"นาโนชิป" เร่งสร้างเซลล์ใหม่ ซ่อมแซมอวัยวะที่เสียหายในเวลาอันรวดเร็ว

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Indiana University School of  Medicine ได้ประดิษฐ์นาโนชิปที่สามารถส่งสัญญาณเพื่อปรับเปลี่ยนเซลล์ของร่างกายให้เป็นเซลล์ที่ต้องการ เช่น เซลล์หลอดเลือดหรือเซลล์ประสาทได้ !!

สเต็มเซลล์ (Steam cell) คือเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์อื่น ๆ ได้ตามต้องการ โดยจะมีอยู่ได้กัน 2 ชนิดหลักคือ ชนิด Pluripotent ที่สามารถแบ่งตัวให้กลายเป็นเซลล์ได้ทุกชนิด และชนิด Multipotent ที่สามารถแบ่งตัวให้กลายเป็นเซลล์ในกลุ่มเดียวกันได้

สำหรับในร่างกายของมนุษย์ จะมีสเต็มเซลล์ชนิด Multipotent อยู่ในไขกระดูก พวกมันทำหน้าที่แบ่งตัวเป็นเซลล์เม็ดเลือดชนิดต่าง ๆ ในร่างกาย ในขณะที่สเต็มเซลล์ชนิด Pluripotent นั้น จะพบได้ในเซลล์ของตัวอ่อนในระหว่างการตั้งครรภ์ที่กำลังมีการแบ่งตัวอยู่ในช่วง 14 วันแรกหลังการปฏิสนธิ

หากพิจารณาแล้วจะเห็นได้ว่าสเต็มเซลล์ชนิด Pluripotent สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย โดยจะสามารถกระตุ้นให้สเต็มเซลล์ชนิดนี้เจริญไปเป็นเซลล์ที่ต้องการได้ เช่น เซลล์ตับ เซลล์กล้ามเนื้อ เพื่อประโยชน์ในทางการแพทย์ต่าง ๆ ทว่า การได้มาซึ่งสเต็มเซลล์ชนิดนี้เป็นไปได้ยาก และมีปัญหาด้านจริยธรรมอยู่มากเลยทีเดียว

ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์จึงมีกระบวนการที่เรียกว่าการเปลี่ยนย้อนกลับ (Reprogramming) เพื่อเปลี่ยนให้เซลล์ปกติที่เจริญเต็มที่ กลับเป็นสเต็มเซลล์ชนิด Pluripotent หรือ Multipotent ก็ได้ แต่ถึงกระนั้นวิธีนี้ยังต้องอาศัยกระบวนการภายในห้องปฏิบัติการที่ยุ่งยาก และบางครั้งยังมีความเสี่ยงสูงที่เซลล์เหล่านั้นจะกลายเป็นมะเร็ง นักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัย Indiana University School of  Medicine จึงคิดค้นวิธีใหม่ที่มีประสิทธิภาพ และได้ผลในเวลาอันรวดเร็ว

นาโนชิปที่คิดค้นขึ้นในงานวิจัยล่าสุด จะมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนย้อนกลับเซลล์รอบข้างให้กลายเป็นเซลล์ที่ต้องการได้ โดยภายในตัวชิปจะถูกแบ่งออกเป็นห้อง แต่ละห้องจะบรรจุสารที่มีคุณสมบัติกระตุ้นการเปลี่ยนย้อนกลับเซลล์ที่มีอยู่ให้กลายเป็นเซลล์เฉพาะอย่างได้ ด้านหนึ่งของตัวชิปจะประกอบเข้ากับแผ่นไมโครนีดเดิลที่สามารถเจาะผ่านผิวหนังและปล่อยสารกระตุ้นไปยังเซลล์ได้นั่นเอง

เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้นจะขอยกตัวอย่าง เช่น มีผู้เคราะห์ร้ายรายหนึ่งประสบอุบัติเหตุ พบว่าหลอดเลือด, กล้ามเนื้อ และเส้นประสาทที่ขาฉีกขาดยากที่จะซ่อมแซมได้ในเวลาอันสั้น แพทย์จะนำนาโนชิปนี้มาแปะลงบนผิวหนังเหนือบริเวณแผลฉีกขาดเพื่อช่วยกระตุ้นการสร้างเซลล์ใหม่

 

จากนั้นสารกระตุ้นในแต่ละห้องของนาโนชิปจะซึมผ่านลงมาตามเข็มไมโครนีดเดิลที่ทะลุผ่านผิวหนัง พร้อมกระตุ้นให้เซลล์รอบข้าง (โดยเฉพาะเซลล์ผิวหนัง) เปลี่ยนเป็นเซลล์หลอดเลือด, กล้ามเนื้อ และเส้นประสาท ซึ่งการเปลี่ยนย้อนกลับนี้จะขึ้นอยู่กับสารกระตุ้นว่าต้องการกระตุ้นให้เซลล์ผิวหนังกลายเป็นเซลล์ชนิดใด หลังจากนั้นไม่นาน เซลล์ผิวหนังที่เปลี่ยนเป็นเซลล์หลอดเลือด, กล้ามเนื้อ และเส้นประสาท ก็จะไปเติมเต็มหลอดเลือด, กล้ามเนื้อ และเส้นประสาทที่เสียหายจากอุบัติเหตุในที่สุด กระบวนการทั้งหมดนี้เรียกว่า Tissue nano-transfection

จากการทดลองในห้องปฏิบัติการเคลมว่ากระบวนการกระตุ้นจะใช้เวลาเพียง 5-6 วัน ซึ่งมันมีประโยชน์อย่างมากในการรักษาผู้ป่วยที่อวัยวะหนึ่ง ๆ เกิดความเสียหาย เช่น ผู้ป่วยโรคเบาหวาน หรือผู้ป่วยหลอดเลือดสมอง ที่เซลล์ประสาทได้รับความเสียหาย ก็จะสามารถสร้างเซลล์ใหม่ขึ้นมาทดแทนนั่นเอง

นักวิทยาศาสตร์จะพยายามปรับปรุงนาโนชิปนี้ให้มีประสิทธิภาพมากพอ ก่อนเริ่มเสนอรายละเอียดไปยัง FDA เพื่ออนุญาตให้นำไปใช้ในมนุษย์ หวังว่าในอนาคตอาจกลายเป็นอีกหนึ่งหนทางรักษาโรคหลาย ๆ ประเภทที่เกิดจากความเสื่อมโทรมของอวัยวะในร่างกายได้

ขอขอบคุณข้อมูลจาก New Atlas