استزراع كلى بشرية داخل أجنة محتضنة في أرحام بديلة للخنازير

للمرة الأولى، زرع العلماء كلى بشرية داخل أجنة الخنازير تنمو في أرحام بديلة في تلك الحيوانات. وتركت تلك الكلى في تلك الأجنة المختلطة بين البشر والخنازير، كي تنمو طوال 28 يوماً، ما يساوي تقريباً ثلث مدة الحمل في تلك الحيوانات. [تبلغ المدة الكاملة للحمل لدى الخنازير 114 يوماً].

ووجد الباحثون أن الكلى نمت بشكل طبيعي وطورت تركيبتها الطبيعية التي تشمل شبكة من الأنابيب الداخلية الصغيرة، وقد وصلت إلى المرحلة الثانية من نموها حينما استخرجت تلك الأجنة من الأرحام البديلة.

ولفت الباحثون إلى أن طرقاً مماثلة قد استخدمت من قبل في تنمية أنسجة بشرية كالدم أو العضلات، إلا أن المحاولات السابقة في زراعة أعضاء بشرية داخل الخنازير لم تنجح.

وأعرب ليانغ شيويه لاي، من "معاهد غوانزو للطب الحيوي والصحة" التابع لـ"الأكاديمية الصينية للعلوم"، عن رأي مفاده أن "نهجنا يحسن دمج الخلايا البشرية في الأنسجة المتلقية لها، ويتيح لنا زراعة الأعضاء البشرية في الخنازير".

ولأوقات مديدة، بدا دمج الخلايا الجذعية البشرية [تسمى أيضاً خلايا المنشأ] داخل أجنة الخنازير أشبه بالمستحيل لأن خلايا الخنازير والخلايا البشرية ينتهي بها الأمر إلى التنافس مع بعضها بعضاً. [يشير مصطلح خلايا المنشأ الجذعية إلى الخلايا الأولية التي تظهر بعد مرحلة تلقيح البويضة بحيوان منوي. وخلال مرحلة معينة، يكون معظم الجنين مؤلفاً من تلك الخلايا التي تتفرع منها أنواع الخلايا التي تصنع الأنسجة والأعضاء المختلفة داخل الجسم. ويعني ذلك أن كل خلية منشأ جذعية لديها القابلية على أن تعطي أي نسيج أو عضو في الجسم].

نهجنا يحسن دمج الخلايا البشرية في الأنسجة المتلقية لها، ويتيح لنا زراعة الأعضاء البشرية في الخنازير

ولحل تلك المشكلة، استخدم الباحثون تقنية تحرير الجينات لإزالة جينين من أجنة الخنازير، مما أدى إلى تكوين ما يسمى بلغة الوراثة "وضعية" أو "فراغ"، بالتالي تمكن الجنين الذي أزيل منه الجينان، من تقبل الكلى البشرية فاستمرت في النمو داخله. وفي خطوة تالية، أدخل الباحثون تعديلات جينية على الخلايا الجذعية البشرية التي لديها القدرة على التحول إلى أي نوع من الأنسجة في الجسم، بهدف جعلها أكثر قابلية للتطور في داخل جنين الخنزير. وقد نمت تلك الأجنة المؤلفة جزئياً من الخنازير وجزئياً من الإنسان، وتعرف بتسمية "كايمرا"، في المختبر ضمن ظروف تلبي الحاجات المختلفة لخلايا الخنازير والبشر، قبل زرعها في أرحام بديلة داخل إناث الخنازير. [تأتي كلمة كايمرا من المثيولوجيا القديمة وتشير إلى كائنات مؤلفة من أكثر من نوع بيولوجي. وقد جسدت في منحوتات قديمة تظهر مثلاً أسداً برأسين أحدهما لذئب، مع ذيل تنين. وتستعمل علمياً للإشارة إلى ذلك المزيج من الأنواع الحيوانية في جسم واحد].

وفي المجموع، نقل الباحثون 1820 جنيناً إلى أرحام 13 أماً بديلة.

وفي خطوة تالية، عمد العلماء إلى إنهاء حمل جميع أمهات الخنازير بعد 28 يوماً لأن المبادئ التوجيهية الأخلاقية [في التجارب البيولوجية] تنصح بعدم ترك كايمرا" إلى اكتمال تطوره تماماً، ثم استخرجت الأجنة بهدف تقييم مدى نجاحها في إنتاج الكلى البشرية. وفي أجنة تراوحت أعمارها ما بين 25 و28 يوماً، وجد العلماء أن الكلى وصلت إلى المرحلة الثانية من التطور، وبدا تركيبها متوافقاً مع بلوغها تلك المرحلة.

ووفقاً للباحثين، تطورت الكلى وشكلت الخلايا البشرية 60 في المئة منها، إضافة إلى أن الأجنة احتوت شبكة أنابيب صغيرة مع براعم من الخلايا، ومن شأن تلك التركيبات أن تصبح في النهاية الحالب الذي يربط الكلية بالمثانة.

وأشارت التحاليل إلى أن الخلايا البشرية تموضعت في الكلى غالباً، فيما تكون بقية الجنين من خلايا خنازير.

وفي تعليق على تلك المعطيات، لفت الخبير في "معاهد غوانزو للطب الحيوي والصحة"، تشن داي، "وجدنا أنه حينما تنشأ وضعية معنية في جنين الخنزير، فستذهب إليها الخلايا البشرية بشكل طبيعي".

وكجزء من الخطوات التالية، يرغب الفريق في إتاحة المجال أمام الكلى [البشرية المستزرعة] بالتطور لفترة أطول، ويعملون على توليد أعضاء بشرية أخرى في الخنازير، بما في ذلك القلب والبنكرياس.

ويتمثل هدفهم في نهاية المطاف، باستخدام التكنولوجيا لزراعة الأعضاء البشرية، فيما يرى باحثون أن ثمة أعمالاً كثيرة يجب إنجازها قبل الوصول إلى تلك النقطة.

وكذلك أشار ميغيل إستيبان، من "معاهد غوانزو للطب الحيوي والصحة" إلى ملمح آخر في ذلك الإطار، إذ اعتبر أنه "قد نحتاج إلى هندسة الخنازير [إدخال تعديلات وراثية جينية عليها] بطريقة أكثر تعقيداً. وهذا يجلب معه أيضاً بعض التحديات الإضافية. ومن ثم، قبل أن نصل إلى تلك الحالة المتقدمة في صنع أعضاء وإتاحتها أمام الممارسة السريرية، توفر هذه الطريقة نافذة لدراسة مسار تكون الجسم البشري".

وأردف، "يمكننا تتبع الخلايا البشرية التي نحقنها، إضافة إلى التلاعب في جيناتها، كي نتمكن من دراسة الأمراض وكيفية تكوين الأنواع المختلفة من الخلايا".

ونشر هذا البحث في المجلة العلمية المتخصصة بخلايا المنشأ الجذعية "سيل ستيم سيل"  Cell Stem Cell.

وتعليقاً على البحث، ذكر دوسكو إيليتش، أستاذ علوم الخلايا الجذعية في "كينغز كوليج لندن" King's College London "تصف الورقة خطوات رائدة في نهج جديد للهندسة الحيوية للأعضاء باستخدام الخنازير كحاضنات لزراعة الأعضاء البشرية وزراعتها. وبحسب المؤلفين، هنالك تحديات كثيرة. هل سيثبت هذا النهج أنه الحل النهائي؟ الوقت وحده يتكفل بإعطاء الإجابة".

وأضاف "على رغم ذلك، تحتاج هذه الاستراتيجية الآسرة إلى مزيد من الاستكشاف".

وفي نفس مماثل، صرح مؤسس "المنظمة الوطنية لزراعة الأعضاء في إسبانيا"، رافائيل ماتيسانز، أن "الخطوات التالية ستتمثل بالسماح للأجنة بالنمو لفترة أطول، ثم الشروع في فعل الشيء نفسه مع الأعضاء والأنسجة الأخرى، على رغم أن الكلى هي بلا شك أكثر الأعضاء المطلوبة في عمليات زرع الأعضاء".

وبرأي ماتيسانز، "يعترف المؤلفون أنفسهم بأن الاستخدام السريري لهذه التكنولوجيا لا يزال على بعد سنوات، ولكن الدراسة هي إنجاز بارز على طريق الإنتاج الواسع للأعضاء القابلة للزرع".