سلول‌های خونی مهندسی‌ شده که از طریق یک اصلاح ساده در گلبول‌های قرمز اهدایی ساخته شده‌اند، می‌توانند به حل کردن مشکل تطابق گروه خونی کمک کنند و حتی راه را برای انتقال خون بین گونه‌ها هموار سازند.

به نقل از ادونسد ساینس نیوز، تقاضای زیادی برای خون اهدایی وجود دارد؛ به طوری که صلیب سرخ تخمین می‌زند تنها سه درصد از بزرگسالان واجد شرایط سالانه خون اهدا می‌کنند. آسیب‌های تروماتیک، بیماری‌ها یا جراحی‌های معمول، همگی به انتقال خون اهدایی نیاز دارند و این ذخیره دائما در معرض تهدید است.

محدودیت در ذخیره‌سازی، مشکل را تشدید می‌کند. گلبول‌های قرمز خون که اکسیژن را حمل می‌کنند، شکننده هستند و در طول اقدامات پزشکی و فرآیند انجماد برای نگهداری بلندمدت می‌توانند به راحتی آسیب ببینند. همچنین گلبول‌های قرمز، پروتئین‌هایی به نام آنتی‌ژن را روی سطح خود دارند که تعیین‌کننده گروه خونی هستند و خون اهدایی باید به دقت با آنها مطابقت داده شود. در غیر این صورت، این روش کشنده خواهد بود.

غلبه بر این چالش‌ها و ایجاد یک منبع پایدارتر و جهانی خون، هدف یک گروه بین‌المللی است که در چین، آمریکا و اروپا کار می‌کنند. آنها برای رسیدن به هدف خود، از پلانکتون‌های کوچک موسوم به «دیاتوم‌« الهام گرفتند که سیلیس را در بدن خود برای تشکیل یک پوسته معدنی ترکیب می‌کنند.

«وی ژو»(Wei Zhu) پژوهشگر «دانشگاه فناوری جنوب چین»(SCUT) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: هدف ما توسعه کامپوزیت‌های مواد حیاتی است که فرآیندهای بیولوژیکی یا موجودات زنده مانند سلول‌ها و بافت‌ها را با مواد یا فناوری‌های مصنوعی ادغام می‌کنند.

ژو و همکارانش پیشتر بررسی کردند که سیلیس متراکم -یک ترکیب شیمیایی سیلیکون و اکسیژن- چگونه در اطراف ساختارهای سلولی، دستگاه میکروسکوپی سلول‌ها را بدون ایجاد اختلال در عملکردها تداوم می‌بخشد.

سلول‌های خونی، هدف آشکار بعدی برای ژو بودند. دادن یک پوشش از سیلیس به گلبول‌های قرمز برای محافظت در برابر مواد سمی و فشارهای ناشی از انتقال مکانیکی یا انجماد، به آنها کمک می‌کند تا نسبت به ذخیره‌سازی انعطاف‌پذیرتر شوند. ژو گفت: این روش از نظر فنی ساده است و به تجهیزات پیچیده نیاز ندارد. همچنین، کارآمد و مقیاس‌پذیر است.

خون با یک معرف سیلیفیکاسیون مخلوط می‌شود و یک مرحله شست‌وشو را پشت سر می‌گذارد. در سطح مولکولی، ترکیبات سیلیکا به سطح سلول‌های خون متصل می‌شوند و سپس با پروتئین‌های سطح سلول مجاور واکنش نشان می‌دهند که باعث می‌شود سیلیس در دماهای پایین به صورت خوشه‌ای و متراکم درآید و یک پوسته پیوسته را ایجاد کند. ژو گفت: این یک فرآیند ساده، ارزان و قابل کنترل است که می‌توان آن را در هر آزمایشگاهی با حداقل تجهیزات و بدون تخصص انجام داد.

در آزمایش‌هایی که روی موش‌های صحرایی و موش‌های عادی انجام شد، پژوهشگران دریافتند آنتی‌ژن‌های روی سطح که معمولا با گیرنده گروه خونی متفاوت واکنش نشان می‌دهند، متوقف شده‌اند اما خون همچنان عملکردهای اساسی خود را انجام می‌دهد.

سلول‌های مهندسی‌شده بدون توجه به تطابق گروه خونی در طول پیوند کبد موش مورد استفاده قرار گرفتند و حتی برای انتقال بین گونه‌ها در موش با خون انسان کار کردند. به گفته ژو، این پیشرفت می‌تواند تحولی را در برنامه‌های بالینی آینده ایجاد کند.

مراحل بعدی برای خون مهندسی‌شده، آزمایش‌های بالینی و ارزیابی‌های بیشتر درباره نحوه عملکرد سلول‌ها در بدن است. به گفته ژو، برای دستیابی به هدف استفاده از این خون در مقیاس گسترده باید گروه‌های بیمار و خطر عوارض جانبی بیشتر درک شود.

ژو و همکارانش در حال تلاش برای بهبود فضای ذخیره‌سازی محیطی هستند که نیاز به تغییر شکل را از بین می‌برد و دسترسی را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد و زباله‌ها را کاهش می‌دهد.

این پژوهش در مجله «PNAS» به چاپ رسید.