การตรวจสอบการปฏิเสธอวัยวะสามารถตรวจสอบได้จากการทดสอบเลือด

การปฏิเสธ เป็นอะไรที่เจ็บปวด แต่สำหรับผู้ป่วยที่ต้องผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะมันเป็นอะไรที่มากกว่าเรื่องทางความรู้สึก แต่มันสำคัญถึงชีวิตทั้งชีวิตเลยทีเดียว การรอคอยอวัยวะใหม่ที่ยาวนานเป็นเดือน บางครั้งก็เป็นปี จากผู้บริจาค และยังต้องมีชีวิตรอดจากการผ่าตัดครั้งใหญ่ สำหรับผู้ป่วยผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะยังคงต้องต่อสู้กับระบบภูมิคุ้มกันของตัวเองไม่ให้ปฏิเสธอวัยวะชิ้นใหม่ที่ได้รับมาอีกด้วย ณ ตอนนี้ การทดสอบแบบใหม่ที่ใช้การสแกน DNA จากเลือดของผู้ป่วยที่ต้องการผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะ ซึ่งสามารถบ่งชี้ได้ว่า กระบวนการปฏิเสธอวัยวะที่ร้ายแรงจะเริ่มต้นขึ้นหรือยัง ซึ่งทำให้แพทย์สามารถที่จะยับยั้งกระบวนการทั้งหมดได้อย่างทันท่วงที

ประมาณ 40% ของผู้ป่วยที่ผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะ มีประสบการณ์อย่างน้อยหนึ่งครั้งเกี่ยวกับการปฏิเสธอวัยวะแบบเฉียบพลัน ภายในหนึ่งปีหลังจากที่พวกเขาได้รับอวัยวะใหม่ ซึ่งการตรวจหาว่าระบบภูมิคุ้มกันอะไรของร่างกายที่สงผลต่อปฏิกิริต่อต้านอย่างรุนแรงนี้เป็นกุญแจสำคัญในการที่จะลดผลร้ายที่จะตามมา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อการปฏิเสธอวัยวะทุกๆ ครั้ง สามารถแก้ไขได้ด้วยยากดภูมิคุ้มกันปริมาณที่มากขึ้น แต่อย่างไรก็ตามผู้ป่วยยังคงต้องถูกดูแลสุขภาพอวัยวะชิ้นใหม่นั้นด้วยการตัดชิ้นเนื้อเพื่อไปตรวจซึ่งมันทั้งเจ็บปวดและแพง ยิ่งกว่านั้นก็คือ การตัดชิ้นเนื้อของอวัยวะไปตรวจนี้ เป็นการเพิ่มความเสี่ยงที่จะทำให้อวัยวะนั้นๆ เสียหายได้ Hannah Valantine จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด แคลิฟอร์เนีย อธิบาย โดยในปี 2009 เธอได้พัฒนาวิธีการตรวจสอบการปฏิเสธอวัยวะแบบที่ไม่ต้องเจาะเข้าไปในร่างกาย ซึ่งมีพื้นฐานจากการเฝ้าระวังระบบภูมิต้านทานของผู้ป่วย ที่ชื่อว่า AlloMap ซึ่งเป็นเครื่องมือชิ้นแรกที่ได้รับการยอมรับจากองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา สำหรับตรวจสอบการผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจ แต่ว่ามันยังมีความผิดพลาดกว่าครึ่งหนึ่งจากการตรวจจับเหตุการณ์การปฏิเสธอวัยวะ

ในการเติมเต็มส่วนที่เหลือ Valantine ได้กลับไปที่จุดเริ่มต้นอีกครั้งหนึ่ง ครั้งนี้เธอได้ขอความช่วยเหลือจากนักชีวฟิสิกส์ Stephen Quake จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด เขาทั้งสองคนได้ออกแบบการทดสอบที่มีพื้นฐานมาจากที่ว่า จีโนมของอวัยวะที่ถูกปลูกถ่ายเข้าร่างกาย มันแตกต่างจากจีโนมของร่างกาย การทดสอบนี้ ได้ตรวจดูชิ้นส่วนของ DNA ที่ถูกปล่อยออกมาจากอวัยวะชิ้นใหม่สุ่กระแสเลือด เมื่อเซลล์จากเนื้อเยื่อที่ถูกผ่าตัดเข้าไปเกิดการสลายตัว เพื่อที่จะตรวจสอบความถูกต้องของยุทธศาสตร์ใหม่นี้ นักวิจัยได้พยายามที่จะตรวจสอบจากเลือดของผู้ป่วยที่ได้รับการผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะที่เก็บไว้ โดยที่บางรายได้รับการยืนยันการปฏิเสธอวัยวะมาก่อนหน้านั้นแล้ว ระหว่างกระบวนการปฏิเสธอวัยวะ ปริมาณของ DNA จากอวัยวะใหม่ในเลือดเพิ่มมากขึ้น โดยทำให้ระดับของชิ้นส่วนของ DNA เฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 3% จากปกติคือ 1% ซึ่งนักวิจัยได้รายงานเร็วๆ นี้ในนิตยสาร Proceedings of National Academy of Sciences [1]

Valantine หวังว่า การตรวจสอบแบบนี้จะสามารถใช้แทนที่การตรวจสอบการปฏิเสธเนื้อเยื่อแบบเก่า คือการตัดชิ้นเนื้อไปตรวจได้ซึ่งผู้ป่วยที่ต้องผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะจะต้องทำทุกๆ เดือนตลอดปีแรกของการผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะ โดยวิธีใหม่นี้ แพทย์จะยืนยันการปฏิเสธอวัยวะจากการตรวจสอบชิ้นเนื้อสำหรับกรณีที่การตรวจสอบปริมาณ DNA เป็นบวกเท่านั้น การตรวจสอบแบบใหม่นี้สามารถตรวจหา “ปริมาณ DNA ที่มีอยู่น้อยมากๆ ได้ เพื่อทำนายการปฏิเสธอวัยวะ” Valantine กล่าว และยังคงทำให้การตรวจสอบแบบนี้ตอบสนองได้ดีกว่า AlloMap ถ้าการทดสอบแบบนี้สามารถบอกแพทย์ถึงการปฏิเสธอวัยวะได้ก่อน แพทย์ก็จะสามารถแก้ไขได้จากการเพิ่มปริมาณยากดภูมิคุ้มกัน แทนที่จะต้องไปลดภูมิคุ้มกันทั้งระบบของผู้ป่วยซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการติดเชื้อและเป็นมะเร็งได้

Bruce Rosengard หัวหน้าศัลยแพทย์ ของโครงการผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจที่ โรงพยายาลกลางแมสสาซูเซตต์ กล่าวถึงการทดสอบใหม่ว่า “การปฏิเสธอวัยวะยังคงเป็นหนึ่งในอุปสรรค์ของการผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะให้สำเร็จ และอะไรก็ตามที่เราสามารถทำได้ เพื่อที่จะลดจำนวนการตัดชิ้นเนี้อหัวใจมาตรวจสอบมันเป็นการพัฒนาที่สร้างสรรค์อย่างมาก และผมคิดว่ากลยุทธ์แบบนี้จะได้รับความสนใจอย่างรวดเร็ว”

Valantine หวังจะเห็นการทดสอบแบบใหม่ของเธอสามารถใช้ประโยชน์ได้จริงต่อแพทย์ในปีนี้ และเธอยังบอกอีกว่า เธอยังไม่เห็นเหตุผลที่เป็นไปไม่ได้ในการใช้วิธีการแบบเดียวกันนี้เพื่อตรวจการปฏิเสธอวัยวะชนิดอื่น

อ้างอิง:

[1] Snyder, T. , Khush, K. K. , Valantine, H. A. & Quake, S. R. Proc. Natl Acad. Sci. USA doi:10.1073/pnas.1013924108 (2011).

ที่มา: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/03/sensing-organ-rejection.html?ref=hp

หลอดเลือดสำเร็จรูป

หลอดเลือดสำเร็จรูปที่ศัลยแพทย์สามารถยกออกมาจากหิ้งและนำไปปลูกถ่ายให้คนใข้อาจจะไม่ใช่เรื่องที่ไกลเกิดจริง นักวิจัยมีรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ที่ นิตยสาร Science Translational Medicine เกี่ยวกับวิธีใหม่ที่จะใช้เซลล์ของมนุษย์ในการสร้างหลอดเลือดที่สามารถทำงานได้ในคนโดยไม่มีการต่อต้านจากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย ไม่เหมือนกับหลอดเลือดชนิดอื่นๆ ที่ถูกสร้างขึ้น หลอดเลือดชนิดนี้สามารถเก็บไว้ได้ถึง 12 เดือน ซึ่งมันทำให้ โรงพยาบาลสามารถเก็บสำรองมันไว้ได้ และใช้ได้ทันทีเมื่อผู้ป่วยต้องการที่จะใช้มัน

โดยปกติ หมอจะรักษาโดยการปลูกถ่ายหลอดเลือดในผู้ป่วยที่ต้องผ่าตัดหลอดเลือดเลี่ยงหัวใจ (heart bypass) และในผู้ป่วยโรคไต บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องใช้หลอดเลือดดำจากโคนขาหรือบริเวณอื่นของผู้ป่วยเองมาใช้ แต่ในบางครั้งหมอก็ไม่สามารถหาหลอดเลือดที่เหมาะสมได้ และการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อจากผู้บริจาก หรือจากสัตว์ ก็ยังไม่ได้รับการรับรองถึงประสิทธิภาพและความปลอดภัย เพื่อบำบัดความต้องการของคนไข้ นักวิจัยได้เลี้ยงแผ่นเซลล์จากผู้ป่วยเองในห้องทดลองและก็ม้วนมันให้เป็นหลอดเลือด แต่ว่ากระบวนการนี้มีราคาสูงและต้องใช้เวลาถึง 9 เดือนหรือมากกว่านั้น ซึ่งมันนานเกินกว่าที่ผู้ป่วยจะรอได้

Shannon Dahl นักวิศกรเนื้อเยื่อจากบริษัท Humacyte เมือง North Carolina, และผู้ร่วมงาน ซึ่งได้รวมหลายๆ เทคนิคเข้าด้วยกัน เพื่อหาวิธีอื่น ในการสร้างหลอดเลือดทดแทน ยุทธศาสตร์ คือ นำเซลล์ตั้งต้นมาจากกล้ามเนื้อเรียบ ซึ่งเอามาจากศพที่ได้รับการบริจาค มาปลูกบนวัสดุโครสร้าง (scaffold) ที่สร้างมาจาก โพลิเมอร์ที่สามารถย่อยสลายได้ ซึ่งเรียกว่า กรดโพลิไกลโคลิค (polyglycolic acid) เมื่อเซลล์เจริญเติบโตไปทั่ววัสดุโครงสร้างแล้ว มันจะสร้าง คอลลาเจน และ เมทริกซ์ภายนอกเซลล์ (extracellular matrix: ECM) ที่มันสามารถไปแทนที่วัสดุโครงสร้างได้ สุดท้ายแล้วก็จะได้ หลอดเลือดที่นักวิจัยคิดว่ามันสามารถที่จะเก็บได้เป็นเดือน และไม่ก่อให้เกิดการต่อต้านจากผู้รับได้

นักวิจัยยังคงเปรียบเทียบหลอดเลือดที่สร้างมาจาก เซลล์ตั้งต้นของผู้บริจากเพียงคนเดียว กับเซลล์ตั้งต้นที่รวมมาจากผู้บริจาคหลายๆ คนมาใช้ร่วมกัน เซลล์ตั้งต้นที่รวมมาจากผู้บริจาคหลายๆ คนนั้น ได้สร้างหลอดเลือดที่มีความแข็งแรงเทียบเท่าได้กับการใช้เซลล์ตั้งต้นที่นำมาจากผู้บริจาคเพียงคนเดียว ซึ่งมันเป็นข่าวที่ดี Dahl กล่าว เพราะว่าการใช้เซลล์ตั้งต้นที่รวมมาจากผู้บริจาคหลายๆ คนนี้ สามารถทำให้เราสามารถที่จะเลี้ยงหลอดเลือดได้มากกว่าจากการเลียงเพียงครั้งเดียว และยังลดต้นทุนของการเลี้ยงอีกด้วย

นักวิจัยได้ปลูกถ่ายหลอดเลือดที่พัฒนามานี้ ไปบนแขนของลิงบาบูน 8 ตัว ซึ่งหลอดเลือดที่ปลูกถ่ายเหล่านี้ยังคงทำงานได้ และเลือดยังไม่มีการจับเป็นลิ่ม ถึง 6 เดือน และยังคงไม่เห็นสัญญาณของการต่อต้านจากรับบภูมิคุ้มกัน ถึงแม้ว่า หลอดเลือดที่ปลูกถ่ายนั้นจะประกอบไปด้วย คอลลาเจน และ ECM ของมนุษย์ ก็ตาม Dahl และผู้ร่วมงาน ยังคงสร้างหลอดเลือดขนาดเล็ก ซึ่งเหมาะสมกับการผ่าตัดเลี่ยงหลอดเลือดขนาดเล็กที่หัวใจ จากเซลล์สุนัข และปลูกถ่ายไปให้สุนัขอีก 5 ตัว ซึ่งหลอดเลือดที่ปลูกถ่ายไปนี้ สามารถทำงานได้อย่างปกติ และไม่อุดตันได้เป็นปี จากทั้งสองการทดลอง หลอดเลือดชนิดใหม่นี้ กำลังจะถูกนำเซลล์อีกหลายๆ ชนิดที่มีอยู่ในหลอดเลือดปกติเข้าไปประกอบเพิ่ม และคาดว่า ร่างกายของสัตว์ทดลองก็สามารถทนทานต่อการปลูกถ่ายหลอดเลือดเหล่านี้ได้

ถึงแม้ว่าจำนวนสัตว์ทดลองของ Dahl จะน้อย Robert Nerem นักชีววิศวกรรม ที่ Georgia Institute of Technology กล่าว แต่ว่าผลการทดลองมันทำให้มีกำลังใจ จากความจริงที่ว่า หลอดเลือดที่สร้างขึ้นมานี้สามารถเก็บง่าย ซึ่งมันบ่งชี้ว่า ศัลยแพทย์สามารถเก็บมันไว้ได้ “ถ้าคุณจะต้องไปผ่าตัดหลอดเลือดเลี่ยงหัวใจ มันไม่เหมือนกับกระบวนการที่ทำโดยสมัครใจ ที่ต้องนั่งคอยอยู่เป็นสัปดาห์ คุณต้องการงานวิจัยชี้นนนี้ให้ออกมาจากหิ้งอย่างมาก” เขากล่าว

Dahl กล่าวว่า เธอและผู้ร่วมงานของเธอกำลัง “กลับไปสู่พื้นฐาน” สำหรับการคิดถึงความปลอดภัยในการทดลองปลูกถ่ายหลอดเลือดไปสู่ผู้ป่วย ถึงแม้ว่าผลการทดลองจากสัตว์เป็นเพียงแค่การเริ่มต้น แต่ว่ามันเพียงพอที่จะกระตุ้นเราว่า “มันคุ้มค่ากับพลังงานที่เราเสียไปในการยกระดับเทคโนโลยีนี้ไปสู่การทดลองระดับคลีนิค”

ที่มา: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/02/off-the-shelf-blood-vessels.html?ref=hp

งานวิจัยนี้จะให้ได้ภาพตามช่วงเวลาที่สนใจ ที่ตำแหน่งเดิม และไม่เป็นอันตรายต่อตำแหน่งที่เราสนใจ ซึ่งเป็นผลงานทีมวิจัย จากหน่วยกล้องจุลทรรศน์ ของมหาวิทยาลัยสเตนฟอร์ด ประเทศอเมริกา ซึ่งผลงานของทีมวิจัยได้รับการเผยแพร่ใน Nature Medicine

เทคโนโลยีนี้ได้อาศัยท่อแก้วเป็นตัวนำทาง ท่อแก้วนั้นความกว้างประมาณครึ่งหนึ่งของเมล็ดข้าว ถูกฝังลงในสมองส่วนลึกของหนู(anaesthetized mice) ไมโครออพติคอลที่เรียกว่า microendoscope จะถูกสอดลงไปตามท่อแก้วนั้นลงไป ทำให้นักวิจัยสามารถติดตามดูสมองในตำแหน่งเดิมซ้ำในช่วงสัปดาห์ หรือในรอบเดือนได้

New Technique to See Neurons of the Deep Brain

ภาพ a : ตำแหน่งของท่อแก้วนำทางที่ถูกฝังลงไปในสมองของหนู b: microendoscope probes หลายขนาด c: แผนภาพการทำงานของกล้อง การเดินทางของแสงผ่านไมโครออพติค

ทีมวิจัยจากสแตนฟอร์ดได้ยืนยันหลักการนี้ โดยติดตามการเจริญของเซลล์มะเร็งสมอง(glioma brain cancer cells) วีดีโอที่แสดงเป็นภาพแบบ 3 มิติ สร้างจาก 220 ภาพซ้อนกัน ในขนาดประมาณ 3 ไมโครเมตร แสดงการเจริญของเส้นเลือดในสมองส่วนไฮโปธาลามัสของหนู

ที่มา: nature , blogs.nature

ตอนนี้สามารถทดลองใช้ได้แล้วที่ Google Body Browser แต่ต้องใช้ browser ที่รองรับ WebGL ด้วย ตัวที่รองรับ ณ ตอนนี้ได้แก่ Google Chrome 8 (ต้องเข้าไป enable เองที่ about:flags), Chrome 9 dev กับ Canary ใช้ได้เลย และ Firefox 4 beta

Google Body Browser

ความสามารถของ Google body browser คือ สามารถค้นชื่ออวัยวะต่างๆในร่างกายได้ แสดงชื่อของอวัยวะส่วนต่างๆ โดยแบ่งตามชั้นความลึกของร่างกาย แสดงตั้งแต่ผิวหนังชั้นนอก ลึกจนถึงกระดูก เส้นประสาทและสมอง จะเลือกให้แสดงเป็นบางชั้นหรือแสดงตามความลึกก็ได้ ซูมเข้าออกได้ หมุนภาพได้ทุกทิศทาง

นับว่าเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่ต้องการศึกษา anatomy หรือทบทวนความรู้ได้เป็นอย่างดี

via: http://googlesystem.blogspot.com

Red Blood Cell

ส่วนผสมที่ลงตัวของสารเคมี สามารถเปลี่ยนแปลงเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ เพื่อเปลี่ยนไปเป็นเซลล์เม็ดเลือดโดยตรง

เซลล์ผิวหนังของมนุษย์ สามารถเปลี่ยนแปลงไปสู่เซลล์เม็ดเลือดได้โดยตรง โดยไม่ต้องเปลี่ยนกลับไปสู่เซลล์เสมือนสเต็มเซลล์เริ่มต้น (primordial-stem-cell-like) ก่อน

การค้นพบที่ยิ่งใหญ่นี้ ได้รับการตีพิมพ์จากนิตยสารเนเจอร์ [1] ตามงานก่อนหน้านี้ที่แสดงให้เห็นว่า เซลล์ ไฟโบรบลาสต์เซลล์จากผิวหนังของหนู เมื่อได้ผสมกับสารเคมีอย่างได้สัดส่วนแล้ว สามารถเปลี่ยนสภาพไปเป็นเซลล์ของระบบประสาท [2] และ เซลลกล้ามเนื้อหัวใจ [3] ได้ แต่อย่างไรก็ตาม การศึกษานี้ เป็นการศึกษาครั้งแรกโดยใช้เซลล์ของมนุษย์ และยังคงเป็นการสร้างเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งในการศึกษานี้คือ เลือด

“มันนำพวกเราไปสู่ขอบเขตที่เหนือความเชื่อที่ว่า คุณสามารถที่จะสร้างทุกสิ่งทุกอย่างอย่างที่ต้องการได้ จากอะไรก็ได้” เอียน วิลมุต นักวิทยาศาสตร์เพาะเลี้ยงตัวอ่อน กล่าว เพียงแค่การ “เปลี่ยนมันไปตรงๆ” แถมวิธีนี้ ยังคงเป็นวิธีการที่ปลอดภัย และสะดวกสบายในการสร้างเซลล์ที่จำเพาะต่อการรักษาคนไข้แต่ละคนมากกว่า วิธีการแบบเก่าคือ การใช้เซลล์ผู้ใหญ่เปลี่ยนกลับไปเป็นสเต็มเซลล์ (อย่างที่เราเรียกว่า สเต็มเซลล์เหนี่ยวนำสรรพคุณ หรือ induced pluripotent stem cells, หรือ iPS cells)

มิคกี้ บาเทีย นักวิจัยด้านสเต็มเซลล์ ที่มหาวิทยาลัยแมคมาสเตอร์, รัฐฮามิลตัน ประเทศแคนนาดา และคณะ ได้เลือกที่จะสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากเซลล์ผิวหนัง เพราะว่า เซลล์เม็ดเลือดแดงที่ถูกสร้างมาจากสเต็มเซลล์ ไม่สามารถผลิตฮีโมโกลบินที่มีโครงสร้างแบบที่พบผู้ใหญ่ได้ “เซลล์เหล่านั้น เพราะว่ามันคิดว่ามันเป็นเซลล์ของตัวอ่อน ซึ่งสร้างเป็นเลือดและฮีโมโกลบินของตัวอ่อน” เขากล่าว

ในการสร้างเซลล์ตั้งต้น บาเตียและคณะ ได้รวบรวมไฟโบรบลาสต์ของเซลล์ผิวหนังจากอาสาสมัคร และใช้ไวรัสแทรกยีน OCT4 ลงไป แล้วนำไปเลี้ยงต่อในแหล่งของโปรตีนกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน ที่เรียกว่า ไซโตไคน์

OCT4 เป็นหนึ่งในหลายๆ ยีน ที่ใช้สำหรับการเปลี่ยนเปลง ไฟโบรบลาสต์ ไปสู่ สเต็มเซลล์เหนี่ยวนำ (iPS cells) แต่ นักวิจัยของบาเตียไม่พบหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่า เซลล์เริ่มต้นของเลือดที่ได้มานี้ มีการเปลี่ยนแปลงสถานะกลับไปเป็นเซลล์ตัวอ่อนก่อน ดังนั้น การแสดงออกของยีนของเซลล์ที่ได้นี้ จึงไม่มีการแสดงออกแบบเซลล์ในสถานะเซลล์ตัวอ่อน และเซลล์เริ่มต้นเม็ดเลือดที่สร้างได้ ยังไม่พบการพัฒนาไปสู่ระยะ เทระโทมาส (หรือเนื้องอกที่เกิดจากสเต็มเซลล์แบบเหนี่ยวนำ)

“ทุกๆ คน มีชนิดของเซลล์ที่ชื่นชอบ นี่คือการเล่นแร่แปรเซลล์อย่างมหาศาลที่กำลังจะเกิดขึ้น”

จอร์จ ดีเลย์ โรงพยาบาลเด็กบอสตัน

การทดสอบขั้นสุดท้ายก็คือ การปลูกถ่ายเซลล์เข้าสู่ร่างกายของมนุษย์ บาเตียกล่าว ถึงแม้ว่า ตอนนี้ยังไม่สำเร็จก็ตาม “ยังเหลืองานอีกมหาศาล สำหรับการศึกษาด้านคลีนิค” เขากล่าวเสริม “อย่างน้อยจากการประมาณของพวกเรา ผลลัพธ์สุดท้ายที่เราอยากจะเห็นก็คือ การใช้เซลล์เม็ดเลือดที่ได้นี้เพื่อใช้ประกอบการรักษาแบบปลูกถ่ายเซลล์”

ศักยภาพของการรักษาที่มหาศาลจากแนวคิดของบาเตีย และ นักวิทยาศาตร์คนอื่นๆ ที่กำลังพยายามแปรสภาพของเซลล์โดยตรง เพราะว่า เซลล์ต้นกำเนิด ได้ข้ามผ่านระยะเหนี่ยวนำสรรพคุณ ซึ่งมันมีความเสียงเพียงน้อยนิดที่จะก่อให้เกิดเนื้องอกเมื่อมีการปลูกถ่ายสู่คนไข้ วิลมุต ผู้ที่กำลังสร้างเซลล์เริ่มต้นชนิดอื่น กล่าว

ดีปาค ศรีวาสตาวา นักชีววิทยาด้านพัฒนาการ และผู้อำนวยการสถาบันโรคเส้นเลือดหัวใจแกลดสโตน ซาน ฟรานซิสโก แคลิฟอเนีย นำทีมนักวิจัยที่รับผิดชอบในการสร้างเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจากเซลล์ ไฟโบรบลาสต์ของหนู [3] เขาได้กล่าวว่า การเปลี่ยนแปลงเซลล์โดยตรง สามารถนำไปสู่การรักษาที่ง่ายกว่า สเต็มเซลล์แบบเหนียวนำ (iPS cells)

อย่างไรก็ดี การเปลี่ยนชนิดของเซลล์ก็ยังมีข้อด้อย ไม่เหมือนกับสเต็มเซลล์แบบเหนี่ยวนำ หรือสเต็มเซลล์จากตัวอ่อน คือมันไม่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในห้องทดลอง ดังนั้นสำหรับการสร้างให้มีปริมาณมากๆ เพื่อการศึกษายาจำเป็นจะต้องทดสอบต่ออีก วิลมุตกล่าว

ทั้งๆ ที่การทดลองให้ห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่า เซลล์เม็ดเลือดที่ถูกเปลี่ยนมาจากเซลล์ผิวหนังนั้น จะไม่สามารถจำแนกออกจากเซลล์เม็ดเลือดของจริงในคนไข้ได้ แต่มันก็ยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่า เซลล์ที่สร้างได้นี้ จะเทียบเท่าได้กับเซลล์เม็ดเลือดจริงๆ ของคนไข้ จอร์จ ดาเลย์ นักชีววิทยาสเต็มเซลล์ โรงพยาบาลเด็กบอสตัน กล่าว

จากการเปลี่ยนแปลงทางอีพิเจเนติก (epigenetic modification คือ การเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน โดยที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ บนลำดับ ดีเอ็นเอ) สามารถอธิบายถึงความแตกต่างกันระหว่างเซลล์เม็ดเลือดที่สร้างขึ้น กับเซลล์เม็ดเลือดที่สร้างขึ้นเองตามธรรมชาติได้ “การเดินทางจากไซโกต ไปสู่เซลล์เม็ดเลือดเป็นการเดินทางที่ยาวนาน แต่ทว่า การเดินทางจากไฟโบรบลาสต์ไปสู่เซลลเม็ดเลือดในจานเพาะเชื้อนั้นเป็นเส้นทางที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง” ดาเลย์กล่าว

แม้ว่าจะพบกับคำเตือนเหล่านี้เล้ว การเปลี่ยนชนิดของเซลล์ก็ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ “แต่ละคนก็มีชนิดเซลล์ที่ชื่นชอบ” ดาเลย์กล่าว “การเล่นแร่แปรเซลล์ จึงเป็นสิ่งที่กำลังเกิดขึ้นอยู่ในขณะนี้”

อ้างอิง

[1] Szabo, E. et al. Nature doi:10.1038/nature09591 (2010).
[2] Vierbuchen, T. et al. Nature 463, 1035-1041 (2010).
[3] Ieda, M. et al. Cell 142, 375-386 (2010).

ที่มา: http://www.nature.com/news/2010/101107/full/news.2010.588.html

Professor Robert Edwards

ในปี 2009 รางวัลโนเบลในสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ เป็นของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบ Telomere

ผู้ได้รับรางวัลโนเบล สาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ปี 2010 คือ Robert G. Edwards จากผลงานการคิดค้น in vitro fertilization หรือการปฏิสนธิภายในแก้ว

การค้นพบวิธีการดังกล่าว สามารถช่วยเหลือผู้ที่มีบุตรยากได้ทั่วโลก ปัจจุบันมีเด็กที่ถือกำเนิดด้วยวิธีการทำเด็กหลอดแก้ว ราว 4 ล้านคนทั่วโลก เด็กหลายคนตอนนี้ได้โตเป็นผู้ใหญ่ และพร้อมที่จะเป็นพ่อและแม่แล้ว ถือเป็นการพัฒนาทางการแพทย์สมัยใหม่ ที่สร้างคุณประโยชน์อยากมาก

Robert G. Edwards เกิดในปี คศ.1925 ในเมืองแมนเซสเตอร์ ประเทศอังกฤษ หลังจากเข้ารับราชการทหารในสงครามโลกครั้งที่สอง เขาได้เข้าเรียนในสาขาชีววิทยาที่ มหาวิทยาลัยเวลส์ (University of Wales)ประเทศอังกฤษ และมหาวิทยาลัยอีเด็นเบอร์(University of Edinburgh) ประเทศสก๊อตแลนด์ จบ PhD. ในปี คศ.1955 ด้วยงานวิจัย เกี่ยวกับการพัฒนาการของตัวอ่อนของหนู และเริ่มทำงานเป็นนักวิจัย ที่ศูนย์วิจัยทางการแพทย์แห่งชาติ(National Institute for Medical Research) ในกรุงลอนดอน ปี คศ.1958 และทำงานวิจัยเกี่ยวกับการปฎิสนธิของมนุษย์

ในปี คศ.1963 เขาได้เข้าทำงานในมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ และบอร์นฮอลคลินิก(Bourn Hall Clinic)ในเวลาต่อมา ซึ่งถือได้ว่าเป็นศูนย์ทำเด็กหลอดแก้วแห่งแรกของโลก ผลจากงานวิจัยของเขาได้ประสบความสำเร็จ และให้กำเนิด “เด็กหลอดทดลอง” ครั้งแรกของโลก ในวันที่  25 กรกฎาคม คศ.1978

Louise Brown เด็กหลอดแก้ว คนแรกของโลก กับแม่ของเธอ Lesley

ปัจจุบัน Robert Edwards ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ สอนนักศึกษาในมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์

in vitro fertilization

เด็กหลอดแก้ว หรือ การปฏิสนธิภายในแก้ว (In Vitro Fertilisation/Fertilization – IVF) คือเทคนิคของการปฏิสนธิสังเคราะห์ โดยการนำเซลล์ไข่ออกมาจากร่างกายผู้หญิงที่มีปัญหามีบุตรยาก และนำสเปิร์มจากผู้ชายเข้าทำการปฎิสนธิ ซึ่งกระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นในภาชนะบรรจุของเหลวภายนอกร่างกาย จากนั้นนำไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิแล้ว หรือเอ็มบริโอ เข้าไปฝั่งตัวในมดลูก เพื่อให้การตั้งครรภ์สมบูรณ์

ที่มา: http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2010/press.html
ดาวน์โหลด Press Release (PDF)

โปสเตอร์ประชาสัมพันธ์

เรียนเชิญ เข้าฟังการบรรยายพิเศษ
เรื่อง Application of Cultured Muscle Cells to Medical Engineering
โดย Prof.Shigehiro Hashimoto, Ph.D. & M.D.
Department of Biomedical Engineering, Osaka Institute of Technology, Japan

วันพฤหัสบดี ที่ 7 ตุลาคม 2553 เวลา 13.30 น. เป็นต้นไป
ณ ห้อง 408 ตึก 3 คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ

ดาวน์โหลดโปสเตอร์ประชาสัมพันธ์

Application of Cultured Muscle Cells to Medical Engineering

Abstract:

1) Cultivation of Muscle Cells (myoblasts)

Adhesion of C2C12 (mouse myoblast cell line originated with cross-striated muscle of C3H mouse) to the culture plate is accelerated with alternating magnetic field of 13 mT.  The cells tend to tilt to the direction of the static magnetic field of < 270 mT.  Proliferation of C2C12 and of L6 (rat skeletal muscle cell) decelerates with the amplitude of electric pulses lower than 0.1 V.

2) Development of Scaffold

A novel culture methodology with the vortex flow of the medium has been developed to make myotubes array in vitro.  A7r5 (rat aortic smooth muscle cell) and CS-2P2-C75 (primary normal porcine aortic endothelial cell) line along the streamline of the flow.  C2C12 and L6 (rat skeletal muscle cell) adhere along the direction of the flow in the first stage, and tilt to the perpendicular direction to the flow differentiating to myotubes with fusion in the second stage.  Cells tend to tilt, deform and migrate to the direction of downstream and downward before exfoliation.  Several scaffolds were fabricated with the aid of the stereo-lithography system.

3) Analysis and Measurement of Muscle Movement

Fluctuating intensity of the transmitted laser beam through the contracting myotubes (C2C12) was measured, and its spectrum was analyzed. The results show that the contraction is synchronized with stimulation of the periodical electric pulses between 0.2 s and 2 s.

4) Actuator Made of Cultured Muscle Cells

The experimental results show that the amplitude of contraction is maximized when the direction of the electric field is parallel to the longitudinal direction of myotubes (C2C12), and that the rate increases when the myotubes are oriented parallel each other.  The contraction of myotube converted to movement of the micro-machined lever.  The micro actuator was made of myotubes cultured on the collagen gel.

5) Functional Maintenance of Remodeled Muscle Tissue

The designed optical system was effective to measure local medium pH and movement of contracting myotubes (C2C12) simultaneously in vitro.

ไตเทียมชนิดฝั่งตัวในร่างกาย

นักวิจัยสร้างต้นแบบไตเทียมชนิดฝั่งตัวในร่างกายได้เป็นครั้งแรก
ไตเทียมดังกล่าวนี้ ภายในประกอบด้วยฟิวเตอร์อยู่นับพันตัว ที่มีลักษณะคล้ายกับ Bioreactor และใช้หลักการของ water-balance เหมือนกับการทำงานของไตจริง ซึ่งได้รับการพัฒนาร่วมกันจาก วิศวกร นักชีววิทยา และทีมแพทย์ โดยหัวหน้าทีมวิจัยคือ Dr. Shuvo Roy จาก  UCSF (University of California, San Francisco) Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences.

ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการสร้างไตเทียมด้วยซิลิคอน โดยมีช่องให้เซล์ท่อไตมีชีวิตอยู่ภายในได้ และลดขนาดของอุปกรณ์ให้มีขนาดเล็กลงเท่าถ้วยกาแฟ (ใกล้เคียงกับขนาดของไตจริง) เครื่องมือที่ผลิตขึ้นจะถูกนำเข้าไปฝั่งตัวในร่างกายของผู้ป่วยในอนคต เครื่องมือเข้ากับร่างกายของมนุษย์ได้ดี โดยไม่ต้องทำการกินยากดภูมิคุ้มกัน ทำให้ไม่รบกวนการใช้ชีวิตปกติของผู้ป่วย

ไตเทียมถูกออกแบบเพื่อผู้ป่วยที่รอการปลูกถ่ายไตใหม่ ซึ่งในแต่ละปีมีผู้บริจาคน้อยมาก ไตเทียมที่ผลิตขึ้นนี้ จะลดอัตราการเกิดภาวะไตวายของผู้ป่วย ที่เป็นเป็นโรคไตนับล้านทั่วโลก ซึ่งจะช่วยลดปัญหาค่าใช้จ่ายที่ต้องเสียไปได้เป็นจำนวนมาก ทีมวิจัยได้เตรียมการฝั่งไตเทียมในสัตว์ทดลอง และวางแผนที่จะทดสอบในร่างกายมนุษย์ในอีก 5-7 ปีข้างหน้า

ผู้ป่วยโรคไตระยะสุดท้าย หรือผู้ป่วยไตวาย เฉพาะในอเมริกา มีมากถึง 5 แสนคนต่อปี (ของไทยราว 2 แสนคน อ้างอิง) ปัจจุบันการรักษาให้หาย คือการเปลี่ยนถ่ายไตใหม่ ซึ่งตัวเลขของผู้ต้องการเปลี่ยนถ่ายไตเพิ่มขึ้น 5-7 เปอร์เซ็นทุกปี สาเหตุส่วนใหญ่มาจากโรคเบาหวาน และโรคความดันโลหิตสูง

การฟอกเลือด คือการขจัดของเสียที่สะสมภายในร่างกาย เนื่องจากไตไม่สามารถทำงานเพื่อกำจัดของเสียเหล่านั้นได้ การฟอกเลือดเป็นเพียงการทำงานทดแทนการทำงานของไตที่เสียไป ต้องทำการรักษาตลอดไป การฟอกเลือดของผู้ป่วยโรคไตในปัจจุบัน จะต้องทำสัปดาห์ละ 2-3 ครั้ง และครั้งละ 3-5 ชั่วโมงต่อครั้ง การฟอกเลือดจะต้องมีการปั๊มเลือดจากร่างกายของผู้ป่วยเข้าสู่เครื่องฟอกเลือดภายนอกร่างกายที่มีการกรองส่วนของเสียออกจากเลือด ซึ่งวิธีนี้ทดแทนการทำงานของไตได้เพียง 13 เปอร์เซ็นของการทำงานจริงของไต ผลของการรักษาด้วยการฟอกเลือดนี้มีผู้ป่วยเพียง 35 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่มีอายุมากกว่า 5 ปี

จำนวนของผู้บริจาคไตมีอย่างจำกัดไม่เพียงพอกับผู้ป่วยที่ต้องการเปลี่ยนถ่ายไตใหม่ ทำให้ผู้ป่วยต้องรอเป็นเวลานาน โอกาสที่จะเสียชีวิตก่อนมีสูงและมีค่าใช้จ่ายสูงระหว่างการทำการรักษาตัว ไตเทียมชนิดฝั่งในร่างกายจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้ ช่วยให้ผู้ป่วยไม่ต้องเดินทางเข้ามาทำการฟอกไตทุกๆสัปดาห์ และไตเทียมชนิดฝั่งในร่างกายยังสามารถทำการฟอกเลือดได้ตลอดเวลา เป็นผลดีต่อสุขภาพของผู้ป่วยอย่างมาก

ไตเทียมชนิดฝั่งในร่างกายใช้ระบบ Hemofilter เพื่อกรองสารพิษในเลือดออก ซึ่งเป็นการพัฒนาด้วยวิศวกรรมเนื้อเยื่อ สร้างเซลล์ท่อไตเพื่อให้มาทำหน้าที่เหมือนเซลล์ไตที่ปกติ โดยอาศัยแรงดันเลือดในร่างกายเป็นปั๊มขับดันให้เลือดไหลผ่านท่อกรอง โดยไม่จำเป็นต้องมีปั๊มที่ใช้พลังงานไฟฟ้าภายใน

โครงการนี้เป็นอีกหนึ่งตัวอย่างของความพยายามของ UCSF ที่นำองค์ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ที่อยู่ในห้องทดลองให้นำมาใช้จริงในทางคลินิก

ในเฟสแรกของโครงการได้สำเร็จลงไปแล้ว ตอนนี้ได้เร่งพัฒนาให้เครื่องมีขนาดเล็กลงเพื่อให้พอเหมาะกับร่างกาย และจะเริ่มนำไปทดสอบในสัตว์ทดลองในเฟสที่สองซึ่งอยู่ในระหว่างการดำเนินงาน ทีมวิจัยมีความพยายามทำงานอย่างหนักเพื่อให้อุปกรณ์นี้พร้อมใช้จริงในมนุษย์ ซึ่งโครงการได้รับการสนับสนุนเป็นอย่างดีจากทั้งเอกชนและรัฐบาล

นับว่าเป็นอีกหนึ่งความพยายามของนักวิทยาศาตร์เพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นของผู้ป่วยโรคไต

รายละเอียดเพิ่มเติม: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100902161253.htm

human embryonic stem cells

เซลล์ต้นกำเนิด หรือ สเต็มเซลล์ (Stem cells) ถือได้ว่ามีความสำคัญอย่างมากในทางการแพทย์ ปัจจุบันมีนักวิจัยมากมายที่สนใจนำสเต็มเซลล์มาใช้ในการรักษาโรค เช่น อัลไซเมอร์ พาร์กินสัน อัมพาตไขสันหลัง กล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด เป็นต้น เนื่องเพราะสเต็มเซลล์นั้นสามารถพัฒนาตัวเองให้เป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่จำเพาะได้ตามที่นักวิจัยต้องการ ผ่านการกระตุ้นเซลล์ที่จำเพาะ

แต่ปัญหาของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือ การเจริญยากของสเต็มเซลล์ ทำให้มีจำนวนสเต็มเซลล์ที่จะนำมาทำการทดลอง หรือใช้เพื่อการรักษาไม่เพียงพอ มีการพัฒนาชีววัสดุที่ทำให้สเต็มเซลล์เจริญเพิ่มจำนวนเซลล์ โดยจะมีองค์ประกอบของโปรตีนหรือเซลล์ตัวอ่อนของหนูรวมอยู่ด้วย ซึ่งอาจจะเกิดการต่อต้านจากภูมิคุ้มกันของมนุษย์ได้เมื่อทำการฉีดเข้าสู่ร่างกาย

นักวิจัยจาก Massachusetts Institute of Technology (MIT) จึงสร้างพื้นผิวสำหรับเพาะสเต็มเซลล์ชนิดใหม่ เพื่อแก้ปัญหาข้อจำกัดต่างๆที่เกิดขึ้น พื้นผิวชนิดใหม่เป็นพื้นผิวที่สังเคราะห์ขึ้น ไม่มีองค์ประกอบจากสิ่งมีชีวิต สเต็มเซลล์ที่อยู่บนพื้นผิวสามารถมีชีวิตและแบ่งเซลล์เพิ่มจำนวนได้มากขึ้นเป็นล้านเซลล์ ในเวลาที่น้อยกว่า 3 เดือน นอกจากนี้ยังเป็นวัสดุชนิดแรกที่สามารถจำแนกชนิดของเซลล์ได้แบบเซลล์เดียว ซึ่งมีความจำเป็นอย่างมากต่อการจำแนกชนิดของเซลล์ตามลักษณะที่ต้องการ และเป็นเรื่องที่ทำได้ยากมาในวัสดุแบบเดิม

ในปัจจุบัน สเต็มเซลล์จะเจริญบนแผ่นพลาสติกที่มีการเคลือบด้วยเจลาติน และมีชั้นของเซลล์ของหนู หรือโปรตีนอีกชั้น Dr.Krishanu Saha หนึ่งในทีมวิจัย กล่าวว่า  “สำหรับใช้ในการรักษา เราต้องการสเต็มเซลล์เป็นล้านล้านเซลล์” เขากล่าว “ถ้าเรา สามารถจำแนกชนิดและเพิ่มจำนวนสเต็มเซลล์ได้ง่ายแล้ว จะช่วยให้ความต้องการจะนำไปศึกษา หรือนำไปรักษาทำได้มากยิ่งขึ้นด้วย”

ในการสร้างวัสดุใหม่นี้ นักวิจัยพยายามปรับเปลี่ยนการใช้โพลิเมอร์ต่างๆมากกว่า 500 ชนิด และมีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวหลายแบบ เช่น ความหยาบ ความแข็ง ความไม่ชอบน้ำ(hydrophobicity) พบว่าความหยาบและความแข็งของพื้นผิวมีผลต่อการเจริญของเซลล์ค่อนข้างน้อย และทีมวิจัยได้ค้นพบค่าความไม่ชอบน้ำของพื้นผิวที่ส่งผลต่อเซลล์ดีที่สุด และยังพบว่าโพลิเมอร์ที่ให้ผลดีที่สุดนั้น ประกอบด้วยอะคริเลต(acrylates) ที่มีเปอร์เซนต์สูง ซึ่งเป็นสารทั่วไปที่พบในพลาสติก พวกเขาได้เคลือบพื้นผิวโพลิเมอร์ด้วยโปรตีนชนิดหนึ่งที่ชื่อ ไวโทเนคติน(vitronectin) ซึ่งเพิ่มการเกาะจับของสเต็มเซลล์ได้ดีขึ้น

ขณะนี้ทีมวิจัยหวังที่จะพัฒนาพื้นผิวแบบอื่น ๆ ที่เหมาะสมกับการเจริญของเซลล์ชนิดอื่น ๆ เพิ่มอีกด้วย

งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Nature Materials

ที่มา : http://www.gizmag.com

การทดลองวัดระดับน้ำตาลในหนู

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตเกียว และศูนย์วิจัย BEANS(Bio Electro-mechanical Autonomous Nano Systems) ได้พัฒนาตัวตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือดชนิดฝังตัวในร่างกาย

ระบบนี้ใช้ ไฮโดรเจล ที่พัฒนาขึ้น เป็นตัวสำคัญในการตรวจวัด ซึ่งเมื่อใช้แสงส่องผ่านเพื่อกระตุ้น ไฮโดรเจลจะเปล่งแสงออกมา(emitted light) โดยความเข้มแสงจะเปลี่ยนแปลงตามความเข้มข้นของน้ำตาลในกระแสเลือด โดยสามารถตรวจวัดได้จากภายนอกผิวหนัง (บริเวรแสงส่องผ่านได้ง่าย เช่น ใบหู) ในอนาคตเทคโนโลยีนี้จะถูกพัฒนาเพื่อนำไปใช้ในการวัดระดับน้ำตาลในร่างกายของมนุษย์ ซึ่งสามารถติดตามและประเมินระดับน้ำตาลในเลือดได้ โดยไม่ทำให้เจ็บและระคายเคืองต่อร่างกายของผู้ป่วย ระบบตรวจวัดจะแจ้งเตือนทันทีที่ระดับน้ำตาลสูงผิดปกติ นำไปสู่การทำให้ระดับน้ำตาลกลับเข้าสู่สมดุลนั้น ทำได้รวดเร็วยิ่งขึ้น และส่งผลดีต่อผู้ป่วย

นักวิจัยกล่าว “เมื่อเราใส่เม็ดเจลที่พัฒนาขึ้นในใบหูของหนู เราสามารถตรวจวัดความเข้มแสงที่เปลี่ยนแปลงไปได้ เมื่อระดับน้ำตาลของหนูมีการเพิ่มหรือลดลง”

วีดีโอรายละเอียด

ที่มา : http://www.diginfo.tv/2010/08/06/10-0141-r-en.php
via : http://www.engadget.com