นักวิทยาศาสตร์กำลังสร้างสิ่งมีชีวิตลูกผสมระหว่างมนุษย์กับหนู

ในที่สุดแพทย์ก็หวังว่า สิ่งมีชีวิตที่ออกแบบใหม่ที่มีลูกผสมระหว่างมนุษย์กับหนู จะสามารถนำมาใช้เป็นรูปแบบที่ถูกต้องมากขึ้นสำหรับการวิจัยทางการแพทย์ หรือแม้แต่เพื่อเป็นอวัยวะมนุษย์ที่ใช้สำหรับทดแทนเพื่อผู้ป่วยที่กำลังรอการบริจาคอวัยวะอยู่

ในทางพันธุกรรม chimera หมายถึงสิ่งมีชีวิตที่สร้างขึ้นจากกลุ่มประชากรเซลล์ที่มีต้นกำเนิดทางพันธุกรรมแตกต่างกันตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป มาเจริญอยู่ร่วมกัน แต่แยกกันอยู่คนละชั้น

พูดแบบง่ายๆ ก็คือคล้ายๆ กับสองคนในร่างเดียว เหมือนมีแฝดแฝงอยู่ ซึ่งถ้าเป็นในสัตว์ก็มักจะมีลักษณะทั้งสองเพศอยู่ร่วมกันเช่นมีทั้งรังไข่ และอัณฑะ อย่างเช่นในแมวบางตัวที่เป็นลายกระ (tortoiseshell cat) เป็นต้น

แม้เรื่องราวของ chimeras นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ลูกผสมระหว่างมนุษย์และสัตว์เช่นหนูนั้น มันไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน แต่เทคนิคทางชีววิทยา ขณะสร้าง chimeras ใหม่นี้ อาจนำไปสู่อนาคตทางการแพทย์ที่น่าสนใจเป็นอย่างมาก

แม้เซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์นั้นยากที่จะรวมเข้ากับสัตว์อื่น ๆ เนื่องจากเซลล์ชนิดต่าง ๆ พัฒนาในอัตราที่ต่างกัน แต่เคล็ดลับที่ทำให้เกิดขึ้นได้ในการสร้างลูกผสมระหว่างมนุษย์กับหนู ตามการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวันพุธที่ผ่านมาใน Science Science Advance คือ งานวิจัยนี้ได้ทำการย้อนเวลาของเซลล์มนุษย์ให้กลับไปสู่ในช่วงระยะต้นๆ ของการเจริญเติบโต

แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็มีอยู่อย่างจำกัด ตัวอ่อนของลูกผสมระหว่างมนุษย์กับหนู ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด คือ ได้ลูกผสมที่เป็นมนุษย์เพียงแค่ 4 เปอร์เซ็นต์ในแง่ของจำนวนเซลล์ แต่สำหรับเซลล์อื่น ๆ ในการทดลองนั้นมีเซลล์มนุษย์เพียงแค่ 0.1 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น

เซลล์ของมนุษย์ได้แบ่งตัวออกไป และรวมตัวให้เป็นอวัยวะต่างๆ เช่น หัวใจ และตับ นักวิจัยพบว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงของมนุษย์มีความอุดมสมบูรณ์เป็นพิเศษในตัวอ่อนหนู เซลล์มนุษย์จำนวนเล็กน้อยปรากฏตัวในเนื้อเยื่อที่จะสร้างสมอง 

แต่มันไม่มีเซลล์มนุษย์อยู่ในเซลล์ที่ใช้ในการสร้างอสุจิและไข่ และความสามารถของ chimeras ในการทำซ้ำเป็นหนึ่งในคำถามด้านจริยธรรมที่น่าเป็นห่วงเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงกังวลอยู่

เมื่ออยู่ในตัวอ่อนของหนู การเจริญเติบโตของเซลล์มนุษย์จะช้าลง เพื่อให้เข้ากับโฮสต์ของพวกมัน โดยปกติเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์นั้น จะใช้เวลานานก่อนที่จะเปลี่ยนเป็นเซลล์รับแสง

แต่มันไม่ใช่เมื่อเซลล์ของมนุษย์อยู่ในตัวอ่อนของหนู “หากคุณใส่เซลล์ของมนุษย์ตัวเดียวกันในตัวอ่อนหนูมันจะตายไปอย่างรวดเร็ว” นักวิจัย กล่าว “ใน 17 วันคุณจะได้รับเซลล์ที่ครบกำหนดเหล่านี้ซึ่งอาจใช้เวลาเป็นเดือนกว่าจะได้รับตัวอ่อนมนุษย์ที่เป็นปกติ”

นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้ให้ความเห็นว่า ห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกันจำเป็นต้องทำซ้ำกับผลลัพธ์ดังกล่าว และถ้ามันได้ผล มันจะกลายเป็นจุดเปลี่ยนครั้งสำคัญของวงการวิทยาศาสตร์เลยทีเดียว”

เนื่อจากบทความนี้เป็นงานวิจัยที่ค่อนข้างมีความซับซ้อน จาก paper ใน References ซึ่งโดยสรุปก็คือ เทคนิคดังกล่าวเป็นเทคนิคใหม่ ที่ ทำการย้อนเวลาของเซลล์มนุษย์ให้กลับไปสู่ในช่วงระยะต้นๆ ของการเจริญเติบโต

ซึ่งผลลัพธ์ หากสามารถทำได้จริง และทดสอบซ้ำได้สำเร็จนั้น ถือเป็นเรื่องที่น่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง สำหรับการสร้างอวัยวะเทียมให้กับผู้ป่วย ในอนาคตได้ โดยไม่จำเป็นต้องรอการบริจาคอวัยวะอีกต่อไปนั่นเองครับ

References : https://futurism.com/the-byte/scientists-creating-mouse-human-hybrids https://www.sciencenews.org/article/mouse-human-chimera-hybrid-embryos https://advances.sciencemag.org/content/6/20/eaaz0298

กล้ามเนื้อหัวใจที่ปลูกในแล็บได้รับการปลูกถ่ายในมนุษย์เป็นครั้งแรก

นักวิจัยในประเทศญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการดำเนินการปลูกถ่ายเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจในห้องทดลองครั้งแรกของโลกซึ่งสามารถลดความต้องการการปลูกถ่ายหัวใจได้อย่างมาก 

เพื่อพัฒนาเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโอซาก้าได้นำเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายมาพัฒนาเป็นครั้งแรกและดัดแปลงสภาพให้เหมือนเหมือนตัวอ่อน จากจุดนี้นักวิจัยสามารถหลอกล่อให้เซลล์กลายเป็นสิ่งที่เข้ากันได้กับผู้ป่วย ไม่ถูกปฏิเสธจากระบบภูมิคุ้มกัน

เซลล์เหล่านี้จะถูกวางไว้บนแผ่นเล็ก ๆ ที่สามารถย่อยสลายได้ซึ่งถูกใช้เพื่อปกปิดบริเวณที่เสียหายของหัวใจของผู้ป่วย ผู้ป่วยที่ได้รับการปลูกถ่ายจากการขาดเลือด cardiomyopathy ที่หัวใจ และมีปัญหาในการสูบฉีดเพราะกล้ามเนื้อไม่ได้รับเลือดเพียงพอ 

ในบางกรณีเงื่อนไขนี้ต้องใช้การปลูกถ่ายหัวใจ แต่นักวิจัยหวังว่าเซลล์กล้ามเนื้อใหม่จะช่วยสร้างเส้นเลือดใหม่ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการทำงานโดยรวมของหัวใจให้ดียิ่งขึ้น

ผู้ป่วย รายแรก ๆ จาก 10 รายในการทดลองเป็นเวลาสามปีมานี้ กำลังฟื้นตัวในโรงพยาบาลและจะได้รับการตรวจสอบอีกครั้งในปีหน้า หากประสบความสำเร็จในระยะยาวขั้นตอนที่อาจจะกลายเป็นทางเลือกที่ทำงานเพื่อปลูกถ่ายหัวใจตั้งแต่การสร้างเซลล์เหล่านี้จะง่ายกว่าการหาผู้บริจาคหัวใจที่เหมาะสมกับผู้ป่วย และ ยังมีโอกาสน้อยที่อวัยวะที่ได้รับการปลูกถ่ายแบบนี้จะได้รับการปฏิเสธจากระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับนั่นเอง

ความคิดเห็นเพิ่มเติมจากผู้เขียน

ต้องบอว่าเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่น่าสนใจในการสร้างเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เพื่อมาปลูกถ่ายให้กับผู้ป่วยจริง ๆ เราจะเห็นได้จากข่าว เทคโนโลยีดังกล่าว กำลังรุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว รวมถึงการสร้างอวัยวะเทียมด้วยเทคโนโลยี 3D Printing

โรคหัวใจ เป็นปัญหาการเสียชีวิตอันดับต้น ๆ ของผู้ป่วย แทบจะทั่วทั้งโลก ซึ่งการได้หัวใจใหม่จากเซลล์ต้นกำเนิดที่มาจากตัวผู้ป่วยเองนั้น ก็จะทำให้ปัญหาแทรกซ้อน ในเรื่องการปฏิเสธจากระบบภูมิคุ้มกันของเรานั้นทำได้ดีขึ้น

แน่นอนว่า ด้วยความก้าวหน้าเหล่านี้ ในอนาคต จะทำให้ชีวิตของมนุษย์เรายืนยาวขึ้นอย่างแน่นอน แต่เมื่อเรามีชีวิตที่ยืนยาว ขึ้น มันก็จะสร้างปัญหาใหม่ ในสังคมผู้สูงอายุ รวมถึงปัญหาขาดแคลนแรงงานวัยหนุ่มสาว ที่กำลังเป็นปัญหาที่สำคัญในหลาย ๆ ประเทศที่ต้องเจอ รวมถึงประเทศไทยของเราด้วยนั่นเองครับผม

References : https://www.engadget.com/2020/01/29/lab-grown-heart-muscles-transplant-human-first/

Pig-Monkey CHIMERAS กับการทดลองสร้างอวัยวะในสัตว์เป็นครั้งแรกในประเทศจีน

ตามที่ newscientist.com ได้รายงานข่าวล่าสุดเกี่ยวกับ ลูกสุกรตัวแรกที่มีเซลล์จากลิงที่เกิดในห้องแล็บในประเทศจีน ซึ่งถือทดลองครั้งสำคัญในการสร้างอวัยวะมนุษย์ในสัตว์

“ นี่เป็นรายงานครั้งแรกของ chimeras สัตว์ลูกผสมระหว่างลิงกับหมู” ในห้องปฏิบัติการหลักด้านสเตมเซลล์และชีววิทยาการเจริญพันธุ์ ซึ่งนักวิจัย Tang Hai ได้กล่าวกับ newscientist.com

เป้าหมายสุดท้ายของนักวิจัยคือการสร้างอวัยวะของมนุษย์ในสัตว์  แต่ยังเป็นเรื่องของอนาคตที่ยังคงใช้เวลาอีกหลายปี แต่น่าเสียดายที่ลูกสุกรเหล่านี้เสียชีวิตภายในหนึ่งสัปดาห์หลังคลอด แต่ยังไม่ทราบสาเหตุการตายที่แน่ชัด

ซึ่งทีมนักวิจัยของจีนได้ทำการเพาะเลี้ยงเซลล์ลิงที่ได้รับสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนแล้วฉีดเข้าไปในตัวอ่อนของหมูภายในสี่วันหลังจากการปฏิสนธิ

ผลลัพธ์ที่ออกมาเป็นสิ่งที่ต้องการ มีลูกหมูเพียงสองในสิบตัวเท่านั้นที่กลายเป็นสัตว์ประหลาด ซึ่งทีมต้องปลูกฝังตัวอ่อนมากกว่า 4,000 ตัวเพื่อให้ได้ผลลัพธ์เหล่านี้

“งานวิจัยมีประสิทธิภาพที่ต่ำมากและการตายของสัตว์ทั้งหมด ที่จริงผมเห็นว่านี่เรื่องที่น่าท้อใจ” นักวิจัยทางด้านชีววิทยา Paul Knoepfler จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย บอกกับ newscientist.com

newscientist กล่าวว่า เซลล์ของลิงนั้นมีการแพร่กระจายไปทั่วอวัยวะสำคัญจำนวนหนึ่ง แต่แสดงถึงสัดส่วนที่ต่ำมากของเซลล์ ระหว่างหนึ่งใน 1,000 และหนึ่งใน 10,000 เพียงเท่านั้น แต่ก็เป็นเรื่องน่าสนใจในการวิจัยที่จะเกิดขึ้นต่อไปในอนาคตในการสร้างอวัยวะมนุษย์ในสัตว์เหล่านี้

ความเห็นเพิ่มเติมจากผู้เขียน

ความน่าสนใจของงานวิจัยชิ้นนี้ เป็นการทดลองเพื่อนำไปสู่การสร้างอวัยวะของมนุษย์ในสัตว์ ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องที่น่าสนใจเป็นอย่างมาก ซึ่งเราอาจจะเห็นความพยายามในการสร้างเซลล์อวัยวะเทียม หรือ การใช้เทคโนโลยี 3D Printing มาสร้างอวัยวะมาในงานวิจัยในก่อนหน้านี้

แต่จากการทดลองเราจะเห็นได้ว่า อัตราการตายของสัตว์นั้นสูงมาก ๆ และแทบจะไม่เหลือสัตว์กลายพันธุ์ที่รอดชีวิตอยู่ได้เกินสัปดาห์ ซึ่งแน่นอนว่าเป็นปัญหาเรื่องจริยธรรม รวมถึงการทารุณกรรมสัตว์อย่างนึงที่ต้องแก้ไข

แต่หากงานวิจัยเหล่านี้ประสบความสำเร็จจริง ก็น่าสนใจว่าจะเป็นตัวช่วยใหม่ ๆ ให้กับเหล่าผู้ป่วยที่ต้องการอวัยวะเทียม ที่มีอยู่ทั่วโลกได้อีกทางเลือกนึงนั่นเองครับ

References : https://www.newscientist.com/article/2226490-exclusive-first-ever-piglets-containing-monkey-cells-born-in-china/

นักวิจัยกำลังสร้าง เซลล์ปอดเทียม ที่จะช่วยผู้ป่วยฟื้นฟูอวัยวะได้ดีขึ้น

โรคปอดที่ร้ายแรงนั้นมีอัตราการตายสูงและการรักษาเพียงอย่างเดียวคือการปลูกถ่ายปอด ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ซับซ้อนที่มีผลกระทบด้านสุขภาพอื่น ๆ และบ่อยครั้งก็ไม่ได้ผล ดังนั้นสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในสาขานี้การฟื้นฟูอวัยวะของปอดคือการปลูกอวัยวะจากเนื้อเยื่อของร่างกายผู้ป่วยขึ้นมาเองจะเป็นทางออกที่ดีที่สุด 

และตอนนี้นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเยลบอกว่าพวกเขากำลังวิจัยใหม่ ด้วยกระบวนการคัดกรองที่ซับซ้อน โดยทีมนักวิจัยได้สร้างพิมพ์เขียวของปอดมนุษย์ ทำให้เข้าใจการออกแบบการทำงานของปอดและโรคทางเดินหายใจได้ง่ายขึ้น 

โดยเทคโนโลยีนี้ให้ความละเอียดสูงสุดเป็นล้านเซลล์ได้ในคราวเดียว ศาสตราจารย์ Naftali Kaminski แห่งคณะแพทยศาสตร์ Yale อธิบายว่าสิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีใหม่ ๆ  “ มันเหมือนกับว่าเราได้เปลี่ยนความละเอียดในการวิเคราะห์เซลล์จากการมองท้องฟ้าตอนกลางคืนด้วยตาเปล่าไปเป็นการใช้กล้องโทรทรรศน์ในหอดูดาว” เขากล่าว

พิมพ์เขียวของเซลล์จะให้ข้อมูลโดยละเอียดแก่นักวิจัยเกี่ยวกับวิธีการทำงานของเซลล์ปอดและยังช่วยในการค้นหาเป้าหมายระดับโมเลกุลใหม่สำหรับการรักษา เพื่อรักษาโรคปอด 

ทีมวิจัยกล่าวว่ามีความพยายามด้านวิศวกรรมชีวภาพที่กำลังเกิดขึ้นซึ่งมีเป้าหมายที่จะสร้างเนื้อเยื่อปอดในขวดแก้วที่ดัดแปลงเป็นพิเศษ พิมพ์เขียวใหม่จะช่วยให้นักวิจัยตรวจสอบว่าเนื้อเยื่อที่ปลูกในห้องปฏิบัติการของพวกเขากำลังจะกลายเป็นอวัยวะจริงได้สำเร็จหรือไม่

และยังเป็นการให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่พวกเขาจำเป็นต้องทำ “ เรากำลังดูหลักการพื้นฐานของการพัฒนาอวัยวะเทียมรูปแบบใหม่นี้” Kaminski กล่าว “การใช้วิธีการนี้จะทำให้เราสามารถออกแบบอวัยวะใหม่ได้ในอนาคต”

ความเห็นเพิ่มเติมจากผู้เขียน

แน่นอนว่าเราได้เห็นความก้าวหน้ามาโดยตลอด ในเทคโนโลยีทางการแพทย์ โดยเฉพาะเรื่องการสร้างอวัยวะเทียม ซึ่งไม่ว่าจะเป็นการใช้เทคโนโลยี 3D Printing หรือ ตัวอย่างในบทความนี้

ซึ่งแน่นอน ในอนาคตนั้น มนุษย์เราจะมีอายุยืนยาวขึ้นได้อย่างแน่นอน จากงานวิจัยที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว แต่ปัญหาที่จะเกิดขึ้นก็คือ เมื่อมนุษย์เรามีอายุยืนยาวขึ้น ซึ่งต่อไปเราอาจจะเห็นชีวิตที่ยืนยาวถึง 100 ปีกลายเป็นเรื่องปรกติในอนาคตอันใกล้นี้

แต่ก็จะเกิดปัญหาในเรื่อง สัดส่วนของผู้สูงอายุก็จะสูงขึ้น ซึ่งแน่นอนว่าเป็นภาระหนึ่งให้กับทุกรัฐบาลในการดูแลผู้สูงอายุเหล่านี้ และหากหลาย ๆ ประเทศสัดส่วนของวัยทำงานและวัยเกษียณไม่สมดุลกัน ก็จะทำให้เกิดปัญหาอื่น ๆ ตามมาได้ไม่วาจะเป็นเรื่องเศรษฐกิจปากท้องต่าง ๆ ซึ่งถือเป็นเรื่องที่ท้าทายอีกมุมหนึ่งของทุก ๆ ประเทศที่ปัญหานี้จะต้องเกิดขึ้นนั่นเองครับ

References : https://www.engadget.com/2019/12/05/researchers-create-lung-blueprint-that-could-aid-organ-regener/