การศึกษาวิจัยใหม่เผย 'สมองจิ๋ว' ช่วยเร่งการพัฒนาการรักษาโรคอัลไซเมอร์ได้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยซัสแคตเชวัน (USask) กำลังใช้วิธีการใหม่ที่เป็นนวัตกรรมเพื่อสร้างอวัยวะเทียมขนาดเล็กจากเซลล์ต้นกำเนิด เพื่อวินิจฉัยและรักษาโรคอัลไซเมอร์

เมื่อดร. ไทเลอร์ เวนเซล คิดค้นแนวคิดในการสร้างสมองขนาดเล็กจากเซลล์ต้นกำเนิดเป็นครั้งแรก เขาไม่รู้เลยว่าผลงานของเขาจะประสบความสำเร็จได้ขนาดนี้ แต่ตอนนี้ "สมองขนาดเล็ก" ของเวนเซลอาจปฏิวัติวิธีการวินิจฉัยและรักษา โรค อัลไซเมอร์และโรคทางสมองอื่นๆ ได้

“เราไม่เคยคิดแม้แต่น้อยว่าไอเดียสุดบ้าของเราจะได้ผล” เขากล่าว “สมองจิ๋วเหล่านี้สามารถใช้เป็นเครื่องมือวินิจฉัยโรคที่ทำจากเลือดได้”

Wenzel ซึ่งเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกในแผนกจิตเวชศาสตร์ วิทยาลัยแพทย์ ได้พัฒนาแนวคิดเรื่อง "สมองขนาดเล็ก" หรือที่เรียกอย่างเป็นทางการว่าแบบจำลองเฉพาะตัวของออร์แกนอยด์ในสมอง ภายใต้การดูแลของดร. แดร์เรล มุสโซ

เซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์สามารถดัดแปลงให้กลายเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้ในร่างกาย โดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากเลือดมนุษย์ เวนเซลสามารถสร้างอวัยวะเทียมขนาดจิ๋วได้ โดยมีขนาดประมาณ 3 มิลลิเมตร ซึ่งมีลักษณะคล้ายหมากฝรั่งชิ้นหนึ่งที่ใครบางคนพยายามทำให้เรียบอีกครั้ง

"สมองจิ๋ว" เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอย่างเลือด จากนั้นจึงแปลงเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านั้นให้เป็นเซลล์สมองที่ทำงานได้ การใช้ออร์แกนอยด์สังเคราะห์ขนาดเล็กเพื่อการวิจัยไม่ใช่แนวคิดใหม่ แต่ "สมองจิ๋ว" ที่พัฒนาขึ้นในห้องทดลองของเวนเซลนั้นมีความพิเศษเฉพาะตัว ดังที่อธิบายไว้ในบทความของเวนเซลในวารสาร Frontiers of Cellular Neuroscience สมองในห้องทดลองของเขาประกอบด้วยเซลล์สมอง 4 ประเภทที่แตกต่างกัน ในขณะที่ออร์แกนอยด์ของสมองส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์ประสาทเท่านั้น

ในการทดสอบ พบว่า "สมองจิ๋ว" ของเวนเซลสะท้อนให้เห็นสมองมนุษย์วัยผู้ใหญ่ได้แม่นยำยิ่งขึ้น ช่วยให้ศึกษาภาวะทางระบบประสาทของผู้ใหญ่ เช่น โรคอัลไซเมอร์ ได้อย่างละเอียดมากขึ้น

และสำหรับ "สมองจิ๋ว" ที่สร้างจากเซลล์ต้นกำเนิดของผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ เวนเซลพบว่าอวัยวะเทียมนี้แสดงให้เห็นถึงพยาธิสภาพของโรคอัลไซเมอร์ แต่ในระดับที่เล็กกว่า

“หากเซลล์ต้นกำเนิดสามารถกลายเป็นเซลล์ใดก็ได้ในร่างกายมนุษย์ คำถามก็คือ 'เราจะสร้างสิ่งที่มีลักษณะคล้ายอวัยวะทั้งหมดได้หรือไม่'” เวนเซลกล่าว “ในขณะที่เรากำลังพัฒนาสิ่งนี้ ฉันมีความคิดสุดบรรเจิดว่าหากสิ่งเหล่านี้เป็นสมองของมนุษย์จริงๆ หากผู้ป่วยเป็นโรคอย่างอัลไซเมอร์ และเราปลูก 'สมองขนาดเล็ก' ขึ้นมา ในทางทฤษฎีแล้ว สมองขนาดเล็กนั้นก็จะต้องเป็นโรคอัลไซเมอร์”

เวนเซลตั้งข้อสังเกตว่าเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงวิธีการให้บริการดูแลสุขภาพแก่ผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ โดยเฉพาะในชุมชนชนบทและห่างไกล การวิจัยอันล้ำสมัยนี้ได้รับการสนับสนุนจาก Alzheimer Society of Canada แล้ว

หาก Wenzel และเพื่อนร่วมงานสามารถสร้างวิธีการที่เชื่อถือได้ในการวินิจฉัยและรักษาโรคทางระบบประสาท เช่น อัลไซเมอร์ โดยใช้เพียงตัวอย่างเลือดเล็กน้อย ซึ่งมีอายุการเก็บรักษาค่อนข้างนาน และสามารถจัดส่งได้ทางบริการจัดส่งแบบด่วน แทนที่จะให้คนไข้เดินทางไปที่โรงพยาบาลหรือคลินิกเฉพาะทาง ก็อาจช่วยประหยัดทรัพยากรด้านการดูแลสุขภาพได้อย่างมาก และลดภาระของผู้ป่วยได้

“ในทางทฤษฎี หากเครื่องมือนี้ทำงานตามที่เราคิด เราก็สามารถส่งตัวอย่างเลือดจาก La Loche หรือ La Ronge ไปที่มหาวิทยาลัยและทำการวินิจฉัยคุณได้” เขากล่าว

การพิสูจน์แนวคิดเบื้องต้นสำหรับ "สมองเล็ก" ถือเป็นเรื่องน่ายินดีอย่างยิ่ง ซึ่งหมายความว่าขั้นตอนต่อไปสำหรับเวนเซลคือการขยายการทดสอบไปยังกลุ่มผู้ป่วยที่ใหญ่ขึ้น

นอกจากนี้ นักวิจัยยังสนใจที่จะขยายขอบเขตการวิจัยสมองขนาดเล็กของพวกเขาด้วย หากพวกเขาสามารถยืนยันได้ว่าสมองขนาดเล็กสะท้อนถึงโรคทางสมองอื่นๆ หรือภาวะทางระบบประสาทได้อย่างแม่นยำ นักวิจัยอาจใช้สมองขนาดเล็กเหล่านี้เพื่อเร่งการวินิจฉัยหรือทดสอบประสิทธิภาพของยาในผู้ป่วยได้ เวนเซลกล่าว

ตัวอย่างเช่น เวนเซลชี้ให้เห็นถึงระยะเวลาการรอคอยที่ยาวนานเพื่อพบจิตแพทย์ในซัสแคตเชวัน หากสามารถใช้ "สมองจิ๋ว" เพื่อทดสอบว่ายาต้านอาการซึมเศร้าชนิดใดได้ผลดีที่สุดสำหรับผู้ป่วยโรคซึมเศร้า ก็จะช่วยลดเวลาที่ใช้ในการพบแพทย์และรับใบสั่งยาได้อย่างมาก

'สมองขนาดเล็ก' ในจานเพาะเชื้อ - เมื่อสร้างจากเซลล์ต้นกำเนิดของผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ ออร์แกนอยด์จะแสดงอาการทางพยาธิวิทยาของโรคอัลไซเมอร์ แต่ในขนาดที่เล็กกว่า เครดิต: USask/David Stobbe

Wenzel อดีตครูสอนวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลายที่ก้าวเข้าสู่โลกของการวิจัยและการศึกษา กล่าวว่า "แก่นแท้ของการวิจัย" คือการตั้งสมมติฐานและเข้าใกล้การทดสอบสมมติฐานนั้นในการทดลอง ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้เขารู้สึกตื่นเต้นกับงานของเขา

ความสำเร็จอันน่าทึ่งของ "สมองจิ๋ว" รุ่นแรกนั้นน่าประหลาดใจมากจนเวนเซลยอมรับว่าเขายังไม่สามารถเข้าใจมันได้อย่างถ่องแท้

“ฉันยังไม่เชื่อ แต่สิ่งที่น่าเหลือเชื่อก็คือมีแรงบันดาลใจอย่างเหลือเชื่อที่เรื่องแบบนี้เกิดขึ้น” เวนเซลกล่าว “มันทำให้ฉันรู้สึกว่ามีอะไรบางอย่างที่จะส่งผลกระทบต่อสังคม สร้างความแตกต่างอย่างแท้จริง และสร้างการเปลี่ยนแปลง... มันมีศักยภาพที่จะเปลี่ยนภูมิทัศน์ของวงการแพทย์ได้”

ผลงานดังกล่าวได้รับการอธิบายไว้โดยละเอียดในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Frontiers in Cellular Neuroscience