در یک مزرعه ۳۰۰ هکتاری در مکانی نامعلوم در مناطق روستایی ویسکانسین، احاطه شده توسط مزارعی با انبار‌های بزرگ قرمز رنگ و حاشیه‌دار شده با کاسنی‌های وحشی آبی و گل‌های طلایی، برخی از نازپرورده‌ترین خوک‌های جهان زندگی می‌کنند.
آنها برای محافظت از ویروس‌هایی که خوک‌های ماده می‌توانند حمل کنند، با عمل سزارین به دنیا می‌آیند و به همان دلیل به جای شیر مادر، با شیشه شیر تغذیه می‌شوند. آنها در روزهای اول زندگی‌شان زیر نورهای گرم‌کننده نگهداری می‌شوند و به صورت شبانه‌روزی تحت نظر هستند، به آنها اسباب‌بازی و مارشمالو به عنوان خوراکی داده می‌شود.
اما آنها مانند سایر خوک‌ها نمی‌توانند بیرون بروند و در خاک بازی کنند. آنها کلون هستند و از نظر ساختاری ضعیف هستند، به طور ژنتیکی مهندسی شده‌اند تا کلیه‌ها، قلب‌ها و کبدهایی سازگارتر با بدن انسان داشته باشند.
این خوک‌های مینیاتوری بخشی از یک آزمایش علمی جسورانه هستند که از پیشرفت‌های شبیه‌سازی و ویرایش ژن برای تحقق بخشیدن به رویای دیرینه پیوند عضو از حیوان به انسان (xenotransplantation) - انتقال کلیه‌ها، قلب‌ها، کبدها و سایر اندام‌های حیوانات به انسان‌هایی که به آنها نیاز دارند - بهره می‌برد.
موفقیت می‌تواند ثروت زیادی را برای دو شرکت بیوتکنولوژی که در این زمینه پیشرو هستند، یعنی eGenesis مستقر در کمبریج، ماساچوست و Revivicor مستقر در بلکسبرگ، ویرجینیا، متعلق به شرکت United Therapeutics Corporation، به ارمغان بیاورد. تقاضا برای اعضای بدن بسیار زیاد است.
بیش از ۱۰۰,۰۰۰ آمریکایی در لیست انتظار برای دریافت عضو اهدایی هستند که بیشتر آنها به کلیه نیاز دارند. سالانه تنها ۲۵,۰۰۰ کلیه اهدایی انسانی در دسترس قرار می‌گیرد. به طور متوسط، روزانه دوازده آمریکایی در لیست انتظار کلیه جان خود را از دست می‌دهند.
دانشمندان ابتدا اندام‌های خوک اصلاح‌شده ژنتیکی را به حیوانات دیگر و سپس به بیماران مرگ مغزی پیوند زدند. در سال ۲۰۲۲، محققان اجازه یافتند که این اندام‌ها را به چند بیمار بدحال و سپس، سال گذشته، به افراد سالم‌تر پیوند بزنند.
اکنون، برای اولین بار، یک مطالعه بالینی رسمی از این روش آغاز شده است.
مایک کرتیس، رئیس و مدیر اجرایی eGenesis گفت: «فقط تصور کنید، شما بیماری کلیوی دارید و می‌دانید که کلیه‌هایتان از کار خواهند افتاد، و یک کلیه خوک در انتظار شماست - و شما هرگز دیالیز را تجربه نخواهید کرد.»
او آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کند که در آن مهندسی ژنتیک، اندام‌های خوک را آنقدر با انسان سازگار می‌کند که بیماران مجبور نباشند داروهای قوی‌ای مصرف کنند که از پس زدن عضو جلوگیری می‌کنند اما آنها را در برابر عفونت‌ها و سرطان آسیب‌پذیر می‌کنند.
به نوزادانی که با نقایص جدی قلبی متولد می‌شوند، ممکن است به طور موقت قلب خوک داده شود تا زمانی که منتظر قلب اهدایی انسانی باشند. کبد خوک می‌تواند به عنوان پلی برای کسانی که نیاز به کبد انسانی دارند، عمل کند.
برخی از دانشمندان استدلال می‌کنند که یک الزام اخلاقی برای پیشبرد این موضوع وجود دارد.
دکتر دیوید کی. سی. کوپر، که در هاروارد به مطالعه پیوند عضو از حیوان به انسان می‌پردازد و مشاور eGenesis است، پرسید: «آیا اخلاقی است که اجازه دهیم هزاران نفر هر سال در لیست انتظار بمیرند، در حالی که چیزی داریم که می‌تواند جان آنها را نجات دهد؟»
«من فکر می‌کنم این موضوع دارد از نظر اخلاقی غیرقابل قبول می‌شود که اجازه دهیم مردم بمیرند، در حالی که یک درمان جایگزین وجود دارد که بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد.»
اما منتقدان می‌گویند که پیوند عضو از حیوان به انسان یک تلاش متکبرانه و غیرعملی است که هدف آن حل کمبود عضو با فناوری است، در حالی که یک راه حل ساده‌تر وجود دارد: گسترش عرضه اعضای انسانی با تشویق بیشتر به اهدای عضو.
و پیوند عضو از حیوان به انسان با سوالات بی‌پاسخ زیادی همراه است.
خوک‌ها می‌توانند حامل عوامل بیماری‌زایی باشند که می‌توانند به انسان منتقل شوند. به عنوان مثال، اگر یک ویروس کشنده در بیماران پیوندی ظاهر شود، می‌تواند با پیامدهای فاجعه‌باری گسترش یابد.
کریستوفر بوبیر، متخصص اخلاق زیستی از کالج پزشکی دانشگاه مرکزی میشیگان، هشدار داد که ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها طول بکشد تا علائم مشاهده شوند.
او گفت: «یک انتقال بالقوه بیماری مشترک بین انسان و دام می‌تواند در هر زمانی پس از پیوند - تا ابد - رخ دهد.» وی افزود که اعتقاد بر این است که این خطر کم است، «اما صفر نیست.»
در واقع، کالبد شکافی مردی اهل مریلند که اولین بیماری بود که قلب خوک دریافت کرد، نشان داد که یک سیتومگالوویروس خوکی در این اندام وجود داشته که علی‌رغم آزمایش‌های دقیق، قبل از پیوند شناسایی نشده بود. یک ویروس بسیار نزدیک به آن، انسان‌ها را آلوده می‌کند.
هیچ کس نمی‌داند که یک عضو از یک خوک اصلاح‌شده ژنتیکی چقدر هزینه دارد و آیا برنامه‌های بیمه آن را پوشش می‌دهند یا خیر.
اما بسیاری از بیماران مبتلا به نارسایی عضو، که هر روز در میان، چهار ساعت به دستگاه دیالیز متصل هستند، در این خوک‌های کوچک امید به بازگشت به زندگی عادی را می‌بینند. یکی از بیماران دیالیزی در یک نظرسنجی ملی گفت: «امید من به پیوند عضو از حیوان به انسان قوی‌تر از ترس من از خطرات آن است.»
دی‌ان‌ای ویرایش شده
دانشمندان به یک دلیل ساده تصمیم گرفتند از اندام‌های خوک‌های اصلاح‌شده ژنتیکی، به جای شامپانزه‌ها یا بابون‌ها استفاده کنند: پرورش خوک‌ها آسان‌تر است و در شش ماه بالغ می‌شوند و اندازه اندام‌های آنها با انسان بالغ سازگار است.
در eGenesis، سلول‌های خوک با ایجاد بریدگی‌هایی از گوش خوک جمع‌آوری می‌شوند. دانشمندان دی‌ان‌ای این سلول‌ها را همانطور که ممکن است یک نسخه خطی را ویرایش کنند، ویرایش می‌کنند: اضافه کردن برخی ژن‌ها، حذف برخی دیگر و تغییر دادن برخی دیگر.
خوک‌های eGenesis ده‌ها ویرایش ژنی دریافت کرده‌اند. Revivicor خوک‌هایی با ۱۰ ویرایش ژنی و خوک‌های دیگری با یک ویرایش ژنی تولید می‌کند.
این شرکت‌ها جنین‌ها را از سلول‌های اصلاح‌شده شبیه‌سازی می‌کنند و آنها را در خوک‌های ماده می‌کارند، جایی که حدود چهار ماه قبل از تولد در رحم می‌مانند.
دانشمندان eGenesis ابتدا کلیه‌های خوک را به میمون‌های ماکاک پیوند زدند. این اندام‌ها از خوک‌هایی می‌آمدند که ۶۹ ویرایش ژنتیکی را پشت سر گذاشته بودند، تعدادی که شکاکان فکر می‌کردند غیرممکن است.
دکتر کرتیس گفت: «آنها گفتند، 'شما نمی‌توانید این تعداد ویرایش انجام دهید، ژنوم را به پنیر سوئیسی تبدیل خواهید کرد.'» «ما نشان دادیم که می‌توان این کار را انجام داد.»
دانشمندان به زودی ثابت کردند که میمون‌هایی که کلیه‌های خوک‌های ویرایش‌شده ژنی دریافت کرده‌اند، بیشتر از آنهایی که کلیه‌های خوک‌های دست‌نخورده دریافت کرده‌اند، عمر می‌کنند. یک ماکاک بیش از دو سال پس از پیوند زنده ماند.
ونینگ کین، معاون ارشد نوآوری در eGenesis، گفت که این «اثبات اصل» بود که این اندام «ایمن است و از زندگی پشتیبانی می‌کند.»
اما آیا در انسان کار می‌کند؟
در سال ۲۰۲۱، دانشمندان سعی کردند این موضوع را دریابند، با رویکردی رادیکال که به نظر می‌رسید از یک رمان علمی-تخیلی بیرون آمده است. با رضایت خانواده‌ها، محققان کلیه‌های خوک را به بیمارانی که مرگ مغزی شده بودند و با دستگاه تنفس مصنوعی زنده نگه داشته می‌شدند، پیوند زدند و سپس نحوه واکنش بدن آنها را ردیابی کردند.
این ایده جدید به دکتر توماس استارزل، که به عنوان پدر پیوند مدرن شناخته می‌شود و در سال ۲۰۱۷ درگذشت، نسبت داده شده است. دو جراح پیشگام این کار را امتحان کردند، اگرچه هیچ‌کدام نمی‌دانستند که دیگری چه کار می‌کند.
یکی دکتر رابرت مونتگومری، جراح کاریزماتیک در NYU Langone در شهر نیویورک بود که خودش به لطف پیوند قلب زنده است. او از عضوی از یک خوک Revivicor با یک ژن ناک‌اوت شده و بافت غده تیموس متصل به آن استفاده کرد.
جراح دوم دکتر جیمی لاک بود، که در آن زمان در دانشگاه آلاباما در بیرمنگام بود و زیر نظر دکتر مونتگومری آموزش دیده بود.
دکتر لاک اعلامیه عمومی نداد و منتظر ماند تا مقاله‌اش در یک مجله پزشکی منتشر شود. او از کلیه خوکی استفاده کرد که شش ژن انسانی به آن اضافه شده بود و چهار ژن خودش برای جلوگیری از پس زدن خاموش شده بود.
بلافاصله پس از اینکه کلیه‌های خوک به بیماران مرگ مغزی متصل شدند، اندام‌ها شروع به کار کردند، همانطور که کلیه انسان کار می‌کند - ادرار تولید می‌کنند و یک ماده زائد به نام کراتینین را از خون پاک می‌کنند.
دکتر مونتگومری یک بیمار مرگ مغزی را با کلیه خوک به مدت دو ماه با دستگاه تنفس مصنوعی نگه داشت. مطالعات موسوم به جسد، انبوهی از داده‌ها را به دست آورد. نمونه‌های خون و بیوپسی‌ها را می‌توان به دفعات مورد نیاز، بدون ایجاد مزاحمت برای بیمار زنده، گرفت.
این اطلاعات بسیار مهم است، زیرا کلیه‌ها علاوه بر تولید ادرار، عملکردهای مهمی را انجام می‌دهند: آنها خون را فیلتر می‌کنند، مواد زائد و مایعات اضافی را حذف می‌کنند و به حفظ تعادل سالم آب، نمک‌ها و مواد معدنی مانند پتاسیم کمک می‌کنند. آنها هورمون‌هایی تولید می‌کنند که فشار خون را کنترل می‌کنند، استخوان‌ها را قوی نگه می‌دارند و به ساخت گلبول‌های قرمز خون کمک می‌کنند.
دکتر مونتگومری گفت: «بخشی از چیزی که ما توانستیم با جسد دو ماهه به آن پاسخ دهیم این بود که 'آیا کلیه خوک می‌تواند همه این کارها را انجام دهد؟'»
پاسخ؟ «نه همه آنها. اما بیشتر آنها.»
او گفت: «در مورد سایر عملکردها، ما داروهایی داریم.»
در اوایل سال ۲۰۲۲، یک بیمار ۵۷ ساله در مریلند اولین انسانی شد که قلبی را که از یک خوک اصلاح‌شده ژنتیکی، تولید شده توسط Revivicor، برداشت شده بود، دریافت کرد.
دیوید بنت دارای آریتمی تهدیدکننده حیات بود و به دستگاه بای‌پس قلب و ریه متصل شده بود. اما گزینه‌های درمانی او تمام شده بود و حتی به دلیل سابقه عدم پیروی از دستورات پزشکان، اجازه ورود به لیست انتظار برای قلب اهدایی انسانی را نداشت.
هنگامی که دکتر بارتلی گریفیث، جراح در مرکز پزشکی دانشگاه مریلند، قلب خوک را به او پیشنهاد داد، مطمئن نبود که آقای بنت متوجه شده باشد.
سپس آقای بنت پرسید: «آیا من خروپف خواهم کرد؟»
قلب جدید پس از کاشته شدن شروع به پمپاژ کرد و بدن آقای بنت به آن حمله نکرد، حداقل نه بلافاصله. اما سیستم ایمنی بدن او در نهایت واکنش بسیار تهاجمی‌ای نشان داد و او حدود دو ماه بعد درگذشت.
دکتر گریفیت و همکارش دکتر محمد محی‌الدین گفتند که علت رسمی مرگ نارسایی قلبی بود، اما وضعیت سلامتی ضعیف او استفاده از داروهای ضد پس زدن را محدود کرده بود.
در سپتامبر ۲۰۲۳، دومین مرد مبتلا به بیماری لاعلاج تصمیم گرفت قلب خوک دریافت کند. لارنس فاوست، اهل فردریک، مریلند، نارسایی قلبی پیشرفته داشت. آقای فاوست، ۵۸ ساله، تنها شش هفته پس از عمل زنده ماند، اما همسرش، آن فاوست، گفت که هیچ پشیمانی ندارد.
خانم فاوست گفت: «مثل این است که شما در وسط اقیانوس هستید، و می‌توانید انتخاب کنید که آنجا بمانید تا توسط کوسه‌ها خورده شوید یا اینکه دزدان دریایی شما را نجات دهند، و در آن صورت حداقل یک شانس دارید.»
این مرگ‌ها ممکن است برای عموم مردم به معنای شکست باشد، اما جامعه پیوند عضو از حیوان به انسان خوش‌بین بود. هیچ‌کدام از بیماران یک نتیجه وحشتناک، یعنی پس زدن فوق حاد را تجربه نکردند، زمانی که بدن به عضوی پیوند شده حمله می‌کند و آن را از بین می‌برد و در عرض چند ساعت، حتی چند دقیقه، آن را سیاه می‌کند.
سال گذشته، سرعت توسعه افزایش یافت.
در مارس ۲۰۲۴، ریچارد اسلیمن، ۶۲ ساله، سرپرست بخش حمل و نقل از ویموث، ماساچوست، معروف به ریک، اولین بیماری شد که کلیه خوک اصلاح‌شده ژنتیکی به او پیوند زده شد.
او بیش از یک دهه از نارسایی کلیه رنج می‌برد و یک کلیه اهدایی انسانی از کار افتاده بود. او به بیماری قلبی و مشکلات عروقی مبتلا شد. دکتر وینفرد ویلیامز، پزشک کلیه او در بیمارستان عمومی ماساچوست، گفت که او «ناامید شده بود.»
ظرف چند روز پس از پیوند عضو از حیوان به انسان، آقای اسلیمن در بیمارستان راه می‌رفت. یک هفته بعد، او مرخص شد - اولین بیماری که با یک عضو داخلی خوک که ادرار تولید می‌کرد و کراتینین را پاک می‌کرد، به خانه رفت. این کلیه توسط eGenesis تولید شده بود.
ماه بعد، در آوریل ۲۰۲۴، جراحان NYU Langone یک کلیه خوک Revivicor را به لیزا پیزانو، ۵۴ ساله، یک زن اهل نیوجرسی که به شدت بیمار بود و همچنین یک پمپ قلب مکانیکی کاشته شده داشت، پیوند زدند. پزشکان مجبور شدند کلیه را بردارند زیرا او دچار عوارض شد.
آقای اسلیمن در ماه مه پس از یک رویداد قلبی درگذشت، و خانم پیزانو، که هرگز بیمارستان را ترک نکرد، در ماه ژوئیه درگذشت.
دکتر مونتگومری گفت که پزشکان از هر عمل جراحی درس‌هایی آموخته‌اند.
او گفت: «ما فراموش می‌کنیم، اما اولین کسی که پیوند قلب انسانی دریافت کرد نیز ظرف دو هفته درگذشت.» (اولین پیوند قلب در سال ۱۹۶۷ توسط دکتر کریستیان بارنارد انجام شد. بیمار، لوئیس واشکانسکی ۵۳ ساله، پس از ۱۸ روز درگذشت.)
"یک برد-برد"
در ماه نوامبر، توانا لونی، ۵۳ ساله، اهل گادسدن، آلاباما، روی صندلی دیالیز خود نشسته بود که تماسی را دریافت کرد که از زمانی که سال‌ها پیش گزارش‌های خبری در مورد کلیه‌های خوک را شنیده بود، منتظرش بود.
خانم لونی دچار نارسایی کلیه شده بود. اما او همچنین آنتی‌بادی‌هایی داشت که احتمال پس زدن عضو را افزایش می‌داد، به این معنی که احتمالاً کلیه اهدایی انسانی دریافت نمی‌کرد.
دکتر لاک تماس می‌گرفت تا به او بگوید که یک کلیه خوک در نیویورک منتظر اوست.
خانم لونی در مصاحبه‌ای گفت: «من گفتم، 'اما کریسمس چی؟'» «دکتر لاک گفت، 'این بهترین هدیه کریسمسی خواهد بود که تا به حال گرفته‌ای.'»
کلیه جدید زندگی خانم لونی را تغییر داد. او دیگر نیازی به دیالیز نداشت و می‌توانست دوباره ادرار کند. فشار خون او نرمال شد، حالت تهوع او فروکش کرد، اشتهای او دوباره برگشت و توانست ۹ یا ۱۰ بلوک شهری را به سرعت راه برود.
او اخیراً هنگام صرف شام گفت: «دیالیز خیلی از من انرژی می‌گرفت، احساس می‌کردم باید برای زنده ماندن بجنگم.» «اکنون صدای من قوی است، انرژی من قوی است، صدای من متفاوت است - این یک برد-برد است.»
خانم لونی اولین بیماری بود که به مرز سه ماه رسید و ماه گذشته به خانه خود در آلاباما پرواز کرد.
در ماه ژانویه، جراحان بیمارستان عمومی ماساچوست یک کلیه خوک eGenesis را به تیم اندروز ۶۶ ساله، اهل کنکورد، نیوهمپشایر پیوند زدند. آقای اندروز برای اولین مشاوره قبل از جراحی با ویلچر برده شد - و به اندازه کافی احساس خوبی داشت که تا زمان ترک اتاق ریکاوری، یک رقص کوتاه تپ انجام دهد.
سازمان غذا و دارو به Revivicor چراغ سبز داده است تا یک کارآزمایی بالینی رسمی را آغاز کند که می‌تواند راه را برای استفاده معمول و تایید شده از کلیه‌های خوک هموار کند. eGenesis نیز مجوز مطالعه مجموعه‌ای از بیماران را دریافت کرد که آقای اندروز اولین آنها بود.
با نزدیک شدن به واقعیت پیوند معمول اندام‌های خوک، محققان به طور جدی با معضلات اخلاقی دست و پنجه نرم می‌کنند.
متخصصان اخلاق زیستی پرسیده‌اند که چگونه می‌توان شرکت‌کنندگان در کارآزمایی را به درستی از خطرات این روش مطلع کرد، در حالی که ناشناخته‌های زیادی وجود دارد. به عنوان مثال، برخلاف شرکت‌کنندگان در هر کارآزمایی بالینی دیگر، بیماران پیوند عضو از حیوان به انسان باید با نظارت مادام‌العمر موافقت کنند و نمی‌توانند از کارآزمایی خارج شوند.
بستگان و مراقبان نیز باید از خطرات احتمالی مطلع شوند، زیرا اگر یک عامل بیماری‌زا از گونه‌ها عبور کند، می‌توانند جزو اولین افراد آلوده باشند.
برای به حداقل رساندن خطر سرریز بیماری حیوانی، اندام‌ها از خوک‌هایی تهیه می‌شوند که در تاسیسات عاری از عوامل بیماری‌زا با رژیم‌های بسیار سخت‌گیرانه‌تر از مزرعه ویسکانسین متولد و پرورش یافته‌اند.
این شرکت‌ها بیماران مبتلا به نارسایی کلیه را که به دیالیز وابسته هستند و نسبتاً سالم هستند، اما به دلیل سن یا یک بیماری پزشکی دیگر، واجد شرایط دریافت عضو اهدایی انسانی نیستند، جذب خواهند کرد.
نگرانی‌هایی در مورد برابری نیز مطرح شده است. مراکز پزشکی با تماس‌های بیمارانی که التماس می‌کنند نفر بعدی باشند، مواجه شده‌اند. اما چه کسی اولین کسی خواهد بود که اندام‌های خوک را دریافت می‌کند؟ بار بیماری مزمن کلیه به طور نامتناسبی بر دوش آمریکایی‌های رنگین‌پوست است.
دکتر پیتر ریز، مدیر موسس مرکز علوم پیوند واندربیلت، که به عنوان مشاور بدون حقوق eGenesis خدمت کرده است، گفت: «هنگامی که نوآوری‌ها عرضه می‌شوند، معمولاً این افراد ثروتمند هستند که قبل از هر کس دیگری آنها را دریافت می‌کنند.»
برخی از منتقدان به شبیه‌سازی حیوانات برای اندام‌هایشان به عنوان اقدامی غیراخلاقی اعتراض دارند. با این حال، ایالات متحده تقریباً ۱۵۰ میلیون خوک برای مصرف در سال پرورش می‌دهد.
در حال حاضر، مراقبان در مرکز eGenesis در ویسکانسین اطمینان می‌دهند که خوک‌های نازپرورده بهترین زندگی خود را دارند.
این حیوانات که بسیار اجتماعی هستند، همیشه با خوک‌های دیگر تماس «پوزه به پوزه» دارند. و آنها به خوبی تغذیه می‌شوند، حتی اگر اغلب وانمود می‌کنند که یک وعده غذایی را از دست داده‌اند تا توجه بیشتری جلب کنند.