การเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดในห้องแล็ปจะช่วยเอาชนะการปฏิเสธของภูมิคุ้มกันต่ออวัยวะต่างๆ

การศึกษาวิจัยโดยนักวิจัยจากศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยเท็กซัสเซาท์เวสเทิร์น ซึ่งเพิ่งตีพิมพ์ในวารสาร Cell Stem Cell โดย Cell Press อาจช่วยพัฒนาแนวทางการรักษาที่มีแนวโน้มดีขึ้นสำหรับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด การเพาะเลี้ยงเซลล์เหล่านี้ล่วงหน้าในห้องแล็บเป็นเวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์อาจช่วยเอาชนะอุปสรรคที่ยากที่สุดประการหนึ่งในการปลูกถ่ายให้ประสบความสำเร็จได้ นั่นคือ การต่อต้านภูมิคุ้มกัน

เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (HSC) คือเซลล์ที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดทุกชนิด การปลูกถ่ายเซลล์เม็ดเลือดใช้ในการรักษามะเร็งเม็ดเลือดขาว มะเร็งต่อมน้ำเหลือง และมะเร็งชนิดอื่นๆ รวมถึงโรคภูมิต้านทานตนเอง

ไขกระดูกภาพไมโครกราฟของสเต็มเซลล์ที่ก่อให้เกิดเซลล์เม็ดเลือด เซลล์เม็ดเลือดขาวมีขนาดใหญ่และมีสีม่วง เซลล์เม็ดเลือดแดงมีสีซีด และเกล็ดเลือดเป็นเม็ดเล็กๆ สีม่วง เซลล์เม็ดเลือดถูกผลิตขึ้นอย่างต่อเนื่องในไขกระดูกเนื่องจากมีอายุสั้นมาก เซลล์เม็ดเลือดแดง เกล็ดเลือด และเซลล์เม็ดเลือดขาวทั้งสามประเภท (แกรนูโลไซต์ ลิมโฟไซต์ และโมโนไซต์) ล้วนมาจากเซลล์บรรพบุรุษเซลล์เดียว คือ เซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายประการ (ภาพถ่าย: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)

อย่างไรก็ตาม การขาดความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับทำให้การวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดและการพัฒนาการปลูกถ่ายในทางปฏิบัติมีความซับซ้อนมากขึ้น มีความเสี่ยงอย่างมากที่เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะไม่ได้รับการยอมรับจากสิ่งมีชีวิตที่เป็นเจ้าภาพ กล่าวคือ เซลล์ใหม่จะถูกระบบภูมิคุ้มกัน ปฏิเสธ ปัญหาหลักประการหนึ่งของการปลูกถ่ายจากผู้บริจาค ได้แก่ การฝังตัวของกราฟต์จากผู้บริจาคในระดับต่ำ และความเสี่ยงสูงในการเกิดโรคต่อต้านเซลล์ที่คุกคามชีวิต การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากผู้บริจาคที่บริสุทธิ์จะช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดโรคดังกล่าว แต่จะทำให้การฝังตัวลดลง

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะทราบสาเหตุบางประการของความล้มเหลวดังกล่าว แต่ก็ยังมีคำถามมากมายที่ยังไม่มีคำตอบ “การแก้ไขปัญหาเหล่านี้จะช่วยให้เข้าใจภูมิคุ้มกันของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและเซลล์ต้นกำเนิดอื่นๆ ได้ดีขึ้น และจะส่งเสริมการปลูกถ่ายในทางปฏิบัติได้อย่างมาก” ดร. เฉิง เฉิง จาง หัวหน้าการศึกษากล่าว

ดร. จางและเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นแล้วว่าเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของมนุษย์และหนูสามารถเพาะเลี้ยงได้สำเร็จในห้องปฏิบัติการและนำไปใช้สำหรับการปลูกถ่าย ในเวลาเดียวกัน มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างเกิดขึ้นในโปรตีนหลายชนิดที่แสดงออกบนพื้นผิวของเซลล์ดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์สนใจว่า "ประสบการณ์นอกร่างกาย" ดังกล่าวสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติการทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและทำให้เหมาะสมสำหรับการปลูกถ่ายมากขึ้นได้หรือไม่

ผู้เชี่ยวชาญด้านการปลูกถ่ายอวัยวะมีความสนใจเป็นพิเศษในการปลูกถ่ายอวัยวะจากผู้บริจาครายอื่นที่เกี่ยวข้องทางคลินิก ซึ่งเป็นการปลูกถ่ายระหว่างบุคคลที่มีพันธุกรรมต่างกัน รวมถึงพี่น้องและคู่ผู้บริจาค/ผู้รับที่ไม่เกี่ยวข้องกัน กลุ่มของดร.จางได้ปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดทั้งที่เพิ่งแยกได้และที่เพาะในห้องแล็ปเข้าไปในหนู และพบว่าเซลล์ที่อยู่ในห้องแล็ปประมาณหนึ่งสัปดาห์มีโอกาสรบกวนระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับน้อยกว่ามาก เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของหนูที่เพาะเลี้ยงนอกร่างกายสามารถผ่านอุปสรรคของคอมเพล็กซ์ความเข้ากันได้ที่สำคัญและเข้าไปอยู่ในไขกระดูกของหนูที่รับการปลูกถ่ายอวัยวะจากผู้บริจาครายอื่นได้สำเร็จ โดยใช้การเพาะเลี้ยงเป็นเวลาแปดวัน เซลล์ที่เพาะเลี้ยงสามารถฝังตัวได้มากขึ้น 40 เท่า

นักวิจัยตัดสินใจศึกษาเกี่ยวกับกลไกเบื้องหลังผลกระทบนี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม และพบว่าทั้งจำนวน HSC ที่เพิ่มขึ้นและการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของสารยับยั้งระบบภูมิคุ้มกันเฉพาะ CD274 (B7-H1 หรือ PD-L1) บนพื้นผิวเซลล์ที่เกิดจากการเพาะเลี้ยงล้วนมีส่วนทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นนี้

“งานวิจัยนี้ควรให้ความรู้ใหม่เกี่ยวกับภูมิคุ้มกันของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและเซลล์ต้นกำเนิดอื่นๆ และอาจนำไปสู่การพัฒนาแนวทางใหม่ๆ สำหรับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดจากผู้อื่นที่ประสบความสำเร็จ” ดร. จางสรุป “ความสามารถในการขยายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดมนุษย์ของผู้บริจาคในวัฒนธรรมและปลูกถ่ายเซลล์เหล่านี้ให้กับผู้ที่มีพันธุกรรมห่างไกลจากผู้บริจาค ในขณะที่หลีกเลี่ยงการเกิดโรคต่อต้านเซลล์ต้นกำเนิด จะช่วยแก้ปัญหาสำคัญในภาคสนามได้”

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]