ECaBox: دستگاهی پیشگام که میتواند پیوند چشم را امکانپذیر کند
پژوهشگران یک دستگاه پرفیوژن (سیرکولاسیون مایع) انقلابی ساختهاند که میتواند چشمهای اهداکننده را «احیا» کند و بهطور بالقوه بزرگترین مانع در پیوند چشم را از میان بردارد. این فناوری با شبیهسازی جریان خون بیولوژیکی، مرزهای جدیدی را در حفظ شبکیه و تحقیقات پزشکی میگشاید.
نحوه شبیهسازی حیات بیولوژیکی توسط ECaBox
دستگاه «چشم در جعبه مراقبت» (ECaBox) که توسط پیا کُسما و تیم او در مرکز تنظیم ژنوم در اسپانیا توسعه یافته است، با رساندن مایعی غنی از اکسیژن مستقیماً از طریق شریانی که بهطور معمول خون را به چشم میرساند، عمل میکند. این دستگاه بهگونهای مهندسی شده است که بهعنوان یک ریزمحیط (micro-environment) کنترلشده عمل کند؛ چشم روی یک بستر تخصصی قرار میگیرد که مایعات اضافی از آن تخلیه میشود و کل واحد برای حفظ سطوح دقیق دما و فشار، آببندی شده است. یک پنجره شفاف به پژوهشگران اجازه میدهد تا بدون شکستن مهر و موم استریل، چشم را بهصورت لحظهای (real-time) مشاهده و تصویربرداری کنند.
این روش یک نقطه شکست بحرانی در حفظ اندام را هدف قرار میدهد. در آزمایشهای اولیه با استفاده از چشمهای خوک — که به دلیل شباهت آناتومیک به انسان انتخاب شده بودند — پژوهشگران دریافتند که روشهای استاندارد سرمایش شکست میخورند. حتی در دمای ۴ درجه سانتیگراد (۳۹ درجه فارنهایت)، چشمها در عرض ۲۴ ساعت شروع به تخریب و از دست دادن ساختار سلولی کردند. در مقابل، چشمهایی که از طریق پرفیوژن ECaBox نگهداری میشدند، بهطور قابلتوجهی زندهتر (viable) باقی ماندند.
بازگرداندن حساسیت به نور و عملکرد سلولی
یکی از شگفتانگیزترین یافتهها در طول مرحله آزمایش، بازگشت پاسخ حسی بود. در حالی که چشمهای خوکِ تیمارنشده تقریباً بلافاصله پس از جدا شدن از میزبان زنده، توانایی پاسخگویی به نور را از دست میدهند، چشمهای تحت درمان با ECaBox تنها پس از ۱۵ دقیقه پرفیوژن، این توانایی را دوباره به دست آوردند. برخی از چشمهای درمانشده این عملکرد را برای بیش از ۱۰ ساعت حفظ کردند.
این تیم با موفقیت از مدلهای حیوانی به سوژههای انسانی انتقال یافت و دستگاه را روی ۱۲ چشم جمعآوریشده از شش اهداکننده متوفی آزمایش کرد. در یک مطالعه کنترلشده که در آن یک چشم از هر جفت در ECaBox قرار گرفت و چشم دیگر بدون درمان رها شد، چشمهای پرفیوژنشده حفظ کیفیت برتری را نشان دادند، بهویژه در رابطه با یکپارچگی شبکیه.
مسیر به سوی پیوند موفقیتآمیز کل چشم
هدف نهایی ECaBox پر کردن شکاف بین پیوند جراحی و بازگرداندن واقعی بینایی است. اگرچه پیوند کل چشم قبلاً امتحان شده است — بهویژه در مه ۲۰۲۳ توسط NYU Langone، که در آن مردی پیوند بخشی از صورت و چشم را دریافت کرد — اما گیرنده قادر به دیدن از طریق چشم جدید نبود. چالش اصلی همچنان حفظ بافتهای حساس عصبی و شبکیهای است که برای انتقال سیگنالهای بینایی به مغز مورد نیاز هستند.
اگر ECaBox بتواند این بافتها را در سطح بالایی از زیستپذیری حفظ کند، میتواند امکانپذیری چنین جراحیهایی را متحول کند. علاوه بر این، این دستگاه یک مزیت اخلاقی بزرگ دارد: پلتفرمی را برای مطالعه درمانها و آسیبشناسیهای چشم روی بافتهای اهداکننده انسانی، بدون نیاز به آزمایش روی حیوانات زنده، فراهم میکند.
توسعههای آتی و مقیاسپذیری بالینی
تیم تحقیقاتی از هماکنون به دنبال نسل بعدی این فناوری است. آنها با هدف به حداکثر رساندن فرصت زمانی برای پیوند، قصد دارند نسخهای قابل حمل از ECaBox را برای استفاده در اتاق عمل توسعه دهند. این امر اجازه میدهد تا پرفیوژن فوری چشمهای اهداکننده در حالت «ضربان قلب» (تازه از بدن جدا شده) انجام شود و تخریب رخداده بین لحظه مرگ و لحظه حفظ بافت را به حداقل برساند.
نکات کلیدی
- پرفیوژن اکسیژنرسان: ECaBox از یک مایع غنی از اکسیژن که از طریق شریان چشمی منتقل میشود، برای جلوگیری از انقباض سلولی و تخریب ساختاری استفاده میکند.
- بازگشت حسی: برخلاف روشهای سنتی سرمایش، پرفیوژن ECaBox میتواند حساسیت به نور را در چشمها ظرف ۱۵ دقیقه پس از درمان بازگرداند.
- پتانسیل بالینی: فراتر از تسهیل پیوند کل چشم، این دستگاه جایگزینی غیر حیوانی برای تحقیقات با دقت بالا بر روی شبکیه انسان فراهم میکند.