นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุสาเหตุของการขาดความสามารถในการสร้างเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจใหม่

นักวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส ได้ค้นพบว่าเหตุใดเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจของผู้ใหญ่ ซึ่งเรียกว่า คาร์ดิโอไมโอไซต์ จึงสูญเสียความสามารถในการขยายตัว และอาจอธิบายได้ว่าเหตุใดหัวใจ ของมนุษย์ จึงมีศักยภาพในการสร้างใหม่ได้จำกัด

การวิจัยที่ดำเนินการกับเซลล์สายและหนูอาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรีโปรแกรมเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจโดยตรงในหัวใจของผู้ป่วย ช่วยให้เซลล์กล้ามเนื้อใหม่และซ่อมแซมความเสียหายได้ ดร. Robb MacLellan จาก Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research แห่ง UCLA กล่าว

ต่างจากซาลาแมนเดอร์และซาลาแมนเดอร์ ร่างกายของผู้ใหญ่ไม่สามารถสร้างอวัยวะที่เสียหาย เช่น หัวใจขึ้นมาใหม่ได้เอง อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความสามารถในการสร้างหัวใจขึ้นมาใหม่ได้ในช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น นั่นคือภายในสัปดาห์แรกของชีวิต หลังจากนั้นความสามารถนี้ก็จะหายไป แต่ถ้ามันเคยมีอยู่ครั้งหนึ่ง บางทีมันอาจจะฟื้นคืนขึ้นมาได้ก็เป็นได้

งานวิจัยของดร. McLellan ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Cell Biology ที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะรีเซ็ตนาฬิกาเซลล์กลับไปสู่ช่วงเวลาที่กล้ามเนื้อหัวใจยังมีศักยภาพในการขยายตัวและซ่อมแซมกล้ามเนื้อหัวใจได้

“ซาลาแมนเดอร์และสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำอื่นๆ มีความสามารถในการแยกความแตกต่างของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ หรือทำให้เซลล์เหล่านี้กลับไปอยู่ในสถานะดั้งเดิมก่อนหน้า ซึ่งทำให้เซลล์เหล่านี้สามารถกลับเข้าสู่วงจรของเซลล์อีกครั้ง และสร้างกล้ามเนื้อหัวใจใหม่” ดร. แมคเลลแลน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านหัวใจและสรีรวิทยา กล่าว “ศักยภาพนี้สูญหายไปในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม หากเรารู้วิธีฟื้นฟูศักยภาพนี้ หรือรู้เหตุผลว่าทำไมเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจของผู้ใหญ่จึงไม่ขยายตัว เราก็สามารถพยายามหาวิธีสร้างหัวใจใหม่โดยใช้วิธีการของธรรมชาติได้”

เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจเกิดจากเซลล์ต้นกำเนิดของบรรพบุรุษหรือเซลล์ตั้งต้นที่ก่อตัวเป็นหัวใจโดยการแพร่พันธุ์ เมื่อหัวใจก่อตัวขึ้นแล้ว เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจะเปลี่ยนจากเซลล์ที่ยังไม่เจริญเต็มที่เป็นเซลล์ที่เจริญเต็มที่ ซึ่งไม่สามารถสืบพันธุ์ได้อีกต่อไป ในซาลาแมนเดอร์และซาลาแมนเดอร์ สิ่งต่างๆ จะแตกต่างออกไป เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจสามารถกลับสู่สถานะที่ยังไม่เจริญเต็มที่หรือดั้งเดิม และสามารถแพร่พันธุ์ ซ่อมแซมความเสียหาย และเปลี่ยนกลับเป็นเซลล์ที่เจริญเต็มที่อีกครั้ง

ตามที่ดร. แมคเลลแลนกล่าว เหตุผลที่เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจของมนุษย์ไม่สามารถทำเช่นเดียวกันได้นั้นค่อนข้างเรียบง่าย นั่นคือในสภาพดั้งเดิม เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจะสูญเสียความสามารถในการหดตัวตามปกติ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำงานที่เหมาะสมของหัวใจ เนื่องจากมนุษย์มีขนาดใหญ่กว่าซาลาแมนเดอร์และซาลาแมนเดอร์มาก หัวใจของเราจึงต้องมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อรักษาระดับความดันโลหิตและการไหลเวียนของโลหิตให้อยู่ในระดับปกติ

“เมื่อเราพัฒนาตัวเองขึ้นเพื่อรักษาระดับความดันโลหิตและการไหลเวียนของโลหิตให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม เราต้องยอมสละความสามารถในการสร้างกล้ามเนื้อหัวใจใหม่” แมคเลลแลนกล่าว “สิ่งที่เราได้รับกลับมาคือเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและหัวใจ แต่ก็ต้องแลกมาด้วยสิ่งอื่นๆ”

ดร. แมคเลลแลนเชื่อว่าการยับยั้งการแสดงออกของโปรตีนที่ขัดขวางกลไกการทำงานของเซลล์ชั่วคราวอาจบังคับให้กล้ามเนื้อหัวใจของผู้ใหญ่กลับเข้าสู่วงจรของเซลล์ได้ กล่าวคือ ขยายพันธุ์ วิธีการเหล่านี้น่าจะกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ ดังนั้นผลของการกำหนดเป้าหมายโปรตีนที่รับผิดชอบต่อการขยายพันธุ์จะหายไปหลังจากซ่อมแซมความเสียหายแล้ว กล้ามเนื้อหัวใจจะกลับไปเป็นเซลล์ที่โตเต็มที่และเริ่มช่วยให้กล้ามเนื้อหัวใจที่ฟื้นฟูแล้วหดตัว เพื่อกำจัดโปรตีนที่ทำให้กล้ามเนื้อหัวใจอยู่ในสถานะโตเต็มที่ ดร. แมคเลลแลนกำลังพิจารณาใช้อนุภาคขนาดนาโนเพื่อส่ง RNA ขนาดเล็กที่รบกวนไปยังหัวใจ

ในภาวะกล้ามเนื้อหัวใจตาย ส่วนหนึ่งของหัวใจจะไม่ได้รับออกซิเจนอีกต่อไป และกล้ามเนื้อหัวใจจะตายลงและถูกแทนที่ด้วยเนื้อเยื่อแผลเป็น การค้นหาบริเวณที่เสียหายของหัวใจไม่ใช่เรื่องยาก และหากมีการพัฒนาวิธีการรีโปรแกรมกล้ามเนื้อหัวใจของผู้ป่วยเอง ก็จะสามารถนำระบบที่ควบคุมกิจกรรมของโปรตีนที่ต้องการและสามารถทำให้กล้ามเนื้อหัวใจกลับคืนสู่สถานะดั้งเดิมเข้ามาในบริเวณที่เสียหายได้ วิธีนี้จะทำให้กล้ามเนื้อหัวใจที่ตายแล้วถูกแทนที่ด้วยกล้ามเนื้อที่มีชีวิต

“ความสามารถในการสร้างใหม่ของสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำและสาเหตุที่สิ่งนี้ไม่เกิดขึ้นในมนุษย์ได้รับการถกเถียงกันมาเป็นเวลานานแล้ว นี่เป็นบทความแรกที่ให้คำอธิบายว่าเหตุใดสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น” ศาสตราจารย์แมคเลลแลนแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับงานของเขา

มีการพูดคุยกันมากเกี่ยวกับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนมนุษย์ (hESCs) หรือเซลล์ต้นกำเนิดพหุศักยภาพที่ถูกกระตุ้นด้วยโปรแกรมใหม่ (iPSCs) เพื่อสร้างหัวใจใหม่ อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบว่าสามารถสร้างหัวใจใหม่ได้ในระดับใด หรือประโยชน์ที่ได้จะมีมากเพียงใด

“ในความเห็นของฉัน นี่เป็นกลไกที่มีศักยภาพในการสร้างกล้ามเนื้อหัวใจใหม่โดยไม่ต้องใช้เซลล์ต้นกำเนิด” ดร. แมคเลลแลนกล่าว “ในกรณีนี้ แต่ละคนจะกลายเป็นแหล่งเซลล์สำหรับการสร้างเซลล์ใหม่ของตัวเอง”

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