"أنتوني أتالا" و زراعة أعضاء جديدة

في الواقع هذه لوحة معلقة في مكتبة كاونت واي بمدرسة الطب جامعة هارفرد وهي تبين أول مرة تتم فيها زراعة عضو. في المقدمة ترون "جو موراي" يُعد المريض لعملية الزراعة بينما في الغرفة الخلفية ترون "هارتويل هاريسون", عميد قسم الامراض البولية و التناسلية بهارفرد, وهو بالفعل "يحصد" الكلية. الكلية هي بالفعل أول عضو يتم زراعته في الانسان.

كان هذا عام 1954. منذ 55 عاماً كانوا يتعاملون مع الكثير من التحديات نفسها الموجودة منذ عقود كثيرة مضت. بالتأكيد تقدموا كثيراً , و أنقذت حياة الكثيرين ولكننا نعاني من نقص شديد في الأعضاء. في العقد الماضي, عدد المرضى المنتظرين لعملية الزرع قد تضاعف. بينما, في الوقت نفسه, عدد عمليات الزرع التى تمت بالفعل قد استمر تقريبا كما هو. وهذا بالطبع له علاقة باستمرار اعمار السكان في الزيادة. نحن فقط نزداد في السن. علم الطب يتحسن اداءه باستمرار لإبقائنا احياء. و لكن كلما كبرنا في السن, تميل اعضائنا الى الفشل و التعطل اكثر.

إذن فهذا تحدي, ليس فقط للأعضاء و لكن للأنسجة ايضاً. في محاولة لإستبدال بنكرياس. أو في محاولة لإستعاضة أعصاب لتساعدنا مع مرض شلل الرعاش "الباركينسون" هذه مشاكل مهمة و اساسية. هذه في الواقع إحصائية مذهلة. كل 30 ثانية, يموت مريض بسبب مرض ما كان يمكن معالجته بواسطة تجديد أو أستعاضة الأنسجة. إذن, ماذا يمكننا ان نفعل في هذا الشان؟ لقد تحدثنا عن الخلايا الجذعية الليلة. وهي احد الحلول المتاحه. و لكن مازال هناك الكثير لجعل الخلايا الجذعية في المرضى, كعلاج فعلي للأعضاء.

ألن يكون رائعاً لو كانت لأجسامنا القدرة على التجدد؟ ألن يكون رائعاً لو إستطعنا ان نسخر قدرات اجسامنا, فنستطيع شفاء انفسنا بالفعل؟ إنه ليس بالمفهوم الغريب, في الواقع إنه يحدث على الأرض كل يوم. هذه صورة لحيوان سمندر. لفئة السمندر قدرعة عجيبة على التجدد. هنا ترون فيديو قصير. في الواقع هذه اصابة لأحد اطراف هذا السمندر. و هذه صور حقيقية صور متعاقبة ترينا كيف يتجدد هذا الطرف في بضعة ايام. ترون تكون الندبة. و هذه الندبة بالفعل تكبر و تتحول الى طرف جديد.

إذن السمندر يستطيع التجدد. لماذا لا نستطيع نحن؟ لماذا لا يستطيع الانسان ان يتجدد؟ في الواقع, نحن نستطيع التجدد في جسدك العديد من الأعضاء و كل عضو منها فيه تجمع للخلايا على إستعداد ان يتولى الأمور في وقت الأصابة. هذا يحدث كل يوم. كلما ازددت في العمر و كبرت. تتجدد عظامك كل 10 اعوام. تتجدد بشرتك كل اسبوعين. اذن فجسدك يتجدد بإستمرار. التحدي يكمن عندما تحدث إصابة. في وقت الإصابة أو المرض رد فعل الجسم الأول هو أن يعزل الإصابة عن باقي الجسم. فهي في الأساس تريد ان تحارب العدوى و التلوث و يعزل نفسه سواء كان عضوا داخل الجسم أو البشرة, أول رد فعل هو ان يتحرك نسيج الندبة للداخل ليعزل نفسه عن الخارج.

إذن فكيف نتمكن من تسخير تلك القدرة؟ إحدى الطرق لفعل ذلك, يتم في الواقع بإستخدام مواد عضوية ذكية. كيف يتم هذا؟ حسنا, على اليسار هنا ترون إصابة في مجرى البول. هذه هي القناة التي تصل من المثانة إلى الخارج. و ترون انها مصابة. وقد إكتشفنا انه من الممكن إستخدام هذه المواد العضوية الذكية بالفعل يمكن أن تكون بمثابة جسر إذا بنيت هذا الجسر و ابقيته بعيدا عن البيئة الخارجية, اذا اوجدت هذا الجسر تستطيع الخلايا التي تقوم بالتجدد داخل الجسم أن تعبر هذا الجسر و تكمل الطريق.

و هذا بالظبط ما ترونه هنا. هذه في الواقع مادة حيوية ذكية استخدمت بالفعل لعلاج هذا المريض. هذا كان مجرى البول المصاب على اليسار. استخدمنا المادة العضوية التي في المنتصف. ثم, بعد ستة اشهر , على اليمين ترون القناة البولية المعاد هندستها. اذن يتضح ان جسدك بالفعل يستطيع التجدد ولكن لمسافات قصيرة فقط اقصى مسافة فعاله للتجدد هي حوالي سينيميتر واحد فقط. إذن فيمكننا إستخدام المواد العضوية هذه و لكن بمقدار سم واحد فقط لردم تلك الفجوات.

إذن فنحن بالفعل نتجدد و لكن لمسافات محدودة. فماذا نفعل الان اذا اصيب احد الأعضاء الكبيرة؟ ماذا نفعل لو لدينا إصابات في تكوينات اكبر بكثير من سينيميتر واحد؟ نبدأ في استخدام خلايا. الخطة هنا هي اذا جائنا مريض بعضو مريض او مصاب أن تاخذ قطعة صغيرة جدا من نسيج هذا العضو, أقل من نصف حجم طابع بريد, و عندها نفصل هذا النسيج الى اجزاء و ننظر في مكوناته الأساسية الى خلايا المريض نفسه و تفصل هذه الخلايا وتزرعها و تزيدها خارج الجسم بكميات كبيرة, ثم نستخدم خامات ناقلة

وهي خامات تبدو للعين المجردة كإنها قطعة قماش من بلوزتك أو قميصك , ولكنها في الحقيقة هي خامات معقدة بشكل كبير وهي مصممة بحيث تتحلل بعد وضعها داخل الجسم. و تختفي بعدها ببضعة اشهر. فهي تعمل فقط كمركبة لتوصيل الخلايا. تحضر الخلايا الى داخل الجسم, سامحة للخلايا ان تنتج نسيج جديد و بمجرد تكوين النسيج الجديد تختفي الناقلة.

و هذا ما فعلناه مع هذه القطعة العضلية هذا في الواقع قطعة من العضل و كيف ننظر خلال مكوناتها لنتمكن بالفعل من هندسة العضلة. نأخذ الخلايا, نضاعفها نضع الخلايا على الناقلة, ثم نعيد وضع الناقلة في جسم المريض. و لكن في الحقيقة قبل وضع الناقلة في جسم المريض, نقوم بتمرينها. فنحن نريد التأكد من أن نعود هذه العضلة بحيث تستطيع اداء مهمتها بمجرد وضعها في جسم المريض. و هذا ما ترونه هنا. انتم ترون مفاعل حيوي للعضلات يقوم بتمرين تلك العضلة ذهابا وإيابا.

حسنا ما نراه هنا هو تكوينات مسطحة العضلة. ماذا عن التكوينات الاخرى؟ هذا في الواقع وعاء دموي تمت هندسته. مشابه جدا لما رأيناه الان و لكن بشئ من التعقيد. هنا نأخذ الناقلة, ثم نقوم...الناقلة كأنها قطعة من الورق هنا. ثم نشكل الناقلة بشكل انبوبي. و ما نفعله , لصنع وعاء دموي, هو نفس الطريقة. الوعاء الدموي مكون من نوعين مختلفين من الخلايا. نأخذ الخلايا العضلية, و ندهن أو نغطي الجزء الخارجي بهذه الخلايا, تماما كما نفعل مع طبقات الكيك

نضع طبقة الخلايا العضلية في الخارج و نضع طبقة الخلايا المبطنة للوعاء الدموي في الداخل. الان لديك ناقلة مزروعة و مجهزة بالكامل. ثم نضعها في جهاز مثل الفرن. مجهز بنفس الظروف الموجودة بجسم الانسان, درجة حرارة 37 و 95% أكسجين ثم نقوم بتمرينها كما رأينا من قبل

و على اليمين هنا ترون شريان سباتي تمت هندسته بالفعل. وهو الشريان الواصل من الرقبة الى المخ. وهذه اشعة لتريكم الوعاء الدموي وهو عامل و مفعل التركيبات الاكثر تعقيدا مثل الاوعية الدموية, مجرى البول كما رأيتم وهي بالتأكيد معقدة لأنك تقوم بإدخال نوعين مختلفين من الخلايا. ولكنها تعمل في الأغلب كقنوات لتسمح بإنتقال السوائل أو الهواء في الحالات المستقرة. وهي لا تقترب حتى من تعقيد الاعضاء المجوفة. الأعضاء المجوفة على درجة عالية جدا من التعقيد, لانك تطالب تلك الاعضاء أن تعمل عند الحاجة.

فمثلا المثانه احد تلك الاعضاء و بنفس الاستراتيجية السابقة نأخذ قطعة صغيرة جدا من المثانه اصغر من نصف حجم طابع بريد ونفصل هذا النسيج عن بعضه الى مكونيه الخلويين الأساسيين, خلايا عضلية, و خلايا المثانة المتخصصة. و نزرع الخلايا خارج الجسم بكميات كبيرة. تاخذ حوالي 4 أسابيع لزرع تلك الخلايا من العضو. ثم نأخذ الناقلة التي نشكلها على شكل مثانة. و نبطن السطح الداخلي بخلايا المثانة المبطنة و السطح الخارجي بالخلايا العضلية. و نضعها في الجهاز الشبيه بالفرن. و بعد اخذ قطعة النسيج هذه من الجسم بحوالي 6 الى 8 أسابيع تستطيع زرع العضو مرة اخرى داخل المريض.

هنا يوضح شكل الناقلة المادة يتم تغطيتها بالفعل بالخلايا. عندما بدأنا أول تجربة فعلية لهؤلاء المرضى صنعنا مادة ناقلة خاصة لكل مريض أدخلنا المرضى, وقبل موعد العملية ب 6 الى 8 اسابيع ,أخذنا اشعة ثم صنعنا المادة الناقلة ملائمة بالضبط لحجم المريض لحجم الحوض وفي المرحلة الثانية لتلك التجارب كان لدينا فقط احجام معينة مختلفة, صغير, متوسط, كبير, كبير جدا (ضحك) إنها الحقيقة انا متأكد أن الجميع هنا يريد الحجم الكبير جدا, أليس كذلك؟؟ (ضحك)

إذن فالمثانة بالتأكيد اكثر تعقيدا من التركيبات الأخرى. ولكن هناك اعضاء مجوفة أخرى بمزيد من التعقيد. هذا في الحقيقة صمام قلبي تمت هندسته و تستخدم نفس الطريقة السابقة في هندسة هذا الصمام. نأخذ المادة الناقلة و نزرعها بالخلايا و كما ترون هنا , شرفات الصمام تفتح و تغلق و نقوم بتمرينها قبل زرعها. نفس الطريقة.

و اكثر الأعضاء تعقيدا هي الاعضاء المصمتة. بالنسبة للاعضاء المصمتة, الموضوع أكثر صعوبة لأنك تستخدم عدد خلايا اكبر لكل سينتيمتر هذا مثلا عضو مصمت بسيط وهو الأذن و هي الان تزرع بالمادة الغضروفية وهذا الجهاز الشبيه بالفرن بمجرد تغطيتها توضع بالداخل ثم بضعة أسابيع بعد ذلك نخرج ناقلة الغضروف

و هذه في الواقع أصابع نقوم بهندستها. يتم وضعها في طبقات, طبقة واحدة كل مرة اولا العظم, ثم نملأ الفجوات بالمادة الغضروفية ثم نبدأ بإضافة العضلات فوقها ثم نبدأ في وضع طبقات هذه التكوينات المصمته وهو مرة أخرى عضو أكثر تعقيدا و لكن حتى الان أكثر الأعضاء تعقيدا هي الأعضاء المليئة بالاوعية الدموية مزودة بالكثير من الأوعية الدموية أعضاء مثل القلب الكبد, الكلى و هذا مثال من استراتيجيات عديدة لهندسة الأعضاء المصمتة.

وهذه واحدة من الطرق. نستخدم طابعة و بدلا من إستخدام الحبر, نستخدم...لقد رأيتم الان حبارة.. نستخدم خلايا بدلا من الحبر. هذا في الحقيقة هي نفس الطابعة الالكترونية العادية وهي "تطبع" هذا القلب المكون من غرفتين, طبقة واحدة في المرة. ترون القلب يخرج هناك. تأخذ حوالي 40 دقيقة للطباعة و بعدها بحوالي 4 الى 6 ساعات ترون الخلايا العضلية تنقبض. (تصفيق) هذه التكنولوجيا طورها "تاو جو", و كان يعمل بمعهدنا وهذا بالطبع مازال تحت الإختبار ولم يستخدم في مرضانا.

طريقة أخرى إتبعناها هي إستخدام الاعضاء مفككة الخلايا. فنحن نأخذ أعضاء المتبرع, أو الاعضاء الغير مرغوب فيها ثم نستخدم محللات مخففة جدا لأخذ العناصر الخلوية من تلك الأعضاء فمثلا على اللوحة اليسرى, اللوحة العليا , ترون كبد نحن نأخذ كبد المتبرع, و نستخدم محللات خفيفة, ثم, بإستخدام تلك المحللات, نأخذ كل الخلايا خارج الكبد

و بعد أسبوعين نستطيع أن نرفع هذا العضو انه يبدو كالكبد, نستطيع ان نمسكه كالكبد انه يشبه الكبد و لكن بدون خلايا كل ما تبقى لدينا هو هيكل الكبد كله مكون من الكولاجين وهي خامة لن ترفضها أجسامنا. نستطيع ان نستخدمها من مريض للاخر. ثم نأخذ هذا التكوين ذو الاوعية الدموية فنستطيع ان نثبت انه بامكاننا الإحتفاظ بالتغذية الوعائية

كما ترون, في الحقيقة هذا فلوروسكوبي نحن نحقن المادة المتباينة في العضو الان ترونها تبدأ. يتم حقن المادة المتباينة في العضو في الكبد منزوع الخلايا وتستطيعون رؤية الشجرة الوعائية قد بقيت كما هي نأخذ الخلايا , الخلايا الوعائية خلايا الوعاء الدموي, و نتخلل الشجرة الوعائية بخلايا المريض نفسه. نتخلل الجزء الخارجي للكبد بخلايا كبد المريض نفسه و عندها نستطيع ان نصنع كبد فعال. وهو ما ترونه بالفعل انه ما زال تحت الإختبار و لكننا قادرون على إستعادة فعالية نسيج الكبد, بالتجربة

بالنسبة للكلى, كما أخبرتكم عن اللوحة الأولى التي رأيتموها أول صورة تم عرضها هنا 90% من المرضى على لائحة إنتظار الزراعة في إنتظار كلية, 90% وهناك طريقة أخرى نتبعها هي ان نصنع رقاقات ونكدسها فوق بعضها, كالاوكورديون. اذا اردنا القول فنكدس تلك الرقاقات مع بعضها , بإستخدام خلايا الكلية و يمكنكم أن ترون هذه الكلى المصغرة التي هندسناها انها تصنع البول بالفعل. مرة أخرى ,تكوينات صغيرة, و التحدي امامنا هو كيف نجعلهم أكبر وهو ما نعمل عليه في الوقت الحالي الان في المعهد أحد الاشياء التي أريد تلخيصها لكم, ماهية الاستراتيجية التي نتجه اليها في علم تجدد الانسجة

إذا كان في الإمكان هي أن يمكننا إستخدام المواد العضوية الذكية أن يمكننا أن نرفع الغطاء و نجدد اعضائك نحن الان محددين في أطوال المواد وهدفنا الحالي هو زيادة تلك الاطوال مع الوقت. ولو لم نستطع استخدام المواد العضوية الذكية فنفضل إستخدام خلاياك الخاصة

لماذا؟ لأن الجسم لن يرفضها نأخذ منك الخلايا نصنع التركيب المراد, نضعها في الجسم مرة اخرى و لن يتم رفضها و إذا امكن نفضل إستخدام الخلايا المحددة الخاصة لعضو بذاته اذا اتيت بقصبة هوائية مريضة نأخذ الخلايا من قصبتك الهوائية اذا اتيت ببنكرياس مريض ناخذ منه الخلايا

لماذا؟ لأننا نفضل ان نأخذ تلك الخلايا التي تعلم بالفعل انها نوع الخلايا الذي تحتاجه خلية القصبة الهوائية تعلم بالفعل انها خلية قصبة هوائية نحن لا نحتاج ان ندربها لتصبح خلية من نوع اخر. اذن فنحن نفضل الخلايا الخاصة بكل عضو و اليوم أصبح بأمكاننا أن نحصل على خلايا من كل عضو في جسمك تقريبا ما عدا البعض الذي ما زلنا نحتاج الخلايا الجذعية للحصول على خلاياها مثل القلب, الكبد, الأعصاب و البنكرياس لهؤلاء مازلنا نحتاج للخلايا الجذعية واذا لم نتمكن من الحصول على خلايا جذعية من جسمك نستخدم خلايا جذعية من المتبرع و نحن نفضل الخلايا التي لن يرفضها الجسم و لن تكوِن أورام.

و نحن نعمل كثيرا مع خلايا جذعية كما نشرنا منذ عامين خلايا جذعية حصلنا عليها من السائل الامنيوسي. و المشيمة, والتي لديها تلك الخصائص. وهنا اريد أن اخبركم بعض التحديات الكبيرة التي تواجهنا. أتعلمون, بعد ما اريتكم هذا العرض, كل شئ يبدو جيدا كله يبدو فعالا.و لكن لا. تلك التكنولوجيا في الواقع ليست بهذه السهولة بعض ما رأيتموه اليوم قد نفذه اكثر من 700 باحث في معهدنا على مدى 20 عاما.

اذن فهي تكنولوجيا معقدة للغاية. بمجرد حصولك على الصيغة الصحيحة يمكنك نسخها ولكن تحتاج الكثير لتصل لتلك المرحلة احب دائما ان اعرض هذا الكارتون. هو يمثل كيف يمكنك ايقاف عربة طائشة. و هنا ترون سائق العربة. وهو يبدأ, في الصورة العليا يقفز بين f,e,d,c,b,a حتى يتمكن في النهاية من إيقاف العربة وهوأساسا ما يفعله العلماء عادةً الصورة السفلى تمثل نهج الجراحين غالبا. (ضحك) أنا جراح لذلك هو ليس مضحكا للدرجة بالنسبة لي. (ضحك)

و لكن في الحقيقة الطريقة الاولى هي الطريقة الصحيحة. و ما اعنيه بذلك هو انه وقتما نطلق احدى هذه التكنولوجيات للعمل بها في العيادة نكون قد تأكدنا تماما من اننا بذلنا كل ما في وسعنا في المعمل قبل حتى أن نفكر في إطلاقها للمرضى. و عندما نطلق تلك التكنولوجيات لعلاج المرضى فنحن نريد أن نتأكد تماما وأن نسأل أنفسنا سؤالا صعبا جدا هل نحن على إستعداد أن نزرع مثل هذا العضو لأحد احبائنا, أولادنا أحد افراد عائلتنا؟...ثم بعدها نستمر لأن هدفنا الاساسي بالطبع هو اولا, ان لا نسبب الاذى.

سأريكم الان مقطع فيديو قصير جدا. مدته 5 ثواني لمريضة تم علاجها بواحد من تلك الاعضاء التى تمت هندستها بدأنا في زراعة بعض هذه التركيبات منذ اكثر من 14 عاما. إذن فلدينا الان مرضى يمشون بيننا بأعضاء تمت هندستها ،و لما يزيد على 10 أعوام. سأريكم الان مقطع فيديو لسيدة صغيرة كانت تعاني من مرض الصلب المشقوق, عيب خلقى في الحبل الشوكي و لا تعمل مثانتها بشكل طبيعي. هذا مقطع من قناة CNN الإخبارية. سنأخذ فقط 5 ثواني. هذه فقرة في الواقع اهتم بها "سانجاي جبتا"

"انا سعيدة جدا. كنت دائما خائفة من أن" "تحدث لي حادثة أو شئ ما.." "والان أستطيع ان" "أخرج مع اصدقائي" "أستطيع أن افعل ما أريد"

ارأيتم, في نهاية اليوم, ما يعد به الطب التجددي هو وعد واحد فقط وهو حقا بسيط للغاية. جعل مرضانا بحال أفضل. شكرا لإنتباهكم (تصفيق)