นักวิทย์ประสบความสำเร็จในการถ่ายเซลล์สมองมนุษย์ให้หนู

เมื่อไม่กี่วันมานี้ ผู้เขียนได้ขับมอเตอร์ไซค์ไปทำงาน และก็ลืมดึงกุญแจรถออกมา คือเสียบคามันไว้อย่างนั้นเลย (ซึ่งก็ไม่ใช่ครั้งแรกที่เป็นแบบนี้) ถ้าเกิดโชคไม่ดีมีใครเดินผ่านไปมา ก็สามารถสตาร์ทรถแล้วขับไปได้ทันที แต่โชคดีที่ไม่มีเหตุการณ์แบบนี้เกิดขึ้น มันเลยทำให้ผู้เขียนเริ่มกังวลกับอนาคตสุขภาพสมองของตัวเองว่า มันจะยังทำงานได้ดีไปอีกนานแค่ไหนกันนะ ถ้ามันจะเสื่อมช้าลงกว่านี้หน่อยก็คงจะดี จะได้ไม่ขี้หลงขี้ลืมบ่อยๆ จนกระทั่งผู้เขียนได้มาเจอกับงานวิจัยนี้ ทำให้ผู้เขียนก็แอบรู้สึกเห็นแสงสว่างที่ปลายอุโมงค์ขึ้นมาบ้าง นั่นก็คือ ความสำเร็จในการถ่ายเซลล์สมองให้หนูนั่นเอง มันจะมีความสำคัญกับการดูแลรักษาสมองของเราได้อย่างไร เราไปค้นหาผ่านบทความนี้กัน

ทุกวันนี้ปัญหาเรื่องภาวะสมองเสื่อม (dementia) เป็นหนึ่งในภาวะที่มักจะเกิดขึ้นกับผู้สูงอายุ เนื่องจากเซลล์สมองของเราจะเริ่มตายลงเมื่ออายุของเรามากขึ้น โรคที่พบได้บ่อยที่สุดในกลุ่มนี้คือ โรคอัลไซเมอร์ (Alzheimer’s disease) คนที่เป็นภาวะเหล่านี้ มักจะมีอาการขี้หลงขี้ลืม เช่น ลืมนัดสำคัญ ลืมของ หลงทาง นึกคำพูดยากขึ้น จนไปถึงการสูญเสียทักษะบางอย่างที่เราเคยทำได้ในอดีต ถึงแม้ว่าเราจะได้ยินชื่อโรคและภาวะนี้มาเป็นเวลานานมากแล้ว แต่จนถึงตอนนี้เราก็ยังไม่ได้รู้จักมันมากเท่าไหร่นัก โดยเฉพาะสาเหตุที่แน่ชัดของการเกิดโรค การรักษาทำได้เพียงแค่รักษาไปตามอาการ และชะลอให้อาการไม่แย่ไปกว่านี้เท่านั้น ซึ่งการที่เราจะเข้าใจภาวะนี้ได้ดีขึ้น เราจะต้องเข้าใจการพัฒนาของสมองมนุษย์อย่างลึกซึ้งก่อน

แต่ความท้าทายของการทำความเข้าใจพัฒนาการของสมองมนุษย์คือ การเข้าถึงเนื้อเยื่อสมองของมนุษย์เพื่อใช้ในการศึกษามันมีค่อนข้างน้อยเพราะติดเรื่องของจริยรรม ซึ่งเป็นอุปสรรคที่ใหญ่มากในการศึกษาเรื่องนี้ หนึ่งในวิธีที่สามารถทำได้คือการส่งสัญญาณไปยังสเต็มเซลล์มนุษย์ที่ได้จากการปรับแต่งยีน (human induced pluripotent stem cells, hiPS) ที่โตในการเพาะเลี้ยงแบบสามมิติ (three-dimentional cultures) เกิดเป็นสิ่งที่เรียกว่าออร์แกนอยด์ (organoids) ที่สามารถพัฒนาไปเป็นส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบประสาทและสมองได้ หนึ่งในนั้นก็คือ human corticol organoids (hCO)

แต่อย่างไรก็ตาม มันก็ยังมีข้อจำกัดอยู่ตรงที่ว่า ถึงเราจะจำลองเซลล์สมองได้ เราจะใส่ของไปในสมองของมนุษย์ได้อย่างไร มันจะต้องศึกษาเรื่องของการพัฒนาวงจรประสาทและหน้าที่ของมันอีก ถ้าใส่เข้าไปในสมองแล้ว มันจะทำงานได้อย่างที่เราต้องการหรือไม่ สิ่งเหล่ายังคงเป็นคำถามใหญ่ที่กำลังรอคำตอบอยู่

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ มีนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ได้คิดค้นวิธีการปลูกถ่าย human corticol organoids ที่พัฒนามาจาก human induced pluripotent stem cell ได้สำเร็จ โดยปลูกถ่ายไปยังสมองส่วน primary somatosensory cortex (S1) ของหนูที่อยู่ในช่วงระยะแรกของพัฒนาการทางสมอง

การออกแบบการทดลองสำหรับการปลูกถ่ายออร์แกนอยด์ของมนุษย์ไปยังสมองของหนูทดลอง
ที่มา Nature

ทีมนักวิจัยได้ติดตามผลของการปลูกถ่ายสมองมนุษย์ไปยังหนู ว่าการเซลล์สมองจากการปลูกถ่ายดังกล่าว (transplanted hCO, t-hCO) สามารถเชื่อมต่อกับวงจรสมองและทำหน้าที่ของมันได้หรือไม่ ผ่านการสแกนสมองด้วยการตรวจคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Magnetic Resonance Imaging, MRI) พบว่าเซลล์สมองที่ปลูกถ่ายเข้าไปมีการเจริญเติบโตขึ้น สามารถรับสัญญาณประสาทและมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าเช่นเดียวกับเซลล์สมอง ซึ่งทำให้ทีมนักวิจัยต่อยอดไปสู่การศึกษาการพัฒนาของเซลล์ประสาทของโรค Timothy syndrome หรือโรคทางพันธุกรรมที่เป็นการบกพร่องทางด้านพัฒนาการด้วยการนำเซลล์ผิวหนังจากผู้ป่วยมาเพาะเลี้ยงแบบสามมิติผ่านกระบวนการเดียวกันและศึกษาการเจริญเติบโตของเซลล์สมองที่พัฒนามาจากเซลล์ผิวหนังของผู้ป่วย

ชิ้นส่วนของสมองหนูที่ถูกเฉือนออกมาแสดงให้เห็นถึงออร์แกนอยด์ของมนุษย์ที่เรืองแสงสีเขียวอยู่ด้านซ้าย
ที่มา Pasca Lab, Stanford University

การศึกษานี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากในการทำความเข้าใจโรคทางสมองให้ลงลึกไปในระดับของวงจรประสาทในสมองของผู้ป่วยที่เป็นภาวะสมองเสื่อม และเมื่อเรามีความเข้าใจมากขึ้น ก็จะนำไปสู่การต่อยอดวิธีการรักษาหรือป้องกันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นได้ในอนาคต