مایلم راجع به بیماری به نام دونا با شما صحبت کنم.
در این عکس، دونا در اواسط ۷۰ سالگی بود،
یک زن قوی و سالم،
سرپرست یک خاندان بزرگ بود.
با وجود این، او سابقه خانوادگی بیماری قلبی داشت.
و یک روز، دچار حملهی ناگهانی درد قفسه سینه شده بود.
اما متاسفانه به جای اینکه به دنبال مراقبتهای پزشکی باشد،
دونا در حدود ۱۲ ساعت به تخت خود رفت تا درد از بین برود.
دفعه بعد که به دیدن پزشک خود رفت،
از او یک نوارقلب گرفت،
که نشان داد او حملهی بزرگ قلبی داشته است،
یا «سکته قلبی» در زبان پزشکی.
بعد از این حمله قلبی، دونا هیچ وقت مثل سابق نشد.
میزان انرژی او به تدریج کاهش یافت.
نمیتوانست فعالیتهای فیزیکی زیادی را که پیش از این از آن لذت میبرد انجام دهد.
به جایی رسید که نمیتوانست با نوههایش همراه شود،
و تا انتهای ورودی رفتن هم برایش کار زیادی بود
تا نامهها را بردارد.
یک روز، که نوهاش آمد تا سگ را برای پیادهروی بیرون ببرد،
مادر بزرگش را روی صندلی مرده یافت.
پزشکان گفتند که این یک بی نظمی قلب بود که متعاقبا به نارسایی قلبی منجر شد.
اما آخرین چیزی که باید به شما بگویم
این است که دونا فقط یک بیمارعادی نبود.
دونا مادرم بود.
متاسفانه داستانهایی مانند داستان ما بسیار رایج هستند.
بیماریهای قلبی قاتل شماره یک در کل دنیا هستند.
در ایالات متحده،
رایج ترین دلیل بستری شدن بیماران در بیمارستان هستند،
و هزینه شماره یک مراقبت سلامتیمان است.
ما بالغ بر ۱۰۰ میلیارد دلار-- بیلیون با "B" --
در این کشور سالانه
صرف مداوای بیماریهای قلبی میکنیم.
تنها برای اشاره باید بگویم بیش از دو برابر بودجه سالانه
ایالت واشنگتن.
چه باعث شده این بیماری این قدر کشنده باشد؟
خب، همه چیز با این حقیقت شروع میشود که قلب کوچکترین
عضو احیا کننده در بدن انسان است.
حالا حمله قلبی زمانی اتفاق میافتد که یک لخته خونی در شریان کرونری
که خون را به دیوارهی قلب میرساند، شکل میگیرد.
این لخته جریان خون را مسدود میکند،
و ماهیچه قلب به لحاظ سوختوساز خیلی فعال است،
بنابراین خیلی سریع میمیرد،
فقط در عرض چند ساعت بعد از مختل شدن جریان خون آن.
از آنجا که ماهیچههای جدید قلب نمیتوانند رشد کنند،
با شکل گیری زخم درمان میشود.
این روند در اندازه عضلهی قلب بیمار
نقصی ایجاد میکند.
و در بسیاری از مردم، پیشرفت بیماری آنها به نقطه ای میرسد
که قلب دیگر نمیتواند به تقاضای بدن برای جریان خون ادامه دهد.
این عدم تعادل بین عرضه و تقاضا، مهمترین علت نارسایی قلبی است.
بنابراین وقتی با مردم درباره این مشکل صحبت میکنم.
اغلب شانه بالا میاندازند و و اینطور واکنش نشان میدهند که
«خب، میدانی چاک، بالاخره ما هم باید به یک دلیلی بمیریم.»
(خنده حضار)
اما پیام این جمله برای من این است که
که ما خودمان را تسلیم وضع موجود کردهایم چون باید تسلیم میشدیم.
یا چه باید میکردیم؟
فکر میکنم روش بهتری هم وجود دارد،
و این روش بهتر شامل استفاده از سلولهای بنیادی به عنوان دارو است.
پس دقیقا، سلولهای بنیادی چه هستند؟
اگر زیر میکروسکوپ به آنها نگاه کنید چیز زیادی دستگیرتان نمیشود.
آنها سلولهای گرد کوچک ساده ای هستند.
اما آن دو ویژگی قابلتوجه را به تصویر میکشد.
اول این که آنها میتوانند به مقدار زیادی تقسیم شوند.
بنابراین میتوانم یک سلول تنها را بگیرم و ظرف یک ماه،
این سلول را به میلیاردها سلول تبدیل کنم.
دوم این است که آنها میتوانند دگرگون شوند یا مخصوص بهکاری شوند.
پس این سلولهای کوچک گرد میتوانند به پوست، مغز،
کلیه و خیلی چیزهای دیگر تبدیل شوند.
حالا، برخی از بافتها در بدن ما پر ازسلولهای بنیادی هستند.
برای مثال مغزاستخوان ما روزانه میلیاردها سلول خونی تولید میکند.
بافتهای دیگر مثل قلب، کاملا پایدار هستند،
تا جایی که میتوانیم بگوییم، قلب در کل فاقد سلولهای بنیادی است.
پس برای قلب، باید سلولهای بنیادی را از جایی بیرون از فلب بیاوریم.
و به این خاطر، ما به موثرترین نوع سلول بنیادی
یعنی سلول بنیادی پرتوان باز میگردیم.
دلیل نام گذاری سلولهای بنیادی پرتوان این است که
میتوانند به هر یک از ۲۴۰ نوع سلولی که
بدن انسان را می سازند تبدیل شوند.
پس این ایدهی بزرگ من است:
میخواهم سلولهای بنیادی پرتوان انسان را بردارم،
آنها را در تعداد زیادی رشد دهم،
آنها را به سلول های ماهیچهای قلب تبدیل کرده
و آنها را از ظرف کشت بردارم
و به قلب بیمارانی که حملات قلبی داشتهاند پیوند دهم.
فکر میکنم که به این طریق دیوارهی قلب بافت ماهیچهای جدیدی میسازد،
و این باعث احیای مجدد عملکرد انقباضی قلب خواهد شد.
(تشویق حضار)
قبل از اینکه زیاد کف بزنید، باید بگویم که این ایدهی ۲۰ سال پیش من بود
(خنده حضار)
من جوان بودم و سخت در اشتباه. من فکر میکردم
بعد از پنج سال داخل آزمایشگاه آن را تولید خواهیم کرد،
و به کلینیک خواهیم برد.
اجازه دهید بگویم واقعا چه اتفاقی افتاد.
(خنده حضار)
ما با تلاش برای تبدیل این سلولهای بنیادی پرتوان به ماهیچههای قلب شروع کردیم.
اولین آزمایشهایمان یک جورایی جواب داد.
ما این دستههای کوچک ضربانسازعضله قلب انسان را در محیط کشت داشتیم.
خیلی جالب بود چون به این معنا بود که از نظر تئوری
این کار شدنی است.
اما وقتی که نوبت به شمارش سلول رسید،
متوجه شدیم که تنها یکی از ۱٫۰۰۰ سلول بنیادی ما
به ماهیچهی قلب تبدیل شده است.
بقیه فقط مخلوطی از مغز و پوست و غضروف
و روده بود.
پس چگونه سلولی بسازیم که
که بتواند تبدیل به یک سلول ماهیچهای قلب شود؟
خب، برای این به دنیای جنینشناسی سر زدیم.
بیش از یک قرن بود که جنین شناسان
در پی رازهای تشکیل قلب بودند.
آنها به ما گوگل مپی دادند تا بفهمیم
چگونه از یک تخم بارور شده
به یک سیستم قلبی-عروقی انسانی برسیم.
بنابراین ما با بیشرمی تمام این اطلاعات را پنهان کردیم
و سعی کردیم تا رشد عضلات قلب انسان را در یک ظرف انجام دهیم.
پنج سال طول کشید، اما امروزه،
ما میتوانیم ۹۰ درصد از سلولهای بنیادیمان را به عضلهی قلب --
با پیشرفت ۹۰۰ برابر تبدیل کنیم.
پس این بسیار هیجان انگیز بود.
این اسلاید، محصول سلولی فعلی ما را به شما نشان میدهد.
ما سلولهای ماهیچهای قلب خود را در دستههای کوچک سه بعدی رشد میدهیم.
که انداموارههای قلبی (اورگانوئید) نامیده میشوند
هر یک از آنها ۵۰۰ تا۱۰۰۰ سلول ماهیچهای قلب دارند.
اگر دقیق تر نگاه کنید، میبینید که این انداموارههای کوچک تکان میخورند؛
هر یک به طور مستقل ضربان دارند.
اما آنها حقهی دیگری در آستین دارند.
ما یک ژن از ستارهدریایی که در شمالغربی اقیانوس آرام زندگی میکند را برداشتیم.
و با استفاده ازتکنیکی به نام ویرایش ژنوم
این ژن را به سلولهای بنیادی متصل کردیم.
این باعث میشود که سلولهای ماهیچهای قلب هر بار که میزنند، سبز شوند.
خب، حالا ما آماده بودیم که آزمایشها را روی حیوانات را شروع کنیم.
ما سلولهای ماهیچهای قلب را برداشتیم و
و آنها را به قلب موشهای آزمایشگاهی پیوند زدیم
که آنهارا برای آزمایش دچارحمله قلبی کرده بودند
یک ماه بعد، با دلواپسی به زیر میکروسکوپ نگاه کردم.
تا ببینم چه رشد دادهایم.
و دیدم ...
هیچ چیز.
همه چیز نابود شده بود.
اما در این مورد پافشاری کردیم، و با یک کوکتل بیوشیمیایی همراه شدیم
که نامش را «کوکتل پیشبقا» گذاشیم.
و این کافی بود تا به سلولهای خود اجازه دهیم
طی فرآیند پر استرس پیوند زنده بمانند.
وقتی که از میکروسکوپ نگاه کردم،
میتوانستم این عضلهی قلب جوان و شاداب را ببینم
که در دیوارهی زخمی قلب این موش رشد میکرد.
خب، داشت خیلی هیجان انگیز میشد.
سوال بعدی این بود که:
آیا ضربان ماهیچه جدید با بقیه قلب هماهنگ میشود؟
پس برای پاسخ به این سوال،
ما به سلولهایی که ژن عروسدریایی را در آنها داشتند برگشتیم.
اساسا از این سلولها به عنوان کاوشگرفضایی استفاده کردیم
که میتوانستیم با آنها به یک محیط خارجی برویم
و سپس آنها آن گزارش درخشان
در مورد فعالیت زیستیشان را به ما دادند.
چیزی که شما اینجا میبینید یک تصویر بزرگنمایی شده،
یک تصویر سیاه وسفید از قلب یک موش است
که مجروح شده و سپس سه پیوند از ماهیچهی قلب انسان ما را دریافت کرده است.
پس شما آن نوع خطوط مورب را میبینید.
هر یک از آنها یک راه سوزنی است
که شامل چندین میلیون سلول ماهیچهای قلب انسان میشود.
وقتی که ویدئو را شروع میکنم، شما میتوانید آنچه را که هنگام
نگاه کردن با میکروسکوپ دیدیم را ببینید.
سلول های ما برق میزنند،
و آنها همزمان چشمک میزنند،
و از طریق دیوارهای قلب زخمی برمیگردند.
این چه معنی میدهد؟
این به این معنی است که سلولها زنده هستند.
خوب هستند. آنها ضربان دارند.
و آنها موفق شدهاند با یکدیگر ارتباط برقرارکنند
تا جایی که آنها بطورهماهنگ ضربان دارند.
اما حتی جالب تر از این هم میشود.
اگر به نوساناتی که درانتهای این تصویر است نگاه کنید،
نوارقلب خود موش آزمایشگاهی را میبینید.
اگر نور فلاش را با ضربان قلبی که در پایین نشان داده شده است
هم راستا کنید،
میبینید که بین آنها تطابق کامل یک به یک برقرار است.
به عبارت دیگر، ضربان سازطبیعی موش آزمایشگاهی فرمان میدهد،
و سلول های ماهیچهای قلب انسان
مثل سربازان خوب رژه میروند.
(تشویق حضار)
به نظر من مطالعات فعلی ما دارد
به سمت بهترین نشاندهنده ممکن برای بیماری انسان،
یعنی میمون ماکاکو میرود.
اسلاید بعدی یک تصویر میکروسکوپی
از قلب یک ماکاکو را نشان میدهد که به او یک حمله قلبی آزمایشی دادهاند
و سپس با تزریق سالین درمان کرده بودند.
این اساسا شبیه به یک درمان شبه دارویی،
برای نشان دادن سابقهی طبیعی این بیماری است.
ماهیچه قلب ماکاکو به رنگ قرمز نشان داده شده است.
و رنگ آبی، بافت زخمی را نشان میدهد که از حمله قلبی ناشی میشود.
خوب، همانطور که نگاه میکنید، میبینید که در این قسمت از دیوارهی قلب
نقص بزرگی در ماهیچهی قلب وجود دارد.
و به راحتی میتوان تصور کرد که این قلب با چه مشقتی
این نیرو را تولید کرده است.
حالا در مقابل، این یکی ازقلبهای درمان شده با سلولهای بنیادی را داریم.
دوباره، شما میتوانید ماهیچههای قلب میمون را به رنگ قرمز ببینید.
اما حتی به سختی میتوانید بافت زخم را به رنگ آبی ببینید،
چون ما توانستهایم آن را با
ماهیچهی قلب انسان پرکنیم،
و بنابراین ما این دیوارهی عالی گرد را به دست آوریم.
خوب، بگذارید در چند لحظه جمعبندی کنم.
من به شما نشان دادم که میتوانیم سلولهای بنیادیمان را برداریم
و آنها را به ماهیچههای قلبی تبدیل کنیم.
ما یاد گرفتهایم که چگونه آنها را بعد از پیوند زنده نگه داریم،
نشان دادیم که آنها هماهنگ با کل قلب میتپند.
نشان داده ایم که میتوانیم آنها را درمقیاس
حیوانی بزرگ کنیم که بهترین نشاندهندهی ممکن از واکنش انسانها است.
ممکن است فکر کنید که ما تمام موانع را از سر راهمان برداشتیم، درسته؟
معلوم شد که نه.
این مطالعات روی ماکاکو همچنین به ما یاد داد
که سلولهای ماهیچهای قلب انسان یک دوره بیثباتی الکتریکی ایجاد کردند.
آنها چندین هفته پس از پیوند زدن
یک آریتمی بطنی، یا ضربان قلب نامنظم ایجاد کردند.
این کاملا غیرمنتظره بود، چون ما این را در حیوانات کوچکتر ندیده بودیم.
ما آن را به طور گسترده مطالعه کردیم.
و مشخص شد که از این واقعیت نتیجه میشود که گرافهای سلولی ما
کاملا نابالغ هستند.
و همه سلولهای ماهیچهای قلب نابالغ مثل ضربانسازها عمل میکنند.
بنابراین چیزی که اتفاق میافتد این است، که ما آنها را در قلب قرار میدهیم
ودر آنجا با ضربان طبیعی قلب بر سر اینکه چه کسی رهبری را
برعهده بگیرد رقابت میکنند.
این یک جورایی
شبیه به آن است که که اگر یک دسته نوجوانان را در خانه منظم خود در یک جا جمع کنید،
و آنها نخواهند از قوانین و آهنگی که شما برقرارکردهاید پیروی کنند.
مدتی طول میکشد تا همه افراد را کنترل کرده
و آنها را وادار کنید تا به شکلی هماهنگ کار کنند.
برنامهی ما در حال حاضر
این است که کاری کنیم تا سلولها از این دوره مشکلسازبلوغ بگذرند
در حالی که هنوز در ظرف هستند،
و سپس آنها را در مرحلهی بعد از بلوغ پیوند خواهیم زد.
جایی که آنها باید بسیار منظم بوده
و آماده شنیدن فرامین اجراییشان باشند.
در عین حال، مشخص میشود که ما
با داروهای ضد آریتمی هم میتوانیم به خوبی عمل کنیم.
بنابراین یک سوال بزرگ هنوز باقی میماند،
و البته تمام هدف ما این است که این کار را انجام دهیم:
آیا واقعا میتوانیم عملکرد را به قلب مجروح برگردانیم؟
برای پاسخ به این سوال،
ما به سراغ چیزی به نام «کسر تخلیهاى بطن چپ» رفتیم.
کسر تخلیهای مقدار خونی است که
که با هر تپش از حفره قلب
بیرون کشیده میشود.
حالا، در ماکاکوهای سالم، مانند افراد سالم،
کسر تخلیهای حدود ۶۵ درصد است.
پس از حملهی قلبی، کسر تخلیهای حدود ۴۰ درصد کاهش مییابد.
بنابراین این حیوانات در مسیر نارسایی قلبی قرار دارند.
در حیواناتی که یک تزریق دارونما را دریافت کردهاند
وقتی یک ماه بعد آنها را اسکن میکنیم،
میبینیم که کسر تخلیه بدون تغییر باقی مانده،
زیرا قلب به طور خود به خود بهبود نمییابد.
اما در هر یک از حیواناتی که
پیوندی از سلولهای ماهیچهای قلب دریافت میکنند،
شاهد بهبود اساسی در عملکرد قلبی هستیم.
این میانگین هشت دهم به طور متوسط ۴۰ تا ۴۸ درصد بود.
چیزی که میتوانم به شما بگویم این است که هشت درصد بهتراز هر چیز
دیگری است که در بازار برای درمان بیماران
دارای مشکل حملات قلبی بکار میرود.
بهتر از هر چیزی است که تا کنون در این باره صورت گرفته است.
بنابراین اگر ما بتوانیم هشت درصد را در کلینیک انجام دهیم،
فکر میکنم که اقدام مهمی بوده و تاثیر زیادی
در سلامت انسان بگذارد.
اما هیجان انگیزتر هم میشود.
این فقط چهار هفته پس از پیوند بود.
اگر این مطالعات را تا سه ماه ادامه دهیم،
یک افزایش ۲۲ امتیازی کامل در کسر تخلیهای بدست می آوریم.
(تشویق حضار)
عملکرد در این قلبهای درمان یافته چنان خوب است
که اگر ما نمیدانستیم که این حیوانات حمله قلبی داشتهاند،
هرگز از مطالعهی عملکردشان به آن پی نمیبردیم.
در ادامه، نقشه ما این است که مرحلهی اول آزمایشهای انسانی را
نخست در اینجا در دانشگاه واشنگتن در سال ۲۰۲۰ شروع کنیم --
دوسال بعد از الان.
با فرض این که اگر این مطالعات بیخطر و موثر باشند،
که فکر میکنم این گونه باشد،
قصدداریم که مقدار آن را افزایش داده و این سلولها را برای درمان بیماران
مبتلا به بیماریهای قلبی به سراسر جهان ارسال کنیم.
با توجه به بار جهانی این بیماری،
میتوانم تصورکنم که این روش در سال یک میلیون بیمار یا بیشتر را درمان میکند.
بنابراین من زمانی را پیشبینی میکنم، شاید یک دهه بعد،
جایی که یک بیمار مثل مادرم درمان واقعی خواهد داشت
که میتواند به جز علایم، علل آن را ریشهای بررسی کرده و کنترل کند.
اینها همه از این حقیقت ناشی میشود که سلولهای بنیادی توانایی
ترمیم بدن انسان را
از اجزای سازنده خود به ما میدهند.
در آینده ای نه چندان دور،
تعمیر انسانها از چیزی
دور از ذهن که مانند داستان علمی تخیلی است
به روال پزشکی رایج تبدیل خواهد شد.
و هنگامی که این اتفاق بیفتد،
یک اثر تبدیلی خواهد داشت
که باعث رشد واکسیناسیون و آنتی بیوتیکها میشود.
از توجه شما سپاسگزارم.
(تشویق حضار)