ความหวังใหม่ผู้พิการ ? ปลูกถ่ายอวัยวะด้วยเนื้อเยื่อจากแมงกะพรุน

การพิการอวัยวะอย่างกะทันหันเป็นเรื่องน่าสะเทือนใจและสร้างผลกระทบต่อทั้งร่างกายและจิตใจอย่างมาก แต่ในอนาคต เราอาจจะมีความหวังมากขึ้น เมื่อนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการกายภาพแห่งชาติ (National Physical Laboratory หรือ NPL) และบริษัทเกี่ยวกับเทคโนโลยีชีวภาพสัญชาติสหราชอาณาจักรอย่าง เจลลาเจน (Jellagen) กำลังศึกษาเจาะลึกคอลลาเจนแมงกะพรุน เพราะมันมีศักยภาพที่อาจจะปฏิวัติวงการแพทย์ได้

ก่อนอื่นทำความเข้าใจร่างกายมนุษย์ก่อน เซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายมนุษย์ ต้องการการสนับสนุนทางกายภาพเพื่อให้สามารถทำงานต่าง ๆ ได้ ทั้งการสืบพันธุ์ การสื่อสาร และการสร้างเนื้อเยื่อ ในกระบวนการเหล่านี้ จำเป็นต้องมีโครงสร้างรองรับ โครงสร้างนี้เรียกว่าสารเคลือบเซลล์ หรือ เมทริกซ์นอกเซลล์ (Extracellular Matrix : ECM) ซึ่งเป็นเครือข่ายของโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นโครงสำหรับเซลล์ มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเนื้อเยื่อในร่างกายของเรา

เป้าหมายของการศึกษานี้คือการหาวัสดุที่สามารถทำซ้ำหรือเลียนแบบคุณลักษณะของ ECM บริษัทเจลลาเจนจึงได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ชื่อ “เจลลาเจล (JellaGel)” ซึ่งเป็น ECM ที่สร้างจากคอลลาเจนของแมงกะพรุนกระบอก (Rhizostoma pulmo) ทั้งนี้แมงกะพรุนถือเป็นสัตว์เชื้อสายโบราณ วิวัฒนาการมาเมื่อ 500 - 700 ล้านปีก่อน โครงสร้างด้านร่างกายของมันค่อนข้างเรียบง่าย และเมทริกซ์นอกเซลล์ของแมงกะพรุนที่ชื่อว่าเอ็กซ์ตรา เซลลูลาร์ เมทริกซ์ ไทป์ 0 (Extracellular Matrix Type 0) ก็มีลักษณะคล้ายคลึงกับเมทริกซ์ที่พบในสัตว์หลากหลายชนิด และมีข้อสังเกตว่ามันอาจจะเป็นสารตั้งต้นดั้งเดิม (Original Precursor) หรือเป็นรูปแบบเริ่มต้นที่จะพัฒนาไปเป็นเมทริกซ์ประเภทอื่น ๆ ดังนั้นผลิตภัณฑ์เจลลาเจลนี้จึงถูกตั้งความหวังว่าจะสามารถสร้างโครงสร้างไฮโดรเจลที่สามารถทำหน้าที่เป็นโครงสร้างตามธรรมชาติ และทำให้สามารถปลูกถ่ายอวัยวะคล้ายมนุษย์ในห้องแล็บได้

ด้านโครงสร้างของแมงกะพรุน ประกอบด้วย 3 ชั้นคือ ชั้นหนังกำพร้า (Epidermis ชั้นนอกสุดของแมงกะพรุน เป็นชั้นป้องกันบางๆ ที่ปกคลุมพื้นผิวทั้งหมดของร่างกายแมงกะพรุน) , เมโซเกลีย (Mesoglea ชั้นกลางของแมงกะพรุนมีลักษณะคล้ายเยลลี่ มันเป็นสารเจลาตินที่มีความหนา) และ กระเพาะ (Gastrodermis ชั้นในสุดของแมงกะพรุน ทำหน้าที่ในการย่อยอาหารและการกระจายสารอาหาร) ทั้งนี้ชั้นเมโซเกลียของแมงกะพรุนนี้อุดมไปด้วยน้ำและโปรตีนเส้นใย เช่น คอลลาเจน ซึ่งถือเป็นกุญแจสำคัญของ ECM Type 0 โปรตีนเหล่านี้รวมกันเป็นโครงโมเลกุล ซึ่งเป็นโครงสร้างที่สำคัญในการยึดเซลล์ไว้ด้วยกัน แนวคิดเมทริกซ์นอกเซลล์นี้มีความสำคัญต่อการพัฒนาเนื้อเยื่อ และเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งเป้าที่จะเลียนแบบเพื่อความก้าวหน้าทางการแพทย์

เจลลาเจลเป็นผลิตภัณฑ์ของนักวิจัยจาก NPL ที่ร่วมมือกับบริษัทเจลลาเจน ในโปรเจ็กต์ “การวิเคราะห์เพื่อนักนวัตกรรม (Analysis for Innovators)” ของหน่วยงานด้านนวัตกรรมสหราชอาณาจักรอย่างอินโนเวท ยูเค (Innovate UK) และนักวิจัยได้ถอดรหัสพฤติกรรมเชิงกลไกของคอลลาเจนแมงกะพรุน รวมถึงระบุเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สามารถผลิตวัสดุชีวภาพสำหรับใช้ด้านการแพทย์ ซึ่งนี่ถือเป็นการปูทางไปสู่อนาคตที่อาจเปลี่ยนแปลงวงการแพทย์ของโลกได้

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารแมททีเรียล ทูเดย์ ไบโอ (Materials Today Bio) ฉบับเดือนตุลาคม 2023 

ที่มาข้อมูล InterestingEngineering, ScienceDirect

ที่มารูปภาพ Pexels