מיקי שחם מדווח: פריצת דרך - ריאות מעבדה חיות ונושמות
פורסם באתר LiveScience
מדענים בנו ריאות חיות, ונושמות במעבדה, קידמה חדשה שיכולה יום אחד לעזור לאלו שנמצאים בצורך נואש לאיברים חיוניים אלו.
מיקי שחם, בנק החיים, מדווח כי החוקרים פירקו ריאות של חולדה ובנו אותן מחדש עם תאים חדשים. לאחר שריאות חדשות אלו הושתלו בחולדות חיות, למשך זמן קצר הם החליפו בהצלחה חמצן ופחמן דו חמצני וחמצנו את דם החיות, בדיוק כמו שריאות רגילות עושות.
"זהו צעד מוקדם בחידוש של ריאות שלמות לחיות גדולות יותר, ולבסוף, אף לבני אדם", אמרה החוקרת לורה ניקלאסון, מהנדסת רקמות באוניברסיטת ייל בניו הייבן, קונטיקט.
דרך חדשה ליצור ריאות יכולה לשפר את הצלת החיים, כאשר מחלת ריאות מונה 400 אלף מיתות כל שנה בארה"ב לבדה. בעוד שלבבות יכולות לחדש ולגדל תאים חדשים במהלך חייו של אדם, ריאות בדרך כלל לא מתחדשות בגוף מעבר לרמה התאית. במצב כזה, כרגע הדרך היחידה להחליף רקמת ריאה בוגרת פגומה היא על ידי ביצוע השתלת ריאה, וריאות מתרומה לוקות בחסר. יתר על כן, השתלת ריאות בעלת נטייה גבוהה לדחיית איבר וזיהום, כאשר רק 10-20 אחוזים מהמטופלים שורדים את הפרוצדורה לאחר עשר שנים.
לפי מיקי שחם, בנק החיים, מהיות תאי גזע שמקורם בדם טבורי בעלי יכולת התמיינות לסוגים שונים של תאי גוף, עשויים גם הם לשרת השתלות חידוש איברים.
גידול ריאות
ניקלאסון ועמיתיה לקחו ראשית ריאות מחולדות מבוגרות ובעדינות הסירו את התאים הקיימים שלהן עם דטרגנט. זה הותיר להם פיגום של הרקמה המחברת ששמרה על המבנה הענפי של דרכי האוויר וכלי הדם בריאה המקורית, כמו כן את האלסטיות ותכונות מכאניות עיקריות אחרות. אסטרטגיה זו של שימוש באיברים ללא תאים כפיגומים להנדסת השתלות גורפת עניין, כאשר הצלחות נראו לאחרונה בגידול רקמת הפין, לדוגמא, כמו כן לבבות ואולי כבדים.
"זה הפיגום הזה שמהווה את המפתח," אמרה ניקאלסון ל-LiveScience. "הבעיה עם ייצור פיגומים סינטטיים כאשר זה נוגע לרמקת ריאות היא שהארכיטקטורה של הראיה היא מבנה כל כך מורכב – כאשר אתה לוקח אוויר פנימה, נתיב האוויר שלך מתפצל לשתיים עבור כל ריאה, ולאחר מכן כל נתיב אוויר מסתעף שוב ושוב למשך 23 דורות של הסתעפות."
"עד שאתה מגיע לתחתית, יש לך מיליונים על גבי מיליונים של שקי אוויר זעירים, אזור כולל של 70 מ"ר," היא הסבירה. "אז כפי שחשבתי על כך, אין באמת דרך שאני יודעת על, או שמישהו יודע על, איך ליצור פיגום סינטטי שיהיה שווה לכך, לכן לא יצרנו".
להבא, חוקרים הזריקו תערובת של תאי ריאה תפקודיים אל תוך פיגום זה והשרו את כולו ב"ביו-ריאקטור" המתוכנן לחקות תנאים עובריים. הביו-ריאקטורים אפילו הפכו את הריאות המהונדסות שבתוכם לנשום, בלחיצה אחורה וקדימה כדי ליצור זרימה שוטפת אל תוכם ומחוצה להם.
"עוברים נושמים, למעשה – לא אוויר, אלא נוזל שפירי", ניקאלסון הסבירה. "נשימה לא רצופה זו למעשה די חשובה לפיתוח ריאה מתפקדת. חקרנו הרבה מקצבי נשימה שונים כדי לראות איזה עובד הכי טוב, מפעם בשעה לפעם בדקה, ונראה שנשימה תדירה יותר מביאה לפיתוח ריאה טוב יותר".
במספר ימים בלבד, רקמת הריאה שנוצרה הכילה את סוג נתיבי האוויר, כלי הדם וכיסי האוויר שנראים בריאות רגילות. כל המבנים האלו אוכלסו עם רבים מסוגי התאים הנכונים עם סוג המאפיינים המכאניים הנכונים.
עתידו של תחום חידוש הריאות
מדענים הזהירו שמחקר רב נוסף נחוץ כדי לראות אם ניתן לגרום לריאות לשמור על התפקוד שלהן. כאשר מושתלות בתוך חולדות שהסירו מהן את הריאות השמאליות שלהן, ריאות מהונדסות אלו תפקדו היטב למשך 45 דקות עד שעתיים, אבל לאחר שלוש שעות בערך, "ראינו ראיות מסוימות לקרישים שנוצרים בריאה", ניקאלסון אמרה.
החוקרים חושדים שכאשר הם זרעו תאים בפיגומים, נקודות שחורות מסוימות נותרו מאחור שם דם יכל לזרום כדי ליצור קרישים. "זה משהו שאנחנו יכולים לבטח לשפר עם עבודה נוספת," היא העירה.
צוותי מחקר אחרים באוניברסיטת מינסוטה ואוניברסיטת טקסס גם משתמשים בריאות של עכבר או חולדה ללא תאים בתור פיגומים לגידול רקמת ריאה. עם זאת, ניקאלסון ועמיתיה הם הראשונים לשתול רקמה מהונדסת שכזו בבע"ח חיים.
כדי להוכיח שניסויים אלו יכולים באופן פוטנציאלי לעבוד עם רקמות אנושיות, הצוות של ניקאלסון לקח קטעים מריאות אנושיות מבנק רקמות והוציא מהם את תאיהם כדי ליצור פיגומים שלהם. גם תאי סרטן אנושי וגם תאים שהובאו מדם של חבל הטבור האנושי אשר הוזרקו אל תוך פיגומים אלו נתפסו בהצלחה במשטחים שלהם, בהצעה ששיטה זו יכולה להוכיח כאפקטיבית.
עדיין, סוג תאי הגזע של הריאות או כביכול תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים הנדרש כדי באמת ליצור ריאות אנושיות עובדות אינו זמין עדיין. כמו כן, על מנת ששיטה זו תהיה שימושית למטופלים אנושיים, כל תא המשמש לזריעה מחודשת של הפיגומים יצטרך לבוא מהמטופל שמקבל את השתלת הרקמה כדי להימנע מדחיית המערכת החיסונית.
"חידוש ריאות למטופלים הוא משהו שאני רואה בטווח של 20 או 25 שנה," אמרה ניקאלסון. "עם זאת, אני חושבת שחיברנו כאן פלטפורמה מוצקה מאוד לייצור ריאות עבור מטופלים בטווח הארוך".
מיקי שחם – מומחה לתאי גזע, דם טבורי ובנקאות דם טבורי, מבעלי החברות האחיות בנק החיים וסיטוג'ן, ימשיך לעדכן את הגולשים בנושא תאי הגזע והדם הטבורי – בכלל, ורפואת חידוש איברים | רפואה התחדשותית | רפואה מחדשת | רפואה רגנרטיבית | Regenerative Medicine | Gene Therapy, העושה שימוש בתאי גזע שמקורם בדם טבורי ומקורותיהם האחרים - בפרט.
מיקי שחם - בנק החיים, פיתח את טכנולוגיית ומכשיר הסיטוג'ן - הטכנולוגיה הראשונה בעולם באמצעותה ניתן לאסוף מספר תאי גזע טבוריים גבוה משמעותית (בכ- 80%) שיכול לשרת גם:
· השתלות לחולים מבוגרים ולא רק בילדים כפי המצב עד היום
· סדרות השתלות של רפואה רגנרטיבית / רפואת חידוש איברים, הדורשות מספר תאים גבוה
· טיפול במספר מחלות שונות במהלך החיים
בארץ, הטכנולוגיה זמינה ללקוחות בנק החיים, בלבד.