ยีนบำบัดช่วยเพิ่มอายุขัย

การกำหนดเป้าหมายยีนเฉพาะสามารถเพิ่มอายุขัยเฉลี่ยของสัตว์หลายชนิด รวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วจากการศึกษาหลายชิ้น อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ การเปลี่ยนแปลงยีนของสัตว์ในระยะตัวอ่อนนั้นไม่สามารถย้อนกลับได้ ซึ่งเป็นแนวทางที่ไม่สามารถทำได้กับร่างกายมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์จากศูนย์วิจัยมะเร็งแห่งชาติของสเปน (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO) ซึ่งนำโดย María Blasco ผู้อำนวยการ ได้แสดงให้เห็นว่าสามารถยืดอายุขัยของหนูได้โดยฉีดยาที่กำหนดเป้าหมายยีนของสัตว์โดยตรงเพียงครั้งเดียวในวัยผู้ใหญ่ โดยพวกเขาใช้ยีนบำบัด ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่ไม่เคยใช้ในการต่อสู้กับวัยชรามาก่อน การใช้วิธีนี้กับหนูได้รับการยอมรับว่าปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

ผลการศึกษาดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร EMBO Molecular Medicine นักวิทยาศาสตร์จาก CNIO ร่วมมือกับ Eduard Ayuso และ Fátima Bosch จากศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพสัตว์และยีนบำบัดแห่งมหาวิทยาลัยอิสระแห่งบาร์เซโลนา (Universitat Autònoma de Barcelona) ในการใช้ยีนบำบัด ประสบความสำเร็จในการทำให้หนูทดลองอายุ 1 ขวบและ 2 ขวบได้รับผล “ฟื้นฟู”

หนูที่ได้รับการรักษาเมื่ออายุได้ 1 ปี มีอายุยืนยาวขึ้นโดยเฉลี่ย 24% และเมื่ออายุได้ 2 ปี มีอายุยืนยาวขึ้นโดยเฉลี่ย 13% การรักษายังส่งผลให้สุขภาพของหนูดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยชะลอการเกิดโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ เช่น โรคกระดูกพรุนและภาวะดื้อต่ออินซูลิน และปรับปรุงเครื่องหมายของวัย เช่น การประสานงานของระบบประสาทและกล้ามเนื้อ

ยีนบำบัดที่ใช้เกี่ยวข้องกับการฉีดไวรัสที่มี DNA ดัดแปลงให้กับสัตว์ โดยยีนของไวรัสจะถูกแทนที่ด้วยยีนสำหรับเอนไซม์เทโลเมอเรส ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการแก่ชรา เทโลเมอเรสซ่อมแซมส่วนปลายของโครโมโซมที่เรียกว่าเทโลเมียร์ และทำให้นาฬิกาชีวภาพของเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดทำงานช้าลง ไวรัสทำหน้าที่เป็นพาหนะในการส่งยีนเทโลเมอเรสไปยังเซลล์

งานวิจัยชิ้นนี้ “แสดงให้เห็นว่าการพัฒนายีนบำบัดต่อต้านวัยโดยใช้เทโลเมอเรสนั้นเป็นไปได้โดยไม่เพิ่มอุบัติการณ์ของมะเร็ง” ผู้เขียนกล่าว “เมื่อสิ่งมีชีวิตอายุมากขึ้น พวกมันก็จะสะสมความเสียหายของดีเอ็นเออันเนื่องมาจากเทโลเมียร์ที่สั้นลง และ [งานวิจัยชิ้นนี้] แสดงให้เห็นว่ายีนบำบัดโดยใช้เทโลเมอเรสสามารถซ่อมแซมหรือชะลอการเกิดความเสียหายดังกล่าวได้”

เทโลเมียร์ทำหน้าที่ปกป้องปลายโครโมโซม แต่ไม่สามารถทำได้ตลอดไป เพราะเมื่อเซลล์แบ่งตัว เทโลเมียร์จะสั้นลงเรื่อยๆ จนสูญเสียการทำงานไปโดยสิ้นเชิง ส่งผลให้เซลล์หยุดแบ่งตัวและแก่หรือตายไป เทโลเมียร์จะป้องกันไม่ให้เทโลเมียร์สั้นลงหรือแม้กระทั่งฟื้นฟูความยาวได้ โดยพื้นฐานแล้ว เทโลเมียร์จะหยุดหรือรีเซ็ตนาฬิกาชีวภาพของเซลล์

แต่ในเซลล์ส่วนใหญ่ ยีนเทโลเมอเรสจะทำงานก่อนเกิดเท่านั้น ส่วนในเซลล์ของผู้ใหญ่ ยีนเทโลเมอเรสจะไม่แสดงออกมา โดยมีข้อยกเว้นเพียงไม่กี่ประการ ข้อยกเว้นเหล่านี้ได้แก่ เซลล์ต้นกำเนิดของผู้ใหญ่และเซลล์มะเร็งที่แบ่งตัวได้ไม่จำกัด ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะเป็นอมตะ การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่ากุญแจสำคัญของการเป็นอมตะของเซลล์เนื้องอกคือการแสดงออกของเทโลเมอเรส

ความเสี่ยงนี้ – ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในการเกิดเนื้องอกมะเร็ง – ที่ทำให้การวิจัยพัฒนายาต่อต้านวัยที่ใช้เทโลเมอเรสล่าช้าลง

ในปี 2550 กลุ่มของ Blasco ได้แสดงให้เห็นว่าสามารถยืดอายุขัยของหนูทรานส์เจนิกที่มีจีโนมที่ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างถาวรในระยะเอ็มบริโอได้ นักวิทยาศาสตร์บังคับให้เซลล์ของหนูแสดงเทโลเมอเรส และนอกจากนี้ ยังใส่ยีนต้านมะเร็งเพิ่มเติมเข้าไปด้วย สัตว์เหล่านี้มีชีวิตยืนยาวกว่าปกติ 40% โดยไม่ป่วยเป็นมะเร็ง

หนูที่ได้รับยีนบำบัดในการทดลองปัจจุบันก็ไม่มีมะเร็งเช่นกัน นักวิทยาศาสตร์ชาวสเปนเชื่อว่าเป็นเพราะการบำบัดเริ่มขึ้นเมื่อหนูโตเต็มวัย ดังนั้นจึงไม่มีเวลาสะสมเซลล์ผิดปกติมากพอที่จะทำให้เกิดเนื้องอก

นอกจากนี้ ประเภทของไวรัสที่ใช้ในการส่งยีนเทโลเมอเรสไปยังเซลล์ก็มีความสำคัญมาก ผู้เขียนเลือกไวรัสที่ดูเหมือนปลอดภัยซึ่งประสบความสำเร็จในการใช้ในยีนบำบัดสำหรับโรคฮีโมฟีเลียและโรคตา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไวรัสเหล่านี้ไม่สามารถจำลองแบบได้ ซึ่งได้มาจากไวรัสชนิดอื่นและไม่ก่อโรคในมนุษย์

การศึกษาครั้งนี้ถือเป็นการพิสูจน์แนวคิดหลักที่ว่าการบำบัดด้วยยีนเทโลเมอเรสเป็นแนวทางที่เป็นไปได้และปลอดภัยโดยทั่วไปในการยืดอายุขัยโดยปราศจากโรคและรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับเทโลเมียร์สั้น

แม้ว่าวิธีนี้อาจไม่สามารถนำไปใช้เป็นการรักษาต่อต้านวัยในมนุษย์ได้ แต่ในช่วงสั้นๆ อย่างน้อยก็อาจเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับเทโลเมียร์สั้นผิดปกติในเนื้อเยื่อ เช่น โรคพังผืดในปอดของมนุษย์บางกรณี

ตามที่ Blasco กล่าวไว้ว่า "ปัจจุบันการแก่ชรายังไม่ถือเป็นโรค แต่ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เริ่มพิจารณาให้การแก่ชราเป็นสาเหตุทั่วไปของภาวะต่างๆ เช่น ภาวะดื้อต่ออินซูลินหรือโรคหัวใจและหลอดเลือด ซึ่งมักเกิดขึ้นบ่อยขึ้นตามอายุ การรักษาการแก่ชราของเซลล์สามารถป้องกันโรคเหล่านี้ได้"

“เนื่องจากเวกเตอร์ที่เราใช้แสดงยีนเป้าหมาย (เทโลเมอเรส) เป็นเวลานาน เราจึงสามารถจำกัดให้อยู่ในปริมาณเพียงครั้งเดียว” บ๊อชอธิบาย “นี่อาจเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริงเพียงวิธีเดียวสำหรับการบำบัดต่อต้านวัย เนื่องจากกลยุทธ์อื่นๆ จะต้องใช้ยาตลอดชีวิตของผู้ป่วย ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงต่อผลข้างเคียง”

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]