เล่นแร่แปรเซลล์: จากผิวหนังสู่เม็ดเลือด

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