به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، Ken Muneoka ، استاد دانشکده دامپزشکی و علوم زیست پزشکی دانشگاه تگزاس (CVMBS) که از پیشگامان علم بازسازی اندام است، در یک مقاله که در سال 2019 در نیچر منتشر شد، برای اولین بار امکان بازسازی اندام در پستانداران را اثبات کرد. تیم او در حال حاضر در حال زیر سوال بردن ایده‌های قدیمی علمی ارائه شده در ارتباط با این موضوع هستند که پستانداران چگونه می‌توانند قسمت‌های آسیب دیده بدن خود را بازسازی کنند.

بازسازی اندام‌ها

به طور کلی فقط برخی از اندام‌ها مانند کبد و بافت‌های خاصی مانند اپیدرم ( لایه بالایی پوست) می‌توانند به طور طبیعی در انسان بازسازی شوند. ولی در گونه‌های دیگر، به ویژه سمندرها، توانایی بازسازی بخش‌های پیچیده از جمله استخوان‌ها، مفاصل و حتی کل اندام‌ها را دارند. در نتیجه، برای بیش از 200 سال است، که محققان این حیوانات را مورد مطالعه قرار داده‌اند تا تلاش کنند فرآیندهای بازسازی اندام‌ها را در آنها درک کنند، به این امید که روزی این اصول را برای ایجاد بازسازی اندام در انسان ترجمه کنند.

با توجه به اینکه در تحقیقات، امروزه وجود اعصاب را به عنوان تنها عامل مهم در بازسازی اندام می‌شناسند، ما به بررسی تاثیر سایر عوامل در این زمینه پرداختیم. طبق دو مطالعه اخیر Muneoka، اعلام کرده است که اگرچه اعصاب در سمندرها و گونه‌های دیگر برای بازسازی اهمیت دارد، اما ضرورت این عامل در مورد بازسازی در پستانداران قابل تایید نیست. اولین تحقیق این گروه که در سال 2021 در مجله تحقیقات استخوان و مواد معدنی منتشر شد، ثابت کرد که پستانداران برای بازسازی اندام، به وجود نیروی بار مکانیکی در مکان آسیب دیده نیاز دارند.

فقدان اعصاب مانع از بازسازی اندام نمی‌شود

مطالعه دوم که اخیراً در Developmental Biology منتشر شد، ثابت کرد که فقدان اعصاب مانع از بازسازی نمی‌شود. این یافته‌ها با هم، تغییر قابل توجهی را در تفکر چگونگی عملکرد بازسازی در پزشکی انسانی را نشان می‌دهند. Muneoka گفت: «آنچه این دو مطالعه نشان می‌دهند، با عقیده ضرورت وجود اعصاب برای بازسازی، مقابله می‌کند.”زیرا آنچه در پستانداران جایگزین آن می‌شود این است که شما به وجود بار مکانیکی در ناحیه عضو آسیب دیده نیاز دارید، نه اعصاب."

اهمیت بار مکانیکی

دانشمندان مدت‌ها بر این باور بودند که دو چیز باید در یک منطقه آسیب‌دیده وجود داشته باشد تا بتواند در پستانداران بازسازی شود. اولی‌فاکتورهای رشد هستند که مولکول‌هایی هستند که می‌توانند سلول‌ها را برای رشد مجدد و بازسازی قسمت‌هایی از بدن تحریک‌کنند. در بازسازی طبیعی، این عوامل رشد، که از گونه ای به گونه دیگر و بر اساس منطقه در حال بازسازی متفاوت است، توسط بدن تولید می‌شود. برای بازسازی مربوط به انسان، این عوامل رشد باید به منطقه معرفی شوند. دومین عاملی که لازم بود که وجود داشته باشد، اعصاب بود. این باور توسط بسیاری از مطالعات قبلی مربوط به بازسازی اعضای انسان، اینطور پیش بینی شده بود که بدون تشکیل اعصاب در منظقه ترمیم شده، آن اندام دیگر قابل استفاده نیست. در این مطالعات اینطور نتیجه پیش‌بینی‌شده بود که وقتی فاکتورهای رشد به ناحیه آسیب معرفی شدند، ولی بازسازی صورت نگرفت، می‌توان گفت در انسان نیز مانند سایر گونه‌ها، اعصاب برای بازسازی لازم است. ولی در این مطالعات جنبه بار مکانیکی نادیده گرفته شد.

Muneoka و همکارانش در مطالعات خود تصمیم گرفتند یک گام به عقب بردارند و این سوال را بپرسند که "آیا واقعاً این تنها اعصاب است که اهمیت دارد یا کمبود بار مکانیکی نیز بخشی از معادله است؟"

الهام گرفتن از روش فضانوردان برای از بین بردن اعصاب اندام

Connor Dolan ، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه Muneoka و اولین نویسنده هر دو مطالعه جدید (که اکنون در مرکز پزشکی نظامی ملی Walter Reed کار می‌کند)، راهی برای آزمایش عصب زدایی در پستانداران ارائه کرد که از فضانوردان الهام گرفته شده بود. این تکنیک که تعلیق اندام عقبی نام دارد، توسط ناسا و دانشمندان دیگر برای چندین دهه برای آزمایش واکنش پستانداران به محیط‌های گرانش صفر استفاده شده است. با الهام از این عمل، فرآیند مشابهی در اقدامات پزشکی روی پاهای حیوانات بزرگ استفاده می‌شود تا از وارد کردن وزن حیوانات به اندام‌های آسیب دیده جلوگیری شود.

Muneoka گفت: «دولان متوجه شد که وقتی اندام‌ها آویزان می‌شوند، حتی با وجود اینکه هنوز اعصاب زیادی داشتند و می‌توانستند حرکت کنند، در واقع نمی‌توانستند به اندام‌های خود فشار بیاورند تا نوک انگشتان تولید شود.» "بنابراین همین نبود نیرو و فشار وزن، به طور کامل از بازسازی نوک انگشتان جلوگیری کرد." با این حال، به محض بازگشت بار مکانیکی، بازسازی عضو شروع می‌شد. Muneoka  گفت: «مطمئناً هیچ اتفاقی برای ایجاد عضو جدید، در طول تعلیق نمی‌افتد. جالب‌تر اینکه به محض بازگشت بار، شروع بازسازی با چند هفته تأخیر شروع می‌شود.

پیامدهای تحقیق انجام شده

بنابراین انجام این آزمایش در اولین قدم ثابت کرد که حتی اگر بازسازی به اعصاب نیاز داشته باشد، بارگذاری مکانیکی  نیز یک جزء حیاتی در بازسازی است. Muneoka گفت: "تعدادی از مطالعات روی سمندرها انجام شده است که ثابت می‌کند وقتی اعصاب را بردارید، آنها بازسازی نمی‌شوند." محققان همچنین توانسته‌اند فاکتورهای رشدی را که می‌دانند توسط اعصاب تولید می‌شوند را در سلول‌ها قرار دهند و از این طریق بازسازی را احیا کنند. او گفت: «بنابراین سمندرها احتمالاً برای بازسازی به اعصاب نیاز دارند. اما اگر بخواهیم اندام‌ها را در انسان بازسازی کنیم، خیلی بیشتر شبیه آنچه در موش‌ها اتفاق می‌افتد نیاز خواهیم داشت.» او گفت که انتشار این دو مقاله تقریباً سه سال به طول انجامید زیرا آنها در ابتدا سعی داشتند آنها را با هم ارسال کنند.

او گفت: «بسیاری از دانشمندان این ایده را قبول ندارند. زیرا شغل بسیاری از افراد واقعاً به مطالعات آنها در مورد اعصاب و تأثیر آنها بر بازسازی بستگی دارد. بنابراین  انتشار این مطالعه، ممکن است کل کاربرد بیوپزشکی آنچه مردم در سمندرها و ماهی‌ها انجام می‌دهند را به نوعی از پنجره ذهنشان بیرون ببرد.»

اکنون باید از دریچه‌ای متفاوت به بازسازی نگاه کنیم

عدم نیاز به اعصاب برای بازسازی در پستانداران ممکن است یک نکته علمی به نظر برسد. به هر حال، باید این نکته را هم مطرح کرد که اگر فرد نتواند عضو بازسازی شده را حس کند، بازسازی اندام چه فایده ای دارد؟ بنابراین از این نظر، اعصاب همچنان بخش مهمی از پازل خواهد بود. از دیدگاه Muneoka، نکته مهم این است که به جای اندیشیدن به ضرورت وجود اعصاب به عنوان یک نیاز برای بازسازی،  تاثیر عوامل دیگر را هم  بررسی کنیم و پررنگ نشان دهیم.

Larry Suva، رئیس دپارتمان فیزیولوژی و فارماکولوژی دامپزشکی CVMBS’، می‌گوید مسئله مهم مطرح شده این است که قبلاً هیچ‌کس حتی به جنبه بار فکر نمی‌کرد و اگر عضوی قطع می‌شد، فکر می‌کردند چون عصب آسیب دیده است، آن اندام دوباره تولید نمی‌شود. همانطور که Suva می‌گوید، علم پر از افرادی است که به دنبال انجام بهترین کا‌رها هستند  به نحوی که راه را برای بقیه روشن کند. او گفت: "من روی استخوان‌ها کار می‌کنم، بنابراین وقتی مشکلی می‌بینم، تنها به جنبه مشکل استخوان نگاه می‌کنم." "افرادی که روی اعصاب کار می‌کنند، تنها چیزی که به آنها نگاه می‌کنند اعصاب است. بنابراین بسیار نادر است که فردی مانند دکتر Muneoka یک گام به عقب بردارد و دیدگاه جامع تری داشته باشد. ما اکنون باید از دریچه ای متفاوت به بازسازی نگاه کنیم زیرا اکنون می‌دانیم که تأثیرات مکانیکی بسیار مهم است.»

بکارگیری فاکتورهای رشد عصبی

یکی از نتایج تحقیقات متمرکز بر اعصاب این است که دانشمندان توانسته‌اند فاکتورهای رشدی را که اعصاب تولید می‌کنند بازآفرینی کنند، که به محققان این امکان را می‌دهد که حتی اگر اعصاب وجود نداشته باشند، بازسازی در سمندرها را شروع کنند، Suva گفت که با این یافته‌های جدید، دانشمندان اکنون می‌دانند که اگر بخواهند باززایی را در پستانداران آغاز کنند، باید همین کار را با جنبه بار مکانیکی انجام دهند. او گفت: «دانشمندان قبلاً توانسته‌اند با انجام روش‌هایی بدن را فریب دهند تا فکر کند اعصاب هنوز وجود دارند، اما اکنون آنها می‌دانند که باید همزمان آن را فریب دهند تا فکر کند که بار مکانیکی هم وجود دارد، کاری که قبلا انجام نشده است. از آنجایی که سلول‌ها تحت بار مکانیکی واکنش متفاوتی از خود نشان می‌دهند، به نوعی، این بار به صورت بیوشیمیایی در داخل سلول ترجمه می‌شود.

آیا بازسازی کامل انسان ممکن است؟

تا بازسازی کامل انسان ممکن است، راه درازی در پیش باشد، اما Suva می‌گوید که این نوع تغییر اساسی در تفکر، یک نشانه روشن در جاده پیشرو است. او گفت: "بازسازی اندام انسان ممکن است هنوز علمی تخیلی باشد، اما اکنون ما حقایقی در مورد آن بدست آوردیم، اینکه برای ایجاد این احیا، باید بار مکانیکی و عوامل رشد را باهم داشته باشیم." دانستن این موضوع چگونگی حل این مشکل را توسط دانشمندان و مهندسان آینده تغییر می‌دهد.

پایان مطلب/.