2 นักชีวะต่างรุ่นคว้าโนเบลแพทย์ 2012 ด้วยผลงานการสร้างเซลล์ต้นกำเนิด แบบไม่ใช้ตัวอ่อน คลี่คลายปัญหาจริยธรรมที่ถกเถียงมานับทศวรรษ แต่ดูเผินๆ เหมือนจะเป็นทางออกที่สวยงามให้วงการวิจัยเสต็มเซลล์ ทว่ากลับยังไม่ใช่ทางเลือกใหม่เหตุเพราะเซลล์ใหม่เสี่ยงมะเร็งสูง และปัญหาที่ซ่อนอยู่ ทำให้ยังไม่ได้รับความไว้วางใจ
งานวิจัยเพื่อการเปลี่ยนหน้าที่ของเซลล์โดย “เซอร์ จอห์น กัวร์ดอน” (Sir John Gurdon) นักวิจัยชาวอังกฤษแห่ง สถาบันกัวร์ดอน (Gurdon Institute) มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ อังกฤษ และนำมาต่อยอดโดย “ศ.ชินยะ ยามานากะ” (Shinya Yamanaka) มหาวิทยาลัยเกียวโต ญี่ปุ่น ทำให้ทั้ง 2 ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรศาสตร์ หรือการแพทย์ที่เพิ่งประกาศไปเมื่อวันที่ 8 ต.ค.2012
ผลงานของนักวิจัยทั้ง 2 นับเป็นการบุกเบิกวงการ “เวชศาสตร์ฟื้นฟูภาวะเสื่อมโทรม” (regenerative medicine) ที่จะให้เราสามารถสร้างเซลล์ เนื้อเยื่อ หรืออวัยวะทดแทนที่เสียหายไปได้ หรือแม้กระทั่งการทำสำเนา (โคลนนิง) สิ่งมีชีวิต อีกทั้งยังจะนำไปสู่การวิจัยรักษาอาการเจ็บป่วยอื่นๆ ด้วย เช่นพวกกลุ่มอาการทางจิตเภท และการรักษาโรคภัยไข้เจ็บแนวใหม่
ทางเลือกใหม่ ไม่ต้องใช้้ “ตัวอ่อน” สร้างสเต็มเซลล์
กัวร์ดอน วัย 79 ปี และ ยามานากะ วัย 50 ปี ได้แสดงให้เห็นถึงวิธีการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดตามธรรมชาติ ที่เทียบเท่ากับเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนมนุษย์ โดยไม่ต้องมีข้อโต้แย้งทางจริยธรรม เพราะเป็นกรรมวิธีที่ทำให้เซลล์เกิดประโยชน์ได้หลายอย่าง ซึ่งพวกเขาสามารถพัฒนาเซลล์ให้ปรับเปลี่ยนหน้าที่ของตัวเองได้ โดยสามารถเหนี่ยวนำเซลล์ที่ทำงานอยู่ ให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดโดยธรรมชาติ หรือ “เซลล์ไอพีเอส” (iPS : induced pluripotent stem cells)
ในปี 1962 กัวร์ดอนแสดงให้เห็นว่า ดีเอ็นเอจากเซลล์เฉพาะของลูกอ๊อด อย่างเซลล์ผิวหนังหรือเซลล์ลำไส้ สามารถนำมาโคลนลูกอ๊อดให้ได้จำนวนมากขึ้น และเทคนิคคล้ายๆ กันนี้นำไปสู่การโคลนนิง “แกะดอลลี” สิ่งมีชีวิตชนิดแรกของโลกในปี 1997 ซึ่งแสดงให้เห็นว่า เป็นวิธีการที่ประสบผลสำเร็จกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
กัวร์ดอน ให้สัมภาษณ์ว่า การค้นพบของเขาในช่วงแรกเริ่ม ยังไม่มีผลต่อการรักษาทั้งทางการแพทย์และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์อย่างชัดเจน เพราะเทคโนโลยีอื่นๆ ยังตามมาไม่ถึง ทว่า 40 ปีหลังจากนั้น ยามานากะและทีมวิจัยได้สร้่างความก้าวหน้าขึ้น จากลูกอ๊อดของกัวร์ดอน เป็นการทดลองในหนู
เมื่อปี 2006 ทีมของยามานากะได้เปลี่ยนเซลล์ผิวหนังเป็นเซลล์ที่ยังไม่เจริญเต็มที่ และจากนั้นก็สามารถกระตุ้นให้เป็นเซลล์ผู้ใหญ่ชนิดต่างๆ ได้ ซึ่งงานวิจัยหลังจากนั้น ก็เริ่มมีรายงานว่า ได้ทดลองกับเซลล์มนุษย์แล้ว และทำให้เทคนิคเซลล์ iPS ได้รับการกล่าวถึงอย่างแพร่หลาย พร้อมๆ กับเป็นที่จับตามองว่า น่าจะมาแทนการใช้ตัวอ่อนเพื่อสร้างเซลล์ต้นกำเนิดได้
ปัญหาศีลธรรม ขวางงานวิจัยสเต็มเซลล์
ตั้งแต่ช่วงปลายศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ เชื่อว่า เซลล์ต้นกำเนิดเป็นหนทางสว่างในการรักษาโรคร้าย เพราะสามารถเป็นอะไหล่เปลี่ยนเนื้อเยื่อ ซ่อมแซมส่วนต่างๆ ตั้งแต่การทำงานผิดปกติของบางอวัยวะ เช่นหัวใจและปอด หรือแทนที่กระดูกสันหลังที่เสียหาย แม้แต่การรักษาโรพากินสันส์ และกระทั่งเชื่อว่าจะนำไปสู่การแก้ปัญหาศีรษะล้านให้แก่มนุษย์
แสงสว่างดังกล่าวก็ริบหรี่ลง เมื่อสหรัฐอเมริกาประเทศยักษ์ใหญ่ของวงการเทคโนโลยีชีวภาพ ขยับตัวลำบากต่องานวิจัยประเภทนี้ เพราะจอร์จ ดับเบิลยู บุช สมัยที่ดำรงตำแหน่งประธานาธิบดีสหรัฐฯ ได้มีนโยบายต่อต้าน โดยได้งดให้ทุนรัฐบาลสนับสนุนงานวิจัยสเต็มเซลล์ตัวอ่อนมนุษย์ แต่เมื่อบารัก โอบามา ได้เป็นประธานาธิบดี ก็ได้ผ่อนปรนให้สร้างสเต็มเซลล์ไลน์จากตัวอ่อนได้บางส่วน เมื่อปี 2009 เป็นต้นมา
นอกจากนี้ ในยุโรปเอง ศาลสูงก็มีคำสั่งห้ามออกสิทธิบัตรให้แก่งานวิจัยสเต็มเซลล์ หากมีการทำลายตัวอ่อนมนุษย์ โดยเป็นคำร้องจากคณะบาทหลวงในนิกายคาทอลิก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็วิพากษ์วิจารณ์และเสียใจต่อคำสั่งของศาลครั้งนี้
ทว่า เมื่อในสหรัฐฯ เริ่มมีการผ่อนผัน ในปี 2010 องค์กรทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพของสหรัฐฯ ก็ได้ทดลองใช้สเต็มเซลล์ตัวอ่อนรักษามนุษย์เป็นครั้งแรกของโลก โดยแก้ไขโรคที่เกิดกับเรตินา อันเป็นเหตุให้มีอาการตาบอด
อีกทั้ง เมื่อปี 2011 ที่ผ่านมา ทีมแพทย์ในสหรัฐฯ ได้ใส่สเต็มเซลล์ที่เกี่ยวกับหัวใจ เข้าไปในผู้ป่วยที่เกิดอาการหัวใจวายจำนวน 16 ราย เพื่อฟื้นสภาพให้แก่กล้ามเนื้อหัวใจ และสร้างความสามารถในการปั้มเลือด
ส่วนในสวีเดนชายวัย 36 ปี ได้รับการปลูกถ่ายหลอดลมเทียม ที่สร้างขึ้นมาจากห้องแล็บ และฉาบด้วยสเต็มเซลล์ของตัวเอง
สเต็มเซลล์กำลังเฟื่องฟู แต่ทำไม iPS ยังไม่ใช่ทางเลือก
ดูเหมือนว่าการใช้สเต็มเซลล์เพื่อการรักษาและปลูกถ่ายอวัยวะในมนุษย์จะมีความก้าวหน้าขึ้น แต่ยังไม่มีรายงานว่า แพทย์หรือเหล่านักเทคโนโลยีชีวภาพจะนำเทคนิคเซลล์ iPS ที่กัวร์ดอนและยามานากะพัฒนาขึ้น ไปใช้ในการรักษามนุษย์
ศ.จูเลียน ซาวูเลสกู (Julian Savulescu) ผู้เชี่ยวชาญด้านจริยธรรม มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด (University of Oxford) เปิดเผยว่า เซลล์ผิวหนังธรรมดาก็สามารถใช้เป็นวัตถุต้นตอ ทว่านักวิจัยอีกหลายคน ก็ยังมีความตั้งใจที่จะสร้างงานวิจัยที่มาจากตัวอ่อนมนุษย์ ซึ่งมันก็เหมือนขบวนการกินมนุษย์ด้วยกันเอง
แม้ว่าการใช้เซลล์ iPS ของ ดร.ยามานากะ เมื่อปี 2006 นั้น ช่วยให้วงการสเต็มเซลล์ผ่อนคลายเรื่องประเด็นจริยธรรม เพราะไม่จำเป็นต้องใช้ตัวอ่อนในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดอีกต่อไป แต่นักวิจัยส่วนใหญ่ยังกังวลว่า เทคโนโลยีเซลล์ iPS ยังมีอีกหลายประเด็น ที่ต้องการพิสูจน์ และแก้ไข ก่อนที่จะสามารถนำไปทดสอบจริงกับอาสาสมัครมนุษย์ได้
ตัวอย่างหนึ่งในข้อกังขา ก็คือ ระหว่างการทดลองกับหนูในห้องปฏิบัติการ เมื่อเซลล์ iPS ระหว่างพัฒนาตัวเอง กลับมีแนวโน้มจะกลายเป็นสารส่อมะเร็ง ปัญหาดังกล่าวเกิดจากการเปลี่ยนหน้าที่ยีน และการใช้รีโทรไวรัสมาใช้สร้างเซลล์อ่อน
พอล แฟร์ชายด์ (Paul Fairchild) ผู้อำนวยการสถาบันสเต็มเซลล์ของออกซ์ฟอร์ด อธิบายว่า ในการสร้างเซลล์ iPS นั้น เราต้องตัดต่อพันธุกรรมของเซลล์ผู้ใหญ่ โดยใส่ยีนที่ต่างกันลงไปอย่างน้อย 3 ยีน โดยระหว่างกระบวนการตัดต่อพันธุกรรมนี้ จะเกิดความเสี่ยงในการเปลี่ยนหน้าที่ของเซลล์ และการสร้างสารส่อมะเร็ง นับเป็นประเด็นความปลอดภัยที่น่าเป็นห่วง
อย่างไรก็ดี กลุ่มที่สนับสนุนการใช้ เซลล์ iPS ก็ชี้ว่า เทคนิคนี้ ทำให้สามารถใช้สารดีเอ็นเอจากเจ้าของร่างกายโดยตรง ซึ่งจะไม่มีการต่อต้านจากระบบภูมิคุ้มกันหลังการปลูกถ่าย ทว่าผลงานวิจัยปี 2011 ก็พบว่า อาจจะมีการปลูกถ่ายเซลล์ iPS บางชนิดที่ถูกระบบภูมิคุ้มกันปฏิเสธได้
“ข้อสันนิษฐาน ก็คือ เซลล์ iPS นั้นจะมีความต้านทานต่อภูมิคุ้มกัน ดังนั้นจึงต้องประเมินใหม่ ก่อนที่จะลงไปทดลองใช้กับมนุษย์” คำเตือนของ ศ.หยาง ซู (Yang Xu) นักชีววิทยา มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียในซานดิเอโก (University of California at San Diego)
นอกจากนี้ เมื่อเดือน ก.พ.ที่ผ่านมา คณะวิจัยนำโดยโจเซฟ เอคเคอร์ (Joseph Ecker) แห่งสถาบันซัลค์เพื่อการศึกษาชีววิทยา (Salk Institute for Biological Studies) ในแคลิฟอร์เนีย พบความไม่สมบูรณ์ของการเปลี่ยนจากเซลล์ผู้ใหญ่สู่เซลล์ต้นกำเนิด โดยเกิดข้อผิดพลาดของดีเอ็นเอปรากฏขึ้นที่บริเวณ “อิพิจีโนม” (epigenome) ซึ่งเป็นส่วนคำสั่ง ที่ควบคุมการทำงานของดีเอ็นเอ ให้ยีนเปิดหรือปิดการทำงาน ส่งผลต่อการแสดงออกทางพันธุกรรม
เร็วไปที่จะฉลองชัยให้เซลล์ iPS
ยามานากะนับเป็นชาวญี่ปุ่นคนแรกที่ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาการแพทย์ นับตั้งแต่มีการมอบรางวัล ปัจจุบันเขาทำงานอยู่ที่มหาวิทยาลัยเกียวโต โดยเขาได้รับรางวัลโนเบลหลังจากค้นพบเซลล์ iPSC ได้เพียง 6 ปี นับว่าเร็วมาก เพราะส่วนใหญ่รางวัลนี้กว่าจะมอบให้นักวิทยาศาสตร์ก็จะต้องมีผลงานผ่านไปแล้วนับทศวรรษ เพราะต้องอาศัยเวลาในการทดสอบให้มั่นใจต่อสิ่งที่เขาค้นพบ
ยามานากะ บอกว่า รู้สึกเป็นเกียรติมากที่ได้รับรางวัลนี้ร่วมกับกัวร์ดอน เพราะหากขาดงานวิจัยของกัวร์ดอนที่ตีพิมพ์ไว้เมื่อ 50 ปีก่อน ซึ่งเป็นปีที่เขาเกิดพอดี ตัวเขาก็อาจจะไม่ได้ศึกษาแนวทางนี้ หรืออาจทำไม่สำเร็จด้วยซ้ำ
อย่างไรก็ดี เมื่อปีี 2010 รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ก็มอบให้ 2 นักวิจัยที่เพิ่งตีพิมพ์ผลงานวิจัยข้อค้นพบได้เพียง 6 ปีเช่นกัน ขณะที่ในปี 2006 นักวิทยาศาสตร์อเมริกัน 2 คน ก็ได้รับโนเบลแพทย์หลังตีพิมพ์งานวิจัยฉบับนั้นไป 8 ปี
ผู้เชี่ยวชาญทั้งหลายต่างยินดีเป็นอย่างยิ่งที่งานของกัวร์ดอน และยามานากะ ได้รับรางวัลโนเบล เพราะเป็นการค้นพบสิ่งใหม่และมีอิทธิพลต่อประเด็นจริยธรรมที่กำลังติดขัด ซึ่งแนวคิดในการปรับเปลี่ยนหน้าที่การทำงานของเซลล์นั้น กำลังถูกนำไปเป็นงานวิจัยพื้นฐานในการศึกษาโรค โดยเพาะโรคลงในจานทดลอง แล้วนำเซลล์ดังกล่าวมาสร้างเป็นเนื้อเยื่อชนิดต่างๆ เช่น เนื้อเยื่อปอด เนื้อเยื่อสมอง จากนั้นก็จะเห็นปัญหาที่เกิดขึ้น
ท้ายที่สุดแล้ว ผู้อำนวยสถาบันสเต็มเซลล์แห่งออกซ์ฟอร์ดก็ได้ให้กำลังใจ ต่อการศึกษาเทคนิคการใช้เซลล์ iPS ว่า หลายคนก็พยายามทำงานหนักเพื่อก้าวข้ามสิ่งกีดขวาง ซึ่งทั้งหมดนั้นต้องอาศัยระยะเวลาในการพิสูจน์
Key publications:
Gurdon, J.B. (1962). The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. Journal of Embryology and Experimental Morphology 10:622-640.
Takahashi, K., Yamanaka, S. (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126:663-676.
