بلکسبورگ، ویرجینیا –
خوکچه‌های همسایگی که برای بررسی بازدیدکنندگان انبار غیرمعمولشان عجله می‌کنند، ممکن است آینده پیوند اعضا را نشان دهند – و در اینجا خبری از گل و لای نیست.
اولین اندام خوک اصلاح شده ژنتیکی که تا به حال به انسان پیوند زده شده است از حیوانات متولد شده در این مزرعه تحقیقاتی ویژه در کوه‌های بلو ریج گرفته شده است – پشت دروازه‌های قفل شده که برای ورود باید وسیله نقلیه خود را بشویید، لباس‌های خود را با اسکراب‌های پزشکی عوض کنید، و وارد وان‌های ضدعفونی‌کننده شوید. برای تمیز کردن چکمه های خود بین هر انباری که دارای تهویه مطبوع است.
دیوید آیارس از شرکت Revivicor که دهه‌ها را صرف یادگیری شبیه‌سازی خوک‌ها با تغییرات ژنتیکی مناسب کرده است، گفت: «اینها حیوانات گران‌بهایی هستند تا این اولین آزمایش‌های جسورانه را ممکن کند.
امنیت زیستی تنها چند مایل دورتر در کریستینزبورگ، ویرجینیا، جایی که گله جدیدی در حال پرورش است، سخت‌تر می‌شود – خوک‌هایی که انتظار می‌رود تا اوایل سال آینده اعضای بدن را برای آزمایش‌های رسمی پیوند حیوان به انسان تامین کنند.
این ساختمان عظیم در نوع خود هیچ شباهتی به مزرعه ندارد. بیشتر شبیه یک گیاه دارویی است. و بخشی از آن به روی همه به جز چند کارمند منتخب بسته است، که به موقع دوش می گیرند، لباس ها و کفش های شرکت را می پوشند و سپس وارد منطقه ای می شوند که در آن خوک ها رشد می کنند.
در پشت این سد محافظ برخی از تمیزترین خوک های جهان قرار دارند. آنها هوا تنفس می کنند و آبی می نوشند که بهتر از آنچه برای انسان لازم است در برابر آلاینده ها فیلتر شود. حتی غذای آنها ضد عفونی می شود – همه اینها برای جلوگیری از ابتلای آنها به هر گونه عفونتی که در نهایت می تواند به گیرنده پیوند آسیب برساند.
Matthew VonEsch از United Therapeutics، شرکت مادر Revivicor گفت: ما این مرکز را برای محافظت از خوک ها در برابر آلودگی محیطی و انسانی طراحی کردیم. “هر فردی که وارد این ساختمان شود، یک خطر بالقوه بیماری زا است.”
آسوشیتدپرس نگاهی به آنچه برای شبیه‌سازی و رشد خوک‌های طراح برای اندام‌های آنها نیاز است، از جمله یک «تاسیسات عاری از پاتوژن تعیین‌شده» به ارزش 75 میلیون دلار که برای مطابقت با استانداردهای ایمنی سازمان غذا و دارو برای پیوند خارجی ساخته شده است.
ایجاد خوک برای کاهش کمبود اعضای بدن انسان
هر ساله هزاران آمریکایی در انتظار پیوند جان خود را از دست می دهند و بسیاری از کارشناسان اذعان می کنند که هرگز اهداکنندگان انسانی کافی برای رفع نیاز وجود نخواهد داشت.
حیوانات وعده وسوسه انگیز تحویل آماده را می دهند. پس از دهه‌ها تلاش ناموفق، شرکت‌هایی از جمله Revivicor، eGenesis و Makana Therapeutics در حال مهندسی کردن خوک‌ها برای انسان‌تر شدن هستند.
تا کنون، چهار پیوند “استفاده دلسوزانه” در ایالات متحده انجام شده است که آخرین آزمایشات روی بیماران در حال مرگ است – دو قلب و دو کلیه. Revivicor دو قلب و یکی از کلیه ها را فراهم کرد. در حالی که این چهار بیمار در عرض چند ماه جان خود را از دست دادند، آنها درس های ارزشمندی را برای محققانی ارائه کردند که مایل بودند دوباره در افرادی که بیمار نیستند تلاش کنند.
FDA اکنون در حال ارزیابی نتایج امیدوارکننده از آزمایش‌ها با بدن انسان‌های اهدایی است و منتظر نتایج مطالعات اضافی در مورد اندام‌های خوک در بابون‌ها قبل از تصمیم‌گیری در مراحل بعدی است.
آیارس خاطرنشان کرد: آنها اندام‌های نیمه‌تخصصی هستند – «ما این خوک‌ها را به اندازه گیرنده رشد می‌دهیم» که فرسودگی ناشی از پیری یا بیماری‌های مزمن را مانند اکثر اعضای اهدایی انسان نشان نمی‌دهند.
آیارس افزود، جراحان پیوندی که اندام‌هایی را از مزرعه Revivicor جمع‌آوری کرده‌اند، می‌گویند: «خدای من، این زیباترین کلیه‌ای است که تا به حال دیده‌ام». “همان چیزی که آنها قلب را دریافت می کنند، یک قلب شاد صورتی سالم از یک حیوان جوان.”
چالش‌های اصلی: چگونه از طرد شدن اجتناب کنیم و اینکه آیا حیوانات ممکن است خطر ناشناخته عفونت را داشته باشند.
این فرآیند با اصلاح ژن‌ها در سلول‌های پوست خوک در آزمایشگاه آغاز می‌شود. Revivicor در ابتدا ژنی را حذف می کند که قندی به نام آلفا گال تولید می کند که باعث تخریب فوری توسط سیستم ایمنی بدن انسان می شود. سپس سه ژن “ناک اوت” برای حذف سایر پرچم های قرمز تحریک کننده سیستم ایمنی رخ داد. این شرکت اکنون بر روی 10 ویرایش ژن متمرکز شده است – ژن های خوک حذف شده و ژن های انسانی اضافه شده است – که با هم خطر رد شدن و لخته شدن خون را کاهش می دهند، به علاوه اندازه اندام را محدود می کنند.
آنها با این تغییرات خوک ها را شبیه سازی می کنند، شبیه به نحوه خلق گوسفند دالی.
دو بار در هفته، کشتارگاه ها صدها تخمک استخراج شده از تخمدان خوک ها را برای Revivicor ارسال می کنند. در تاریکی با تخم‌های حساس به نور، دانشمندان از طریق میکروسکوپ به هنگام مکیدن DNA مادر نگاه می‌کنند. سپس تغییرات ژنتیکی را وارد می کنند.
لوری سورلز، محقق ارشد، بدون اینکه تخم مرغ را بشکند، زمزمه می کند: «آن را خوب و صاف قرار دهید». شوک های الکتریکی سبک با DNA جدید ترکیب می شوند و رشد جنین را فعال می کنند.
آیارس، یک متخصص ژنتیک مولکولی که ریاست Revivicor را بر عهده دارد و در سال 2000 به ایجاد اولین خوک های شبیه سازی شده در جهان کمک کرد، می گوید که این تکنیک “مانند انجام همزمان دو بازی ویدئویی” است، که تخم مرغ را با یک دست در جای خود نگه می دارد و با دست دیگر آن را دستکاری می کند. اولین خوک اصلاح شده این شرکت، ناک اوت تک ژنی GalSafe، اکنون به جای شبیه سازی، پرورش داده می شود. اگر پیوند بیگانه در نهایت موثر باشد، خوک های دیگر با ترکیبات ژنی مورد نظر نیز کار خواهند کرد.
ساعاتی بعد، جنین ها در یک انکوباتور دستی به مزرعه تحقیقاتی آورده می شوند و در خروس های منتظر کاشته می شوند.
اتاق های لوکس برای خوک های مهم
در مزرعه تحقیقاتی، تام پتی “Free Fallin'” سرنایی به خوک می زند که در آن موسیقی جوانان را به صدای انسان عادت می دهد. حیوانات در قلم‌های مجهز به تهویه‌ی مطبوع، احوالپرسی هیجان‌انگیز می‌کردند تا اینکه مشخص شد بازدیدکنندگان آنها هیچ خوراکی نیاورده‌اند. بچه های سه هفته ای به سمت امنیت مادر برگشتند. در همسایگی، خواهر و برادرهای بزرگتر برای چرت زدن دراز می‌کشیدند یا به توپ‌ها و اسباب‌بازی‌های دیگر نگاه می‌کردند.
آیارس گفت: “این برای خوک تجملاتی است.” “اما اینها حیوانات بسیار ارزشمندی هستند. آنها حیوانات بسیار باهوشی هستند. من خوک‌ها را دیده‌ام که با توپ‌هایی مثل فوتبال با هم بازی می‌کنند.»
حدود 300 خوک در سنین مختلف در این مزرعه که در میان تپه های غلتان قرار دارد زندگی می کنند که مکان دقیق آنها به دلایل امنیتی مشخص نشده است. برچسب های گوش آنها ژنتیک آنها را مشخص می کند.
سویاپا بال، رئیس فناوری خوکی و عملیات مزرعه در Revivicor، در حالی که پشت یک خوک را می مالید، گفت: “بعضی هستند که من به آنها سلام می کنم.” “شما باید به آنها زندگی خوبی بدهید. جانشان را برای ما می دهند.»
برخی از خوک‌هایی که برای حیاتی‌ترین آزمایش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند – آن آزمایش‌های اولیه انسانی و مطالعات بابون مورد نیاز FDA – در انبارهای محدودتر و حتی تمیزتر نگهداری می‌شوند.
اما در کریستینزبورگ همسایه، واضح ترین سیگنال مبنی بر اینکه پیوند خارجی وارد مرحله جدیدی شده است، بزرگی مرکز جدید بدون پاتوژن یونایتد تراپیوتیک است. در داخل ساختمان 77000 فوت مربعی، این شرکت انتظار دارد سالانه حدود 125 اندام خوک تولید کند که احتمالاً برای آزمایشات بالینی کافی است.
ویدئوی شرکت نشان می دهد که خوکچه ها در پشت یک مانع محافظ می دوند، اسباب بازی ها را می جوند و توپ ها را به جلو و عقب می پرند.
آنها در نوعی مرکز زایمان خوک متصل به مرکز به دنیا می آیند، یک یا دو روز بعد از شیر گرفته می شوند و به قلم های فوق العاده تمیز خود منتقل می شوند تا با دست بزرگ شوند. علاوه بر دوش گرفتن در محل، نگهبانان آنها باید قبل از ورود به هر آپارتمان از آغل خوک، یک لباس محافظ و ماسک جدید بپوشند – یکی دیگر از اقدامات احتیاطی میکروب.
منطقه خوک از همه طرف توسط سیستم های امنیتی و مکانیکی احاطه شده است که از حیوانات محافظت می کند. هوای بیرون از طریق چندین سیستم فیلتراسیون وارد می شود. وان های غول پیکر حاوی منابع ذخیره آب آشامیدنی هستند. VonEsch در بالای محل نگهداری خوک‌ها نشان داد که چگونه لوله‌ها و دریچه‌ها قرار می‌گیرند تا امکان نگهداری و تعمیرات بدون تماس با حیوانات فراهم شود.
سال‌ها آزمایش بالینی طول می‌کشد تا ثابت شود آیا پیوند بیگانه واقعاً می‌تواند مؤثر باشد یا خیر. اما اگر موفق شود، طرح United Therapeutics برای تأسیسات حتی بزرگتر است که قادر به تولید حداکثر 2000 عضو در سال در چندین مکان در سراسر کشور است.
آیارس گفت که این منطقه در نقطه‌ای است که چندین نوع مطالعات به ما می‌گویند که هیچ غرق قطار وجود ندارد و هیچ رد فوری وجود ندارد. “دو یا سه سال آینده فوق العاده هیجان انگیز خواهد بود.”
بخش سلامت و علم آسوشیتدپرس توسط گروه رسانه ای علوم و آموزش موسسه پزشکی هاوارد هیوز پشتیبانی می شود. AP تنها مسئول تمام محتوا است.