ترمیم ریه‌های به شدت آسیب دیده با استفاده از یک پلتفرم گردش خون

پیوند ریه، تنها درمان نجات دهنده برای افراد مبتلا به بیماری‌های ریوی جدی است که در آن فرد در سخت‌ترین شرایط و در مرحله پایانی بیماری قرار دارد.

روز به روز مشکلات ریوی در سراسر جامعه افزایش می‌یابد اما پیوند ریه، به دلیل کم بودن ارگان‌های بدنی اهدا شده موجود، به شدت محدود شده است. در حال حاضر، تا ۸۰ درصد از ریه‌های اهدا شده توسط بدن بیماران پس زده می‌شود اما می‌تواند به طور بالقوه، صدمات وارده را برگرداند. از زمان آغاز پیوند اعضای بدن در دهه ۱۹۶۰، پزشکان و دانشمندان در حال تلاش برای رسیدگی به کمبود شدید اعضای اهدایی بدن هستند.

در حال حاضر، یک تیم چند رشته‌ای از دانشگاه مهندسی کلمبیا و دانشگاه واندربیلت، برای اولین بار در یک مدل بالینی نشان دادند که با شاخص پیوند‌های مناسب، می‌توان ریه‌های به شدت آسیب دیده را ترمیم کرد. محققان، روز سه‌شنبه، ۱۷ اردیبهشت ۹۸ توانستند یک پلتفرم گردش خون ارائه دهند که قابلیت همسازی، انطباق، پایداری و عملکرد صحیح ریه اهدا شده را برای ۳۶ تا ۵۶ ساعت حفظ می‌کند.

همانطور که براندون گوانتارت، نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد: “برای بهبود و ترمیم ریه، و برای نشان دادن بازسازی سلولی، ما مجبور شدیم یک رویکرد کاملا متفاوت را در نظر بگیریم و به دنبال روش‌های کم درد‌تر و کم تهاجمی‌تر باشیم. روش‌ حاضر برای حمایت از ریه، محدود به تنها ۶ تا ۸ ساعت است، زمانی که برای درمان و بازسازی ریه‌های مجروح و بهبد عملکرد آن بسیار کوتاه است.“

استاد مهندسی پزشکی و علوم پزشکی در دانشگاه کلمبیا و استاد جراحی در دانشگاه واندربیلت، همچنین ابزار‌های تشخیصی جدیدی را برای ارزیابی غیر تهاجمی بودن درمان‌های ریه ارائه دادند. آنها امید دارند که پیشرفت آنها بتواند موجب افزایش پیوند موفقیت آمیز ریه‌ شود.

محققان به مدت طولانی روی فرآیندهای توسعه یافته‌ای تمرکز می‌کنند که در آن بتوانند ریه‌هایی را ترمیم کنند که پیوند را پس می‌زنند، چرا که به شدت آسیب دیده‌اند و در وخیم‌ترین شرایط و در مرحله پایانی بیماری قرار دارند. براندون می‌گوید: “ما بسیار خوش شانس بوده‌ایم که توانستیم یک تیم بسیار با استعداد از رشته‌های مهندسی زیست پزشکی، جراحان، متخصصین ریه، و آسیب شناسان، گردآوری کنیم تا یک سیستم فیزیولوژیکی پشتیبانی پایدار همراه با فن آوری های جدید برای دستیابی و نظارت بر بهبود ریه، در خارج از بدن طراحی کنیم.

یک مطالعه قبلی از تیم، یک پلتفرم گردش خون را نشان داد که زیست‌پذیری و عملکرد یک ریه اهدا شده را به مدت ۳۶ ساعت حفظ کرد. محققان توانستند از سیستم پشتیبانی پیشرفته خود برای به حداکثر رساندن بهبود عملکرد ریه های آسیب دیده ایسکمی ( اختلال در تامین خون) و پیوند مناسب استفاده کنند.

برای این مطالعه جدید، تیم تصمیم گرفت تا اثربخشی فن‌آوری پلتفرم خود را همراه با درمان‌های متداول و تشخیص جدید بر روی ریه‌هایی که بیشترین آسیب را دیده‌اند و عمل پیوند را پس می زنند، ارزیابی کند. مانند آسپیراسیون معده، که ناشی از وارد شدن مواد معده به دستگاه تنفسی است و آسیب جدی به اپیتلیوم ریه وارد می‌کند. در نتیجه  عملیات پیوند برای چنین ریه‌ای، غیر قابل قبول می‌شود.

این مطالعه جدید نشان می‌دهد که ریه‌های آسیب دیده توسط آسپیراسیون معده می‌توانند در طول چند روز در خارج از بدن نگهداری شوند و قابلیت درمانی مداوم، بازسازی سلولی و بهبود عملکردی را داشته باشند. ریه‌های ترمیم شده در این پلتفرم، تمام معیارهای پیوند را در بر داشت.

براندون در آخر گفت: “ما به مدت هفت سال به دنبال توسعه فن آوری‌های جدید برای نگهداری و ترمیم اندام‌های اهدا شده بودیم. این مقاله نشان دهنده یکی از مطالعات اساسی و تحرکی مهندسی زیستی ریه است که با یک سیستم همگرا می‌شود و قادر به ترمیم آسیب‌های جدی خود می‌شود.“ تیم تحقیق می‌گوید: با در دسترس شدن اعضای اهدایی، هم اکنون ما، تیم و فن آوری لازم برای عملی کردن این تحقیق بر روی بیماران را داریم.