เรตินาได้รับการปลูกถ่ายจากเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนของมนุษย์

จากรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Cell Stem Cell ระบุว่าเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์สร้างเนื้อเยื่อขึ้นมาเองตามธรรมชาติ ซึ่งจะพัฒนาไปเป็นเรตินา ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อในดวงตาที่ช่วยให้เราสามารถมองเห็นได้ ในอนาคต การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อ 3 มิตินี้อาจช่วยผู้ป่วยที่มีปัญหาการมองเห็นได้

“นี่เป็นก้าวสำคัญในขั้นต่อไปของการแพทย์ฟื้นฟู” ศาสตราจารย์โยชิกิ ซาไซ หัวหน้าการศึกษาและผู้อำนวยการกลุ่ม Organogenesis and Neurogenesis แห่งศูนย์ RIKEN ด้านชีววิทยาการพัฒนา ประเทศญี่ปุ่น กล่าว “แนวทางของเราเปิดมุมมองใหม่ ๆ เกี่ยวกับการใช้เนื้อเยื่อที่ซับซ้อนซึ่งได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ในการรักษา รวมถึงการวิจัยทางการแพทย์ที่เกี่ยวข้องกับพยาธิสภาพและการพัฒนายา”

ในระหว่างการพัฒนา จอประสาทตา ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่ไวต่อแสงที่บุอยู่ภายในลูกตา จะถูกสร้างขึ้นจากโครงสร้างที่เรียกว่า ถ้วยรับแสง ในงานวิจัยชิ้นใหม่ของนักวิจัยชาวญี่ปุ่น โครงสร้างนี้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนมนุษย์ (hESCs) ซึ่งเป็นเซลล์ที่ได้มาจากตัวอ่อนมนุษย์ที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวเป็นเนื้อเยื่อต่างๆ มากมาย ซึ่งเป็นไปได้ด้วยเทคนิคการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่ปรับให้เหมาะสมโดยศาสตราจารย์ซาไซและทีมงานของเขา

เซลล์ที่ได้จาก HESC จะจัดโครงสร้างเป็นสามมิติปกติ โดยมีชั้นของถ้วยรับแสงสองชั้น โดยชั้นหนึ่งมีเซลล์ที่ไวต่อแสงจำนวนมากที่เรียกว่าโฟโตรีเซพเตอร์ เนื่องจากความเสื่อมของจอประสาทตาเกิดจากความเสียหายของโฟโตรีเซพเตอร์เป็นหลัก เนื้อเยื่อที่ได้จาก hESC จึงอาจเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการปลูกถ่าย

งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นไม่เพียงแต่เปิดโอกาสให้ใช้เซลล์ต้นกำเนิดในการแพทย์ฟื้นฟูได้มากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยเร่งการพัฒนาของสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอย่างชีววิทยาการพัฒนาอีกด้วย ระหว่างการทดลอง นักวิจัยเชื่อมั่นว่าแก้วตาที่สร้างจากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนมนุษย์มีความหนากว่าแก้วตาที่สร้างจากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนหนูมาก นอกจากนี้ แก้วตายังมีทั้งเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยด้วย ในขณะที่การแบ่งตัวเป็นเซลล์รูปกรวยนั้นพบเห็นได้น้อยมากในเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนหนู นั่นหมายความว่าเซลล์ตัวอ่อนมีคำสั่งเฉพาะสายพันธุ์ในการสร้างโครงสร้างตา

“การศึกษาของเราเปิดทางให้เข้าใจลักษณะพัฒนาการของดวงตาซึ่งมีเฉพาะในมนุษย์และไม่เคยสามารถศึกษาได้มาก่อน” ศาสตราจารย์ซาไซกล่าว

นี่ไม่ใช่ความสำเร็จครั้งใหญ่ครั้งแรกของกลุ่มของศาสตราจารย์ซาไซ เมื่อปลายปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้ปลูกต่อมใต้สมองส่วนหน้าที่ทำงานได้ (adenohypophysis) จากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนหนู ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ที่สร้างฮอร์โมนหลายประเภท บทความเกี่ยวกับผลงานนี้ เรื่อง Self-formation of functional adenohypophysis in three-dimensional culture ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature

ต่อมใต้สมองเป็นต่อมไร้ท่อขนาดเล็กที่ฐานของสมองซึ่งผลิตฮอร์โมนสำคัญหลายชนิด ต่อมนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงพัฒนาการระยะแรก และการสามารถเลียนแบบการสร้างต่อมใต้สมองได้ในห้องทดลองจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกระบวนการสร้างตัวอ่อนได้ดีขึ้น ความผิดปกติของต่อมใต้สมองมีความเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของการเจริญเติบโต เช่น ภาวะยักษ์ และปัญหาด้านการมองเห็น รวมถึงอาการตาบอด

การทดลองนี้จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้หากปราศจากการเพาะเลี้ยงเซลล์แบบ 3 มิติ ต่อมใต้สมองเป็นอวัยวะที่แยกจากกัน แต่การพัฒนาของต่อมนี้ต้องอาศัยสัญญาณเคมีจากบริเวณสมองที่อยู่เหนือต่อมนี้โดยตรง ซึ่งก็คือไฮโปทาลามัส ในการเพาะเลี้ยงเซลล์แบบ 3 มิติ นักวิทยาศาสตร์สามารถเพาะเนื้อเยื่อ 2 ประเภทควบคู่กันได้ในเวลาเดียวกัน ส่งผลให้เซลล์ต้นกำเนิดสามารถจัดระเบียบตัวเองเป็นต่อมใต้สมองได้ภายในเวลา 2 สัปดาห์

การย้อมด้วยสารเรืองแสงแสดงให้เห็นว่าเนื้อเยื่อต่อมใต้สมองที่เพาะเลี้ยงแสดงไบโอมาร์กเกอร์และฮอร์โมนที่หลั่งออกมาอย่างเหมาะสม ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของต่อมใต้สมองส่วนหน้า นักวิจัยได้ดำเนินการต่อไปอีกขั้นและทดสอบการทำงานของอวัยวะที่สังเคราะห์ขึ้นโดยการปลูกถ่ายอวัยวะเหล่านี้เข้าไปในหนูที่ไม่มีต่อมใต้สมอง การทดลองประสบความสำเร็จ โดยต่อมใต้สมองที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมสามารถฟื้นฟูระดับฮอร์โมนกลูโคคอร์ติคอยด์ในเลือดของสัตว์และขจัดอาการทางพฤติกรรม เช่น อาการเฉื่อยชาได้ สภาพของหนูที่ปลูกถ่ายโครงสร้างที่ทำจากเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งไม่ได้สัมผัสกับปัจจัยการส่งสัญญาณที่จำเป็น และด้วยเหตุนี้จึงไม่กลายเป็นต่อมใต้สมองที่ทำงานได้ ไม่ได้ดีขึ้น

ศาสตราจารย์ซาไซและเพื่อนร่วมงานของเขาวางแผนที่จะทำการทดลองกับเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ซ้ำอีกครั้ง และพวกเขาเชื่อว่างานนี้จะใช้เวลาอย่างน้อยสามปี

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]