خون طلایی چیست و چرا دانشمندان در تلاش هستند تا نایاب‌ترین گروه خونی جهان را در آزمایشگاه بسازند؟

تنها یک نفر از هر شش میلیون نفر دارای گروه خونی فاقد آنتی‌ژن‌های ار هاش است. اکنون پژوهشگران می‌کوشند این گروه خونی را در آزمایشگاه تولید کنند، به امید آن‌که بتواند جان انسان‌ها را نجات دهد.

کد خبر: ۸۹۵۴۶۹

تاریخ: ۲۶ آبان ۱۴۰۴ - ۱۶:۳۰

بی‌بی‌سی: تنها یک نفر از هر شش میلیون نفر دارای گروه خونی فاقد آنتی‌ژن‌های ار هاش است. اکنون پژوهشگران می‌کوشند این گروه خونی را در آزمایشگاه تولید کنند، به امید آن‌که بتواند جان انسان‌ها را نجات دهد.

تزریق خون، پزشکی مدرن را متحول کرده است. اگر بدشانس باشیم و دچار جراحت یا نیازمند جراحی جدی شویم، خونی که دیگران اهدا کرده‌اند می‌تواند نجات ‌بخش باشد.

اما همه نمی‌توانند از این روش خارق‌العاده بهره‌مند شوند. کسانی که گروه خونی نادری دارند، برای یافتن خون اهدایی متناسب با بدنشان با مشکل روبه‌رو هستند.

یکی از نایاب‌ترین گروه‌های خونی، گروه خونی فاقد آنتی‌ژن‌های ارهاش است که تنها در میان ۵۰ نفر شناخته‌شده در جهان یافت می‌شود. اگر یکی از این افراد در سانحه‌ای نیازمند تزریق خون شود، احتمال یافتن خون مناسب بسیار اندک است. به همین دلیل، به این افراد توصیه می‌شود که خون خود را برای نگهداری طولانی ‌مدت فریز کنند.

اما با وجود نایاب بودن، این نوع خون به دلایل دیگری نیز بسیار ارزشمند است و به دلیل کاربردهایش، در میان جامعه پزشکی و تحقیقاتی، گاه از آن با عنوان «خون طلایی» یاد می‌شود.

ممکن است این نوع خون به خلق فرآیندهای تزریق خون همگانی نیز کمک کند، چرا که دانشمندان در تلاشند راهی برای غلبه بر مشکلات ایمنی بیابند که در حال حاضر، استفاده از خون‌های اهدایی را محدود می‌کند.

گروه‌های خونی چگونه طبقه‌بندی می‌شوند؟

نوع خونی که در بدن جریان دارد، براساس وجود یا عدم وجود نشانگرهای خاصی بر سطح سلول‌های قرمز خون طبقه‌بندی می‌شود.

این نشانگرها که با عنوان آنتی‌ژن شناخته می‌شوند، از پروتئین‌ها یا قندهایی تشکیل شده‌اند که از سطح سلول بیرون زده‌اند و توسط سیستم ایمنی بدن قابل شناسایی هستند.

اش توی، استاد زیست‌شناسی سلولی در دانشگاه بریستول می‌گوید: «اگر خون اهدایی حاوی آنتی‌ژن‌هایی متفاوت با خون خودتان دریافت کنید، بدن‌تان علیه آن پادتن تولید کرده و به آن حمله می‌کند.»

او می افزاید: «اگر بار دیگر همان خون را دریافت کنید، می‌تواند تهدیدی برای جان‌تان باشد.»

دو نظام گروه‌بندی خونی که بیشترین واکنش ایمنی را ایجاد می‌کنند، نظام‌های ABO و ار هاش (Rh) هستند. فردی با گروه خونی A، آنتی‌ژن‌های A بر سطح سلول‌های قرمز خون خود دارد، در حالی که کسی با گروه خونی B، آنتی‌ژن‌های B دارد. گروه خونی AB هر دو آنتی‌ژن A و B را دارد، و گروه O هیچ‌کدام را ندارد. هر گروه می‌تواند ار هاش مثبت یا ار هاش منفی باشد.

افراد با گروه خونی O منفی اغلب به‌عنوان «اهداکننده جهانی» شناخته می‌شوند، چرا که خون‌شان نه آنتی‌ژن A دارد، نه B، و نه ار هاش. اما این یک ساده‌سازی بیش از حد است.

اولا، تا اکتبر ۲۰۲۴، ۴۷ گروه خونی و ۳۶۶ آنتی‌ژن مختلف شناسایی شده‌اند. این یعنی دریافت‌کننده‌ای که خون O منفی دریافت می‌کند، همچنان ممکن است به یکی دیگر از آنتی‌ژن‌های موجود واکنش ایمنی نشان دهد، هرچند بعضی از آنتی‌ژن‌ها واکنش ایمنی بیشتری نسبت به بقیه ایجاد می‌کنند.

ثانیا، بیش از ۵۰ آنتی‌ژن ار هاش وجود دارد. وقتی گفته می‌شود فردی ار هاش منفی است، منظور آنتی‌ژن ار هاش (D) است، اما سلول‌های قرمز خون او همچنان حاوی پروتئین‌های دیگر اِر هاش هستند.

همچنین، تنوع بسیار زیادی از آنتی‌ژن‌های ار هاش در سراسر جهان وجود دارد که یافتن تطابق واقعی برای اهداکننده را، به‌ویژه برای افراد از اقلیت‌های قومی در هر کشور، دشوار می‌کند.

با این حال، افرادی که خون «بدون ار هاش» دارند، فاقد هر ۵۰ آنتی‌ژن ار هاش هستند. این افراد نمی‌توانند هیچ نوع خون دیگری دریافت کنند، اما خون «بدون ار هاش» با تمامی انواع گروه‌های خونی ار هاش سازگار است.

این ویژگی باعث می‌شود خون «بدون ار هاش» از نوع O بسیار ارزشمند باشد، چرا که اکثریت افراد می‌توانند آن را دریافت کنند، از جمله کسانی با همه انواع مختلف ABO.

در شرایط اضطراری که گروه خونی بیمار مشخص نیست، می‌توان خون «بدون ار هاش» از نوع O را با ریسک پایین واکنش آلرژیک تزریق کرد. به همین دلیل، دانشمندان در سراسر جهان به دنبال راه‌هایی برای بازتولید این «خون طلایی» هستند.

پروفسور توی می‌گوید: «آنتی‌ژن‌های ار هاش واکنش ایمنی شدیدی را تحریک می‌کنند، بنابراین اگر اصلاً هیچ‌کدام از آن‌ها وجود نداشته باشد، در واقع چیزی برای واکنش ایمنی در ارتباط با ار هاش باقی نمی‌ماند.»

او می‌افزاید: «اگر گروه خونی‌ شما O و بدون ار هاش باشد، عملا همگانی است. اما هنوز هم گروه‌های خونی دیگری هستند که باید در نظر گرفته شوند.»

تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که خون «بدون ار هاش» در نتیجه جهش‌های ژنتیکی‌ به وجود می‌آید که بر پروتئینی به نام گلیکوپروتئین وابسته به ار هاش یا ار هاشAG تاثیر می‌گذارند؛ پروتئینی که در سلول‌های قرمز خون نقش حیاتی دارد.

به نظر می‌رسد این جهش‌ها شکل این پروتئین را کوتاه می‌کنند یا تغییر می‌دهند و باعث اختلال در بروز سایر آنتی‌ژن‌های اِر هاش می‌شوند.

در یک مطالعه در سال ۲۰۱۸، پروفسور توی و همکارانش در دانشگاه بریستول توانستند خون «بدون ار هاش» را در آزمایشگاه بازسازی کنند. آن‌ها برای این کار از یک رده سلولی (جمعیتی از سلول‌هایی که در آزمایشگاه پرورش داده شده‌اند) از سلول‌های قرمز نابالغ استفاده کردند.

سپس تیم از فناوری ویرایش ژن کریسپر-کس۹ برای حذف ژن‌هایی که آنتی‌ژن‌های پنج نظام گروه خونی اصلی را کد می‌کردند استفاده کرد؛ نظام‌هایی که در مجموع مسئول عمده ناسازگاری‌های انتقال خون هستند. این شامل آنتی‌ژن‌های ABO و ار هاش و همچنین آنتی‌ژن‌های Kell، Duffy و GPB بود.

پروفسور توی می‌گوید: «ما متوجه شدیم اگر این پنج مورد را حذف کنیم، می‌توانیم سلولی فوق‌سازگار ایجاد کنیم، چون پنج گروه خونی مشکل‌ساز حذف شده بودند.»

سلول‌های خونی حاصل، با تمام گروه‌های خونی رایج و همچنین گروه‌های نادری مانند «بدون ار هاش» و فنوتیپ بمبئی که از هر چهار میلیون نفر، تنها یکی آن را دارد، سازگار خواهد بود.

افراد با این گروه خونی نمی‌توانند خون O، A، B یا AB دریافت کنند.

با این حال استفاده از فناوری‌های ویرایش ژن همچنان در بسیاری از نقاط جهان بحث‌برانگیز و تحت نظارت شدید است. به همین دلیل ممکن است تا زمانی که این نوع خون فوق‌سازگار به‌صورت بالینی در دسترس قرار گیرد، زمان زیادی باقی مانده باشد.

این روش باید مراحل متعددی از آزمایش‌ها و کارآزمایی‌های بالینی را طی کند تا تایید شود.

تیم او امیدوار است که با استفاده از این خون‌ها، رده‌های سلولی‌ ایجاد کند که بتوان در آزمایشگاه آن‌ها را برای تولید نامحدود سلول‌های قرمز خون پرورش داد. این خون‌های آزمایشگاهی می‌توانند در فریزر ذخیره شوند تا در مواقع اضطراری در اختیار افراد با گروه‌های خونی نادر قرار گیرند.

پروفسور توی امیدوار است که بتوان بانک‌هایی از خون نادر در آزمایشگاه ایجاد کرد، بدون نیاز به ویرایش ژن. هرچند ممکن است این فناوری در آینده نقش مهمی ایفا کند.

او می‌گوید: «اگر بدون ویرایش بتوانیم این کار را انجام دهیم، عالی‌ست. اما ویرایش، یکی از گزینه‌های ماست.»

او می‌افزاید: «بخشی از کار ما این است که اهداکنندگان را با دقت انتخاب کنیم تا همه آنتی‌ژن‌های آن‌ها تا حد امکان با بیشتر مردم سازگار باشد. سپس احتمالاً نیاز به ویرایش ژن داریم تا آن را برای همه سازگار کنیم.»

این سلول‌های بنیادی ویژگی‌هایی شبیه سلول‌های بنیادی جنینی دارند و در شرایط مناسب می‌توانند به هر سلولی در بدن انسان تبدیل شوند.

برای مثال، دانشمندان دانشگاه لاوال در کبک، کانادا، اخیراً سلول‌های بنیادی خونی را از اهداکنندگانی با گروه خونی A مثبت استخراج کردند. سپس با استفاده از کریسپر-کس۹، ژن‌های کدکننده آنتی‌ژن‌های A و ار هاش را حذف کردند و سلول‌های قرمز نابالغ «بدون ار هاش» از نوع O تولید کردند. پژوهشگران در بارسلون، اسپانیا، نیز اخیراً سلول‌های بنیادی را از اهداکننده‌ای با خون «بدون ار هاش» گرفته و با استفاده از کریسپر-کس۹، نوع خونی او را از A به O تبدیل کردند تا سازگاری بیشتری داشته باشد.

او می‌گوید: «تولید ژن‌های خاص گروه خونی ممکن است باعث فروپاشی غشای سلولی یا کاهش کارایی در تولید سلول‌های قرمز در محیط کشت شود.»

در حال حاضر، پروفسور توی به‌طور مشترک سرپرستی کارآزمایی «ریستور» را بر عهده دارد؛ نخستین کارآزمایی بالینی جهان که ایمنی تزریق سلول‌های قرمز خون پرورش‌یافته مصنوعی در آزمایشگاه از سلول‌های بنیادی اهداکنندگان را بررسی می‌کند.

خون مصنوعی مورد استفاده در این کارآزمایی به هیچ وجه ویرایش ژنی نشده بود، اما رسیدن به مرحله‌ای که بتوان آن را روی انسان آزمایش کرد، ۱۰ سال تحقیق نیاز داشت.

پروفسور توی می‌گوید: «در حال حاضر، خون‌گیری از بازوی یک نفر بسیار کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است، و بنابراین ما برای آینده قابل پیش‌بینی به اهداکنندگان خون نیاز خواهیم داشت.»

او می‌افزاید: «اما برای کسانی با گروه‌های خونی نادر که تعداد اهداکنندگان بسیار کمی برای‌شان وجود دارد، اگر بتوانیم برای‌شان خون بیشتری پرورش دهیم، واقعاً هیجان‌انگیز خواهد بود.»