درستی انجام می دهند.

در ادامه با دیجیاتو همراه باشید.

اعضا و جوارح بدن مثل دست و پا، شامل استخوان، عضلات، رگ های خونی، تاندون ها، اعصاب، غضروف ها و رباط ها می شوند و زمانی که قسمتی از بدن به طور کلی حذف می شود، بازسازی ارگانی به این پیچیدگی برای بدن ساده نیست.

برای بازسازی هر کدام از این قسمت ها، ساختار پشتیبان خاصی به نام ماتریک نیازمند است که دکتر هارالد اوت، مدیر دپارتمان جراحی بیمارستان عمومی ماساچوست و نویسنده پژوهش در این مورد توضیحاتی ارائه می دهد: "ما نشان دادیم که می توانیم ماتریکس تمام بافت ها را در حالت ارتباط طبیعی شان با یکدیگر حفظ کنیم تا بتوانیم تمام بافت را در طول زمان احیا کنیم و سیستم عروقی و عضلات را هم رشد دهیم."

عضلات و رگ ها در آزمایشگاه و به وسیله سلول های بنیادی رشد داده شدند و حتی یک مدل از رگ ها به یک موش پیوند زده شد و توانست با رشد در بدن جاندار، آغاز به کار کند. استفاده از ماده ژنتیکی خود فرد باعث می شود امکان پس زدن بافت کاهش یابد و بافت به مدت طولانی کارایی داشته باشد. بیمارانی که بافت جدیدی از یک بدن دیگر دریافت می کنند، تا مدت ها دارو مصرف می کنند تا سیستم ایمنی ضعیف شود. علت این امر، مخالفت سیستم ایمنی بدن با بافت بیگانه است. تا تطبیق کامل عضو با بدن، سیستم ایمنی بدن باید اندکی کم کار شود.

مشکل اصلی در مورد پروژه مذکور این است که دکتر اوت یک کلیه یا قلب پیوند نمی دهد، بلکه یک بخش کامل از بدن با تمام پیچیدگی ها را می خواهد به جاندار زنده متصل کند. بنابراین بافت یک تکه نیست و از چندین قسمت مختلف تشکیل شده.

با ایجاد ماتریکس خنثی این مشکل برطرف می شود. ماتریکس به قسمتی از اندامک میتوکندری گفته می شود که در آن مراحل اکسیداسیون مولکول های آلی صورت می گیرد اما به طور کلی در زیست شناسی، ماتریکس بافتی است که سلول های تخصصی در آن ناحیه قرار گرفته اند.

از تکنیک ماتریکس خنثی برای تولید کلیه، شش (فقط برای حیوانات)، قلب و کبد استفاده شده. اما دانشمندان برای اولین بار توانسته اند بخشی پیچیده از بدن را به طور کامل از این طریق بازسازی کنند.

برای انجام این عمل، محققین دو بازوی جلویی موش را از بدن اش جدا کرده و در محلولی پاک کننده به مدت یک هفته غوطه ور ساختند تا تمام ماده سلولی آن ها از بین رود و تنها بخش عروقی و عصبی سالم باقی بماند. مواد باقی مانده باید پایه و اساس مواد جدید را بنا می کردند.

برای تولید بازوها، ماتریکس به دست آمده در دستگاهی به نام Bioreactor قرار گرفت. بیورآکتورها گونه ای از رآکتورهای شیمیایی هستند که واکنش های زیستی در آن ها شبیه سازی می شود. سلول های عروقی به درون رگ اصلی ورودی به بازو تزریق شد، در حالی که سلول های مولد بازو به غلاف ماتریکسی تزریق شدند تا جایگاه کلی عضله را شکل دهند.

سلول های مولد می توانند منشا تولید یک یا چند مدل سلول باشند و به گونه ای میان سلول های بنیادی و سلول های کاملا تخصصی شده قرار دارند. دستگاه بیورآکتور سپس با یک محلول مغذی پر شد تا سلول های از طریق آن تغذیه کنند. پس از 5 روز، تحریک الکتریکی برای تشکیل بافت عضله آغاز شد.

پس از دو هفته، بافت از بیورآکتور خارج شد و محققین متوجه شدند که رگ ها و عضلات به درستی و در جایگاه خود رشد یافته اند. وقتی تحریک عضلات به وسیله پالس های الکتریکی انجام شد، مشخص گشت که بافت در حدود 80 درصد به نسبت عضلات حیوانات تازه متولد شده فشردگی داشته. سلول های عروقی به حیوان های زنده تزریق شد و به درستی هم کار کرد.

بازویی که از این طریق ساخته شده، نسبت به اندام های پروتزی یک برتری واضح دارد: لازم نیست تمرین کنید و به مغز خود یاد دهید که چگونه عضوی اضافه را کنترل کند. این یک بازوی رباتیک و جداگانه نیست، دقیقا عضوی از بدن شماست و کنترل آن در اختیار کامل سیستم عصبی است. اگر بدن شما نسبت به آن واکنش نشان ندهد و پس نزند، تا آخر عمرتان نیازی به تعویض آن ندارید، مگر اینکه دوباره طی حادثه ای از دست برود. اما بازوهای رباتیک مرتبا باید چک شوند تا کارایی خود را از دست ندهند.

دکتر اوت می گوید حین این عمل، اعصاب از ریشه خود دوباره جوانه زده و احساس و حرکت را باز می یابند. چنین فرآیندی طبیعتا خود به خودی انجام نمی شود بلکه منشا ماتریکس به رشد دوباره کمک می کند.

در حال حاضر، تنها کاری که از دست ما بر می آید آرزوی موفقیت برای دکتر اوت و دیگر محققینی است که در این حوزه فعالیت دارند. شاید به زودی نتوان اندام های از دست رفته را بازیافت اما در آینده این اتفاق امکان پذیر خواهد شد و در چنین روزی، بشریت خواهد خندید.