امکان اهدای خون بین انسان و سایر گونه‌ها فراهم شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از ادونس ساینس، سلول‌های خونی مهندسی شده، که از طریق یک اصلاح ساده در گلبول‌های قرمز اهدایی ساخته شده اند، می‌توانند به حل مشکل تطابق گروه خونی کمک کنند. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که حتی می‌تواند راه را برای انتقال خون و به اشتراک گذاری خون بین گونه‌ها را هموار کند.

تقاضای زیادی برای خون اهدایی وجود دارد چرا که بر اساس تخمین‌های صلیب سرخ تنها سه درصد از بزرگسالان واجد شرایط سالانه خون اهدا می‌کنند. آسیب‌های تروماتیک، بیماری‌ها یا جراحی‌های عادی، همگی به خون اهدایی به بیماران نیاز دارند و این ذخیره دائما در معرض تهدید است.

محدودیت در ذخیره سازی خون، مشکل را تشدید می‌کند. گلبول‌های قرمز، سلول‌های قرمزی که اکسیژن را حمل می‌کنند، شکننده هستند و می‌توانند به راحتی در جریان روند‌های پزشکی و همچنین در هنگام انجماد برای نگهداری طولانی مدت آسیب ببینند.

گلبول‌های قرمز همچنین پروتئین‌هایی به نام آنتی ژن را در سطح خود دارند که گروه خونی را تعیین می‌کنند و نیاز دارند که خون اهداکننده و گیرنده به دقت با این پروتئین‌ها مطابقت داده شود، در غیر این صورت اهدا خون کشنده می‌شود.

خلق یک عرضه کننده جهانی 

غلبه بر این چالش‌ها و ایجاد یک منبع خون پایدارتر و جهانی، هدف یک گروه بین المللی از دانشمندان در چین، آمریکا و اروپا شد. آنها برای رسیدن به این هدف، از پلانکتون‌های کوچکی به نام دیاتوم‌ها الهام گرفتند که سیلیس را در بدن خود برای تشکیل یک پوسته معدنی ترکیب می‌کنند.

«وی ژو» «Wei Zhu» محقق دانشگاه فناوری چین جنوبی و نویسنده اصلی این مقاله گفت: «هدف ما توسعه «کامپوزیت‌های مواد حیاتی» است که فرآیند‌های زیستی یا موجودات زنده (مانند سلول‌ها و بافت‌ها) را با مواد یا فناوری‌های مصنوعی ادغام می‌کنند.»

این محققان پیش از این بررسی کرده بودند که چگونه سیلیس متراکم، یک ترکیب شیمیایی از سیلیکون و اکسیژن، در اطراف ساختار‌های سلولی، موجب استقامت دستگاه میکروسکوپی سلول ها، بدون ایجاد اختلال در عملکرد‌ها آنها می‌شود.

برای این پژوهشگران، سلول‌های خونی، اصلی‌ترین هدف بعدی بود. دادن پوششی از زره سیلیسی به گلبول‌های قرمز برای محافظت در برابر مواد سمی و فشار‌های ناشی از انتقال مکانیکی یا انجماد به آنها کمک می‌کند تا آنها را نسبت به ذخیره سازی انعطاف پذیرتر کند.

ژو گفت: «این روش از نظر فنی ساده است و نیازی به تجهیزات پیچیده ندارد و مقیاس پذیر است و از نظر زمان کارآمد.»

خون با یک شناساگر سیلیسی سازی، مخلوط و سپس یک مرحله شستشو می‌شود. در سطح مولکولی، ترکیبات سیلیس به سطح سلول‌های خون متصل می‌شوند و سپس با پروتئین‌های سطح سلول مجاور واکنش می‌دهند که باعث می‌شود سیلیس در دما‌های پایین خوشه‌ای و متراکم شود و یک پوسته پیوسته ایجاد کند.

ژو می‌گوید: «این یک فرآیند ساده، ارزان و قابل کنترل است که می‌تواند در هر آزمایشگاهی با حداقل تجهیزات و بدون تخصص انجام شود.»

پس از تایید کارکرد فرآیند سیلیسی سازی، سلول‌ها تحت یک سری آزمایشات عملکردی قرار گرفتند. به گفته ژو نتایج چشمگیر بود، اما خیلی غیرمنتظره نبود.

وی اظهار داشت: «با توجه به تجربه‌ای که در این زمینه داشتیم، پیش بینی کرده بودیم که گلبول‌های قرمز زیست سیلیسی شده خواص مکانیکی را افزایش داده و در برابر آسیب‌های ناشی از مواد سمی مقاومت کنند. این حقیقت ثابت شد و محققان تقریبا توانستند محافظت صد درصدی از سلول‌ها را در ذخیره سازی سرد ایجاد کرده که یک پیشرفت چشمگیر برای کارایی ذخیره سازی طولانی مدت سرد است.»

به گفته ژو «با این حال، آزمایشات ما یک یافته غیرمنتظره، اما قابل توجه را نشان داد. این یک محافظ آنتی ژنی بود، به عبارت دیگر، ایجاد خون اهداکننده جهانی.»

این دانشمندان با انجام آزمایش‌هایی روی موش‌ها دریافتند آنتی ژن‌های سطحی که به طور معمول با گیرنده گروه خونی متفاوت واکنش نشان می‌دهند مسدود شده اند، اما خون همچنان عملکرد‌های اساسی خود را انجام می‌دهد.

سلول‌های مهندسی شده بدون توجه به تطابق گروه خونی در طول پیوند کبد موش مورد استفاده قرار گرفتند و حتی برای انتقال بین گونه‌ها در مدل موش با خون انسان کار کردند. به گفته ژو، این پیشرفت «پتانسیل ایجاد انقلاب در برنامه‌های بالینی آینده» را ارائه می‌دهد.

مراحل بعدی برای خون مهندسی شده، انجام آزمایش‌های بالینی و ارزیابی‌های بیشتر از نحوه عملکرد سلول‌ها در بدن است. برای دستیابی به هدف استفاده در مقیاس وسیع از این خون، درک بیشتر گروه‌های بیمار و شناخت خطر عوارض احتمالا لازم است.

آنها همچنین در حال کار برای بهبود فضای ذخیره سازی محیطی هستند که نیاز به تغییر شکل را از بین می‌برد، دسترسی را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد و زباله‌ها را کاهش می‌دهد.

نتایج این تحقیقات در نشریه مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است.