ใช้แสงซินโครตรอนพัฒนา “สเต็มเซลล์” สู้ “มะเร็งตับ”

สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน -อัตราการเสียชีวิตของคนไทยในปัจจุบันจากโรคมะเร็ง พบว่า โรคมะเร็งตับ พบมากเป็นอันดับหนึ่ง การรักษาผู้ป่วยโรคตับที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษาทางยา สามารถทำได้โดยการปลูกถ่ายอวัยวะ อย่างไรก็ตามยังมีรายงานถึงผลข้างเคียงและภาวะแทรกซ้อนที่เกิดขึ้นหลังจากการเปลี่ยนถ่ายตับ เช่น ภาวะร่างกายต่อต้านอวัยวะที่ปลูกถ่าย เป็นต้น

นอกจากนั้นยังพบปัญหาการขาดแคลนอวัยวะ ซึ่งมีไม่เพียงพอต่อความต้องการของผู้ป่วย การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสเต็มเซลล์เพื่อการรักษาโรคตับจึงเป็นอีกหนึ่งความหวังที่สำคัญ เพื่อเป็นทางเลือกในการรักษาที่มีประสิทธิภาพ อีกทั้งลดภาวะแทรกซ้อนจากการรักษาที่เกิดขึ้นได้ในอนาคต

รศ. ดร.รังสรรค์ พาลพ่าย ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยเทคโนโลยีตัวอ่อนและเซลล์ต้นกำเนิด มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี (มทส.) พร้อมด้วย ดร.กาญจนา ธรรมนู นักวิจัยประจำสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ได้ร่วมกันพัฒนาสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนของหนูเพื่อเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ตับ และได้ทำการติดตามกระบวนการเปลี่ยนแปลงเซลล์ในระดับชีวโมเลกุล พร้อมทั้งทดสอบเทคโนโลยีการแยกเซลล์อย่างรวดเร็ว โดยใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์อินฟราเรด (FTIR microspectroscopy)

รศ.ดร.รังสรรค์ พาลพ่าย กล่าวว่า ปัจจุบันศูนย์วิจัยเทคโนโลยีตัวอ่อน ฯ มทส. ได้ประสบความสำเร็จในการคัดแยกและเพาะเลี้ยงสเต็มเซลล์จากหลายแหล่ง เชน ทั้งสเต็มเซลล์ตัวอ่อน และสเต็มเซลล์ชนิดมีเซ็นไคม์ (mesenchymal stem cells, MSCs) จากหลายแหล่ง เช่นจากเลือด ไขกระดูก เยื่อบุถุงน้ำคร่ำ และเซลล์เนื้อเยื่อไขมัน สำหรับงานวิจัยครั้งนี้ เราให้ความสนใจที่การพัฒนาไปสู่เซลล์ตับ โดยเริ่มต้นพัฒนาเซลล์ต้นแบบจากสเต็มเซลล์ตัวอ่อนของหนูทดลอง ซึ่งเป็นเซลล์ที่ได้จากการปฏิสนธิ และมีศักยภาพสูงที่จะเติบโตเป็นอวัยวะต่าง ๆ

อย่างไรก็ตามในกระบวนการเพาะเลี้ยงสเต็มเซลล์เพื่อกระตุ้นให้พัฒนาเป็นเซลล์ตับนั้น จำเป็นต้องทราบการเปลี่ยนแปลงในระดับเซลล์เดี่ยว (Single cell) เพื่อให้รู้ว่าเกิดการเปลี่ยนแปลงของสารชีวโมเลกุลอย่างไรบ้าง การติดตามการเปลี่ยนแปลงของเซลล์นี้ อาจทำให้เราทราบได้ถึงโอกาสที่จะเกิดความผิดปกติอื่นใด ที่สามารถเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการพัฒนาเซลล์ และที่สำคัญ เมื่อเซลล์ถูกการกระตุ้นให้เป็นเซลล์ตับในระยะสุดท้ายแล้วนั้น เซลล์ตับสามารถทำหน้าที่ได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่ ซึ่งเทคนิคการวิเคราะห์จากกล้องจุลทรรศน์อินฟราเรดโดยใช้แสงซินโครตรอน สามารถแสดงผลการพัฒนาไปสู่เซลล์ตับได้อย่างชัดเจนเป็นที่น่าพอใจมาก คิดว่าจากนี้ไปจะทดลองในสเต็มเซลล์ตัวอ่อนมนุษย์ (Embryonic Stem Cell) หรือด้วยสเต็มเซลล์ร่างกาย (Adult Stem Cell) ซึ่งจะเป็นประโยชน์ทางการแพทย์ต่อไปในอนาคต

ดร.กาญจนา ธรรมนู เปิดเผยว่า ผลงานติดตามกระบวนการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ในงานวิจัยครั้งนี้พบว่า เทคนิค FTIR microspectroscopy สามารถใช้ในการคัดแยกเซลล์แต่ละประเภทออกจากกันได้อย่างดี โดยชุดข้อมูลจากเซลล์ตับในระยะสุดท้ายสามารถแยกออกจากชุดข้อมูลของเซลล์ในระยะอื่นๆ ที่ระดับความถูกต้อง 96 % นอกจากนี้ยังพบว่า เซลล์ตับระยะเริ่มต้นมีการเปลี่ยนแปลงระดับของไขมันเพิ่มสูงขึ้น และเซลล์ตับระยะสุดท้ายพบการเปลี่ยนแปลงระดับของโปรตีนที่มีโครงสร้างทุติยภูมิชนิดอัลฟาเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

สอดคล้องกับการผลิตโปรตีนอัลบูมินที่สูงขึ้นในเซลล์ตับปกติ เพื่อพร้อมในการทำหน้าที่ของเซลล์ตับที่สมบูรณ์ และการติดตามการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ระยะต่าง ๆ โดยใช้ เทคนิค FTIR microspectroscopy ยังสามารถนำไปสู่การประยุกต์ใช้ในการสร้างฐานข้อมูลในการตรวจ หรือจัดจำแนกเซลล์ตับที่ถูกต้อง และสมบูรณ์จากเซลล์ตั้งต้นได้รวดเร็วขึ้นกว่าวิธีปกติทั่วไป และช่วยลดข้อจำกัดในของการวิเคราะห์ทางชีวโมเลกุลซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งเทคนิคนี้ใช้เวลาในการตรวจวิเคราะห์สั้นกว่า และมีขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างที่ไม่ยุ่งยาก ตัวอย่างไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการการใช้สารเคมีใด ๆ ซึ่งจะช่วยให้การทำงานของนักวิจัยรวดเร็ว และแม่นยำยิ่งขึ้น

งานวิจัยครั้งนี้ได้รับการเผยแพร่ในวารสารที่ได้รับการยอมรับในระดับนานาชาติ ซึ่งถือว่าเป็นงานวิจัยในระดับแนวหน้าของไทย นอกจากนั้นแล้ว รศ. ดร.รังสรรค์ พาลพ่าย ยังคงทำการวิจัยสเต็มเซลล์ ร่วมกับทางสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน อีกหลายโครงการ โดยเฉพาะโครงการที่สัมพันธ์กับงานวิจัยครั้งนี้ คือการพัฒนาเซลล์ตับจากเยื่อบุถุงน้ำคร่ำ และไขกระดูกของหนู ซึ่งปัจจุบันมีความคืบหน้าของโครงการกว่า 90 % นอกจากนั้นยังมีการพัฒนาสเต็มเซลล์ เพื่อเปลี่ยนไปเป็นเซลล์เป้าหมายชนิดต่าง ๆ เช่น เบต้าเซลล์ที่สามารถผลิตอินซูลินได้ และเซลล์ประสาท ซึ่งคาดว่าจะมีผลงานวิจัยออกมาอย่างต่อเนื่องต่อไป