גם אם הם לא ממש מוכנים לחולים אנושיים.
אלפי אמריקאים מדי שנה עוברים השתלת ריאות במטרה להחליף איברים שנכשלים מאחת מעשרות סיבות. אבל הרקמות האלה שבריריות להפליא, ושיעור ההישרדות של חמש שנים להשתלת ריאה הוא רק בסביבות 50 עד 60 אחוז. פשוט אין מספיק תורמי ריאות ברי קיימא כדי להתאים באופן אידיאלי לגוף הנמען, וגם אם הרופאים מבצעים התאמות לריאות התורם כדי להפוך אותה ליותר קיימא, תמיד קיים החשש שמערכת החיסון של החולה תדחה את החדש אֵיבָר. תרופות מדכאות חיסוניות מורידות אפשרות זו, אך גם מציבות את החולה בסיכון גבוה יותר להידבק בזיהום חמור. כתוצאה מכך, אנשים רבים מתים ברשימת ההמתנה - או זמן קצר לאחר ההשתלה מסיבוכים.
ריאה מהנדסת ביו תהיה פתרון נהדר לרבים מהמכשולים הללו. הופעתה של הרפואה המודרנית אפשרה לרופאים לבנות בעצם ריאה אנושית מעבדה מאפס - הישג מונומנטלי ג'ואן ניקולס ועמיתיה באוניברסיטת טקסס מדיקל ענף הושג ב-2014. שנים מאוחר יותר, הם מציגים כעת תוצאות של סבב ניסויים נוסף הממחיש את ההשתלה המוצלחת של מעבדה בודדת. ריאות לתוך חזירים, ללא צורך בתרופות מדכאות חיסוניות, בסופו של דבר דוחף את הסיכוי להשתלות ריאות מהונדסים ביו-מהנדסים קרוב יותר ל מְצִיאוּת.
"עד עכשיו, היו כמה מחקרים בבעלי חיים קטנים אבל הייתה תקופת הישרדות קצרה", אומר ניקולס, המחבר הראשי של המחקר החדש. פורסם ביום רביעי ב מדע רפואה מתרגמת. "זו הפעם הראשונה שהושתלה ריאה ביולוגית שלמה."
ה תפקיד של חזירים בעתיד השתלת איברים היא שום דבר חדש: הם בעלי חיים גדולים עם כמות לא מבוטלת של דמיון לבני אדם בכל מה שקשור לגודל איברים, ודי קל למצוא ולגדל אותם. אבל איברי חזיר אינם איברים אנושיים, וכן אפילו עם כלים חדשים כמו עריכת גנים, יש עדיין סיכונים גדולים בניסיון לגרום לגוף שלנו להסתדר עם הסוגים החדשים האלה של אורחים. אבל ריאה מהונדסת ביו העשויה מתאי הנמען עצמו צריכה להיות התאמה מושלמת יותר כשהיא מושתלת בחזרה לתוך החזיר מאשר ריאה שלמה שנרכשה בנפרד.
למרות שבניית ריאה מאפס היא משימה קפדנית, התהליך הכולל לא קשה מדי להבנה. למעשה, זה די דומה לדרך שבה אתה עשוי לבנות כל דבר. אתה צריך להתחיל ביצירת פיגום - מסגרת של חלבונים קשים וגמישים (קולגן ואלסטין) שתאי האיבר וכלי הדם יכולים לצמוח עליהם. במקרה זה, חוקרים יצרו את הפיגום הזה על ידי קצירת איברי חזירים מתים וטביעתם בבלגן של סוכר וחומרי ניקוי שמשאירים את "שלד" הריאה מאחור.
לאחר מכן, הצוות הולך אל החזיר הנמען לניסוי ומסיר ריאה בודדת כדי להשתמש בה כמקור התא לריאה הביו-הנדסית. לאחר טיפול בפיגום עם הידרוג'לים מלאי גורמי גדילה וננו-חלקיקים, הם מוסיפים את הריאה תאים, ליזום התפתחות כלי דם ולאפשר לכל העניין לגדול בביוריאקטור למשך 30 ימים.
ניקולס והצוות שלה הבחינו שכאשר הריאות הביו-הנדסיות נכנסו לחזירים שלהם, הם פיתחו קשר בר-קיימא של כלי הדם לשאר מערכת כלי הדם של החיה. הריאות המשיכו לגדול ולהתפתח כרגיל בגוף של כל חיה. החלק היוצא דופן באמת בממצאים החדשים היה הפיתוח וההתבגרות המוצלחים של מיקרו-וסקולטורה של הריאה - המקום בו מתבצעת חילופי החמצן המורכבים לזרם הדם מקום.
הצוות השתיל בהצלחה ארבע ריאות חזיר לארבעה מקבלי חזירים, שנשמרו בחיים במשך 10 שעות, שבועיים, חודש וחודשיים לאחר הניתוח. החוקרים היו צריכים לקצור את הריאות הביו-הנדסיות כדי ללמוד מקרוב עד כמה הן התפתחו בגוף, אז זה בהחלט אפשרי שהחזירים יכלו לחיות במצבים בריאים הרבה מעבר לשניים בלבד חודשים.
אין ספק שיש לברך על התוצאות החדשות, אבל אף אחד, ובעיקר צוות המחקר, לא מקדים את עצמו יותר מדי. ניקולס מכנה את הניסויים האחרונים "פרויקט פרה-קליני קטן", ומדגיש כי "מה שאנחנו עושים זה בסדר, אבל זה לא יתמוך בייצור ריאות עבור המרפאה. אנחנו צריכים ציוד טוב יותר שבאמת עונה על צרכי הפרויקט", בנוסף למימון נוסף. בדיקות על מודלים אחרים של בעלי חיים לפני בני אדם עשויים גם הם לחזק את הממצאים.
יתרה מכך, "אנחנו באמת צריכים להוכיח שבעלי החיים יכולים לשרוד על החמצן שמספקת הריאה המהונדסת בלבד", היא אומרת. דרושים מחקרים נוספים כדי להמחיש טוב יותר עד כמה הריאות הביו-הנדסיות תומכות בחמצן ובחילופי גזים. ניסוי אידיאלי יותר יהיה לאפשר לחזירים המקבלים לשרוד על הריאות המושתלות בין שישה ל-12 חודשים, מקרוב הריאה הרגילה ("קל לעשות וללא נזק לבעל החיים", אומר ניקולס), ולהראות שהם יכולים לשרוד על הריאה הביו-הנדסית לבד. "זה יוכיח את הרעיון שלנו! נראה שהריאות שאנו עושים זקוקות לזמן בחיה כדי להתבגר במלואה."
כשנשאל אם העבודה הזו באמת יכולה להוביל לריאות אנושיות שגדלו במעבדה עבור חולים אנושיים, ניקולס היה בטוח שאם בדיקות עתידיות הצליחו והצוות הצליח למצוא מספיק מימון לעבודתם, הם יכלו להריץ ניסויים קליניים בחמישה עד שמונה הבאים שנים.
ובכל זאת, אולי יצטרכו לקחת אוויר (סליחה על משחק המילים). "לפרויקט הזה לקח 15 שנים להגיע לנקודה הזו ואנחנו נרגשים שהצלחנו כל כך טוב", אומר ניקולס ומוסיף, "אבל אנחנו די עייפים עכשיו."
