خون طلایی چیست و چرا دانشمندان در تلاشند نایاب‌ترین گروه خونی جهان را در آزمایشگاه بسازند؟
از هر شش میلیون نفر فقط یک نفر دارای گروه خونی است که آنتی ژن R-Hash ندارد. اکنون محققان در تلاش برای تولید این گروه خونی در آزمایشگاه هستند، به این امید که بتواند جان انسان ها را نجات دهد.
انتقال خون انقلابی در پزشکی مدرن ایجاد کرده است. اگر بدشانس باشیم و مجروح شویم یا نیاز به جراحی جدی داشته باشیم، خون اهدایی دیگران می تواند نجات دهنده باشد.
اما همه نمی توانند از این روش خارق العاده سود ببرند. افرادی که دارای گروه های خونی نادر هستند در یافتن اهداکنندگان خون با مشکل مواجه هستند.
یکی از نادرترین گروه های خونی، گروه خونی فاقد آنتی ژن است که تنها در بین ۵۰ فرد شناخته شده در جهان یافت می شود. اگر یکی از این افراد در حادثه ای نیاز به تزریق خون داشته باشد، احتمال یافتن خون مناسب بسیار کم است. به همین دلیل به این افراد توصیه می شود برای نگهداری طولانی مدت خون خود را منجمد کنند.
اما این نوع خون علیرغم کمیاب بودن، به دلایل دیگری نیز بسیار ارزشمند است و به دلیل استفاده از آن، گاه در میان جامعه پزشکی و پژوهشی از آن به عنوان خون طلایی یاد می شود.
این نوع خون همچنین ممکن است به ایجاد روش های جهانی انتقال خون کمک کند، زیرا دانشمندان سعی می کنند راهی برای غلبه بر مشکلات ایمنی که در حال حاضر استفاده از خون اهدایی را محدود می کند، بیابند.
گروه های خونی چگونه طبقه بندی می شوند؟
نوع خونی که در بدن جریان دارد بر اساس وجود یا عدم وجود نشانگرهای خاص در سطح گلبول های قرمز طبقه بندی می شود.
این نشانگرها که به عنوان آنتی ژن شناخته می شوند از پروتئین ها یا قندهایی تشکیل شده اند که از سطح سلول بیرون زده و توسط سیستم ایمنی بدن قابل تشخیص هستند.
Ash Toy، استاد زیست شناسی سلولی در دانشگاه بریستول، می گوید: «اگر خون اهدایی دریافت کنید که حاوی آنتی ژن های متفاوت با خون شماست، بدن شما بر ضد آن آنتی بادی می سازد و به آن حمله می کند.
او می افزاید: «اگر دوباره همان خون را دریافت کنید، می تواند تهدید کننده زندگی باشد.
دو سیستم گروه خونی که بیشترین پاسخ ایمنی را ایجاد می کنند، سیستم های ABO و Rh هستند. فردی با گروه خونی A دارای آنتی ژن A در سطح گلبول های قرمز خون خود است، در حالی که فردی با گروه خونی B دارای آنتی ژن B است. گروه خونی AB دارای هر دو آنتی ژن A و B است و نوع O هیچ کدام را ندارد. هر گروه می تواند مثبت یا منفی باشد.
افراد دارای گروه خونی O منفی اغلب به عنوان اهداکنندگان جهانی شناخته می شوند، زیرا خون آنها نه آنتی ژن A، B و یا H دارد. اما این یک ساده سازی بیش از حد است.
ابتدا تا اکتبر ۲۰۲۴، ۴۷ گروه خونی و ۳۶۶ آنتی ژن مختلف شناسایی شده است. این بدان معناست که گیرنده ای که خون O منفی دریافت می کند ممکن است همچنان به یکی از آنتی ژن های دیگر موجود پاسخ ایمنی داشته باشد، اگرچه برخی از آنتی ژن ها پاسخ ایمنی قوی تری نسبت به سایرین ایجاد می کنند.
دوم اینکه بیش از ۵۰ آنتی ژن وجود دارد. وقتی گفته می شود فردی راش منفی است، منظور آنتی ژن راش (D) است، اما گلبول های قرمز خون او همچنان حاوی پروتئین های راش دیگری هستند.
همچنین، تنوع زیادی در آنتی ژن های راش در سراسر جهان وجود دارد، که یافتن یک اهداکننده واقعی را دشوار می کند، به ویژه برای افراد اقلیت های قومی در هر کشوری.
با این حال، افرادی که خون «بدون راش» دارند، فاقد تمام ۵۰ آنتی ژن راش هستند. این افراد نمی توانند هیچ نوع خون دیگری دریافت کنند، اما خون «بدون ار هش» با انواع گروه های خونی ار هش سازگار است.
این ویژگی باعث می شود که گروه خونی O بسیار ارزشمند باشد زیرا اکثر افراد می توانند آن را دریافت کنند، از جمله آنهایی که دارای انواع مختلف ABO هستند.
در شرایط اضطراری که گروه خونی بیمار مشخص نیست، می توان خون نوع O بدون هش را با خطر کم واکنش آلرژیک تزریق کرد. به همین دلیل، دانشمندان در سراسر جهان به دنبال راه هایی برای بازتولید این “خون طلایی” هستند.
پروفسور توئی می گوید: «آنتی ژن های راش یک پاسخ ایمنی قوی را تحریک می کنند، بنابراین اگر هیچ یک از آنها اصلاً وجود نداشته باشد، در واقع چیزی برای پاسخ ایمنی به راش باقی نمی ماند.
وی می افزاید: اگر گروه خونی شما O و بدون R باشد، عملا جهانی است. اما هنوز گروه های خونی دیگری وجود دارد که باید در نظر بگیرید.
منشا خون
تحقیقات اخیر نشان داده است که خون “بدون ArHash” در نتیجه جهش های ژنتیکی ایجاد می شود که بر پروتئینی به نام گلیکوپروتئین مرتبط با ArHash یا ArHashAG تاثیر می گذارد. پروتئینی که نقش حیاتی در گلبول های قرمز دارد.
به نظر می رسد این جهش ها شکل این پروتئین را کوتاه یا تغییر می دهند و بیان سایر آنتی ژن های ER-hash را مختل می کنند.
در یک مطالعه در سال ۲۰۱۸، پروفسور Tui و همکارانش در دانشگاه بریستول توانستند خون “بدون هش” را در آزمایشگاه بازسازی کنند. برای انجام این کار، آنها از یک رده سلولی (جمعی از سلول های رشد یافته در آزمایشگاه) از گلبول های قرمز نابالغ استفاده کردند.
سپس تیم از فناوری ویرایش ژن CRISPR-X9 برای حذف ژن‌هایی که آنتی‌ژن‌های پنج سیستم اصلی گروه خونی را کد می‌کنند، استفاده کردند. سیستم هایی که مجموعاً مسئول ناسازگاری های عمده انتقال خون هستند. این شامل آنتی ژن های ABO و R-Hash و همچنین آنتی ژن های Kell، Duffy و GPB بود.
پروفسور تویی می گوید: «ما دریافتیم که اگر این پنج گروه را حذف کنیم، می توانیم یک سلول فوق سازگار ایجاد کنیم، زیرا پنج گروه خونی مشکل ساز حذف شده اند.
سلول های خونی به دست آمده با تمام گروه های خونی رایج و همچنین گروه های نادری مانند “بدون هش” و فنوتیپ بمبئی که از هر چهار میلیون نفر فقط یک نفر دارند، سازگار خواهد بود.
افراد دارای این گروه خونی نمی توانند خون O، A، B یا AB دریافت کنند.
با این حال، استفاده از فناوری های ویرایش ژن هنوز بحث برانگیز است و در بسیاری از نقاط جهان به شدت تحت نظارت است. به همین دلیل، ممکن است مدت زیادی طول بکشد تا این نوع خون فوق سازگار از نظر بالینی در دسترس قرار گیرد.
این روش باید چندین مرحله آزمایش و آزمایش بالینی را طی کند تا تایید شود.
در همین حال، پروفسور توئی یک شرکت ماهواره ای به نام Scarlet Therapeutics را تأسیس کرده است که خون اهدایی را از افراد دارای گروه های خونی نادر از جمله “هش بدون هش” جمع آوری می کند.
تیم او امیدوار است از این خون برای ایجاد خطوط سلولی استفاده کند که بتوان آنها را در آزمایشگاه رشد داد تا مقادیر نامحدودی گلبول قرمز تولید کند. این خون های آزمایشگاهی را می توان در فریزر نگهداری کرد تا در مواقع ضروری در اختیار افراد دارای گروه های خونی کمیاب قرار گیرد.
پروفسور تویی امیدوار است که بتوان بانک های خون کمیاب را بدون نیاز به ویرایش ژن در آزمایشگاه ایجاد کرد. با این حال، این فناوری ممکن است نقش مهمی در آینده ایفا کند.
او می گوید: «اگر بتوانیم بدون ویرایش این کار را انجام دهیم، عالی است. اما ویرایش یکی از گزینه های ماست.”
او می افزاید: «بخشی از کار ما این است که اهداکنندگان را با دقت افق میهن کنیم تا همه آنتی ژن های آنها تا حد امکان با افراد بیشتری سازگار باشد. پس احتمالاً باید ژن را ویرایش کنیم تا برای همه سازگار شود.»
در سال ۲۰۲۱، گرگوری دنوم، ایمونولوژیست و همکارانش در موسسه تحقیقات خون دانشگاه در میلواکی، ایالات متحده، با استفاده از فناوری ویرایش ژن CRISPR-Ks9، توانستند گروه‌های خونی نادری از جمله “Hash-less 1” را از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان (hiPSC) ایجاد کنند.
این سلول های بنیادی ویژگی هایی مشابه سلول های بنیادی جنینی دارند و در شرایط مناسب می توانند به هر سلولی در بدن انسان تبدیل شوند.
دانشمندان دیگر از نوع دیگری از سلول های بنیادی استفاده می کنند که از قبل برای تبدیل شدن به سلول های خونی برنامه ریزی شده است، اما هنوز مشخص نیست که کدام نوع.
به عنوان مثال، دانشمندان دانشگاه لاوال در کبک، کانادا، اخیراً سلول‌های بنیادی خون را از اهداکنندگان دارای گروه خونی A مثبت استخراج کردند. سپس، با استفاده از CRISPR-X9، ژن‌های کدکننده آنتی‌ژن‌های A و R-Hash را حذف کردند و گلبول‌های قرمز نابالغ «بدون R-Hash» از نوع O تولید کردند. محققان در بارسلون اسپانیا نیز اخیراً سلول‌های بنیادی را از یک اهداکننده با خون «بدون هش» گرفتند و با استفاده از CRISPR-X9، آن را به گروه خونی O قابل سازگارتر تبدیل کردند.
با این حال، با وجود این تلاش های چشمگیر، باید گفت که تولید خون مصنوعی در آزمایشگاه در مقیاسی که برای عموم مردم قابل استفاده باشد، هنوز راه درازی در پیش دارد.
یکی از چالش ها رشد سلول های بنیادی به گلبول های قرمز بالغ است.
در بدن، گلبول‌های قرمز خون از سلول‌های بنیادی در مغز استخوان تولید می‌شوند که سیگنال‌های پیچیده‌ای را برای هدایت رشد آنها ارسال می‌کنند. تکرار این فرآیند در آزمایشگاه دشوار است.
آقای دنوم، اکنون مدیر امور پزشکی در Griefles Diagnostic Solutions، یک شرکت مراقبت‌های بهداشتی متخصص در پزشکی انتقال خون، می‌گوید: «مشکل اضافی این است که وقتی یک گروه خونی بدون هش یا هر گروه خونی تهی دیگری ایجاد می‌کنید، رشد و بلوغ گلبول‌های قرمز مختل می‌شود.
وی می گوید: تولید ژن های گروه خونی خاص ممکن است باعث فروپاشی غشای سلولی یا کاهش کارایی در تولید گلبول های قرمز در محیط کشت شود.
در حال حاضر، پروفسور اسباب‌بازی، آزمایشی RESTORE را هدایت می‌کند. اولین کارآزمایی بالینی جهان که ایمنی تزریق گلبول‌های قرمز را که به‌طور مصنوعی در آزمایشگاه از سلول‌های بنیادی اهداکننده کشت می‌شوند، بررسی می‌کند.
خون مصنوعی استفاده شده در این آزمایش به هیچ وجه از نظر ژنتیکی ویرایش نشده بود، اما ۱۰ سال تحقیق طول کشید تا به مرحله ای برسد که بتوان آن را روی انسان آزمایش کرد.
پروفسور تویی می گوید: «در حال حاضر، گرفتن خون از بازوی شخصی بسیار کارآمدتر و مقرون به صرفه تر است، و بنابراین ما برای آینده قابل پیش بینی به اهداکنندگان خون نیاز خواهیم داشت.
او می‌افزاید: «اما برای کسانی که گروه‌های خونی کمیاب دارند و اهداکنندگان بسیار کمی برایشان وجود دارد، واقعاً هیجان‌انگیز خواهد بود که بتوانیم خون بیشتری برای آنها تولید کنیم.»
منبع: بی بی سی
