×

นักวิทย์ปลูกถ่ายเนื้อเยื่อสมองมนุษย์ในสมองหนูสำเร็จเป็นครั้งแรก ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่มาพร้อมข้อถกเถียง

13.07.2018
  • LOADING...

HIGHLIGHTS

4 Mins. Read
  • คณะนักวิจัยจากสถาบันซอล์กเพื่อการศึกษาเชิงชีวภาพ (Salk Institute for Biological Studies) แคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา สามารถปลูกถ่ายออร์แกนอยด์สมองมนุษย์ให้ไปเติบโตร่วมกับสมองของหนูทดลองได้สำเร็จเป็นครั้งแรก จุดประกายความหวังให้แนวคิดอวัยวะสำรองของมนุษย์ใกล้ความจริง
  • ผลทดลองปรากฏว่าเซลล์สมองมนุษย์ในรูปแบบของออร์แกนอยด์อยู่ร่วมกับสมองของหนูทดลองได้เป็นเวลาหลายเดือน นอกจากนี้ยังสามารถเจริญไปเป็นทั้งเซลล์ประสาทและเซลล์ที่ช่วยสนับสนุนการทำงานของเซลล์ประสาทได้อีกด้วย
  • หลายคนอาจนึกสงสัยว่าการทดลองนี้จะทำให้หนูทดลองฉลาดขึ้นหรือเกิดความรู้สึกนึกคิดขึ้นมาเหมือนมนุษย์หรือไม่

ความฝันที่มนุษย์จะมีอวัยวะสำรองเป็นเหมือนอะไหล่ทดแทนเมื่อของเดิมใช้การไม่ได้ใกล้ความจริงเข้าไปอีกขั้น เมื่อนักวิทยาศาสตร์สร้างก้อนอวัยวะขนาดเล็กที่เรียกว่า ‘ออร์แกนอยด์’ (Organoid) ขึ้นมาได้สำเร็จ

 

ออร์แกนอยด์คือกลุ่มเนื้อเยื่อของอวัยวะใดๆ ก็ตามที่มีลักษณะเป็นก้อนสามมิติ แตกต่างจากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อดั้งเดิมที่ตัวเซลล์จะเกาะเป็นแผ่นอยู่ตามผนังขวดเลี้ยงเชื้อ

 

การสังเคราะห์ออร์แกนอยด์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาเซลล์ของอวัยวะนั้นๆ ได้ในสภาพใกล้เคียงความเป็นจริงมากขึ้น แต่ก็ยังมีข้อจำกัดตรงที่มันไม่ได้เติบโตอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมือนกับในร่างกาย นอกจากนี้เซลล์ที่อยู่บริเวณศูนย์กลางออร์แกนอยด์จะอ่อนแอ เนื่องจากไม่ได้รับสารอาหารและออกซิเจนที่เพียงพอ ทำให้ออร์แกนอยด์เติบโตไม่ได้ตามที่คาดหวัง อีกทั้งยังพัฒนาไปเป็นเซลล์หรือเนื้อเยื่อต่างๆ ที่ซับซ้อนขึ้นได้ไม่เต็มที่

 

นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามทลายข้อจำกัดนี้ด้วยการนำออร์แกนอยด์ที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการไปปลูกถ่ายลงในร่างกายของสัตว์ทดลอง

 

ล่าสุด คณะนักวิจัยจากสถาบันซอล์กเพื่อการศึกษาเชิงชีวภาพ (Salk Institute for Biological Studies) แคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา สามารถปลูกถ่ายออร์แกนอยด์สมองมนุษย์ให้ไปเติบโตร่วมกับสมองของหนูทดลองได้สำเร็จ ซึ่งรายงานการวิจัยฉบับเต็มได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสาร Nature Biotechnology

 

ทีมนักวิจัยเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์และเหนี่ยวนำให้เกิดเป็นออร์แกนอยด์สมองจนมีอายุได้ 40-50 วัน จากนั้นนำไปปลูกถ่ายให้เจริญเติบโตร่วมกับสมองของหนูทดลองที่ยังมีชีวิต ผลปรากฏว่าเซลล์สมองมนุษย์ในรูปแบบของออร์แกนอยด์อยู่ร่วมกับสมองของหนูทดลองได้เป็นเวลาหลายเดือน นอกจากนี้ยังสามารถเจริญไปเป็นทั้งเซลล์ประสาทและเซลล์ที่ช่วยสนับสนุนการทำงานของเซลล์ประสาทได้อีกด้วย

 

ในส่วนของการตรวจสอบเส้นเลือดที่มาหล่อเลี้ยงออร์แกนอยด์ ทีมนักวิจัยใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูสมองหนูสดๆ ผ่านกะโหลกศีรษะ พบว่ามีการสร้างเส้นเลือดชุดใหม่แทรกตัวเข้าไปหล่อเลี้ยงถึงเซลล์ด้านในออร์แกนอยด์ได้จริง เหมือนเป็นใบอนุญาตให้กลุ่มเซลล์สมองมีชีวิตอยู่ได้เป็นระยะเวลานานกว่าเดิม

 

ทีมนักวิทยาศาสตร์พิสูจน์ประสิทธิภาพของเทคนิคการปลูกถ่ายด้วยการแบ่งก้อนออร์แกนอยด์ออกเป็น 2 กลุ่ม กลุ่มแรกเลี้ยงภายนอกร่างกาย ส่วนอีกกลุ่มหนึ่งนำไปฝากไว้กับสมองหนู เมื่อเวลาผ่านไป 279 วัน (9 เดือน) ก็พบว่าออร์แกนอยด์ที่เลี้ยงด้วยวิธีดั้งเดิมนั้นมีเซลล์ตายไปตามปกติ แต่กลุ่มที่ได้อยู่กับสมองหนูนั้นแทบไม่พบเซลล์ตายเลย

 

ในแง่ความสามารถในการทำงาน ผลการทดสอบพบว่าเซลล์ประสาทในออร์แกนอยด์สามารถสร้างกระแสประสาทได้เหมือนเซลล์ประสาททั่วไป ทั้งยังประสานการทำงานระหว่างกันได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทของหนูทดลองได้อีกด้วย นั่นแสดงว่าออร์แกนอยด์ที่ได้อยู่กับหนูทดลองทำให้กลุ่มเซลล์ประสาทจัดระเบียบการทำงานที่ซับซ้อนขึ้นได้มากกว่าเดิม

 

หนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ทำให้ปัจจุบันเรายังไม่มีวิธีการรักษาโรคทางระบบประสาทและจิตเวชได้อย่างชะงัดก็คือนักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจโครงสร้างของสมองอย่างถ่องแท้ การสร้างออร์แกนอยด์ที่จำลองการทำงานบางส่วนของสมองขึ้นมาได้จริงจึงเปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษากลไกการเจริญและพัฒนาของสมองอย่างลึกซึ้ง รวมถึงกลไกเกิดโรคอัลไซเมอร์ จิตเภท โรคซึมเศร้า ไปจนถึงอาการออทิสซึมได้ นอกจากนี้ยังมีแนวคิดที่จะใช้ออร์แกนอยด์ศึกษาผลของยา สารเคมี และสารเสพติดต่างๆ ที่มีต่อสมองอีกด้วย

 

เมื่ออ่านมาถึงตรงนี้ หลายคนอาจนึกสงสัยว่าการทดลองนี้จะทำให้หนูทดลองฉลาดขึ้นหรือเกิดความรู้สึกนึกคิดขึ้นมาเหมือนมนุษย์หรือไม่

แม้นักวิทยาศาสตร์จะยังไม่มีวิธีวัดการรู้สึกตัว (Consciousness) ได้โดยตรง แต่เราก็วางใจไปได้เปลาะหนึ่งเรื่องความฉลาด เพราะทีมนักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบความสามารถในการเรียนรู้และจดจำเชิงสถานที่ (Spatial Memory) โดยให้หนูทดลองวิ่งหาทางออกในเขาวงกตเดิมๆ เป็นเวลาหลายวัน ถ้ามันฉลาดขึ้นจริง วันหลังๆ มันจะใช้เวลาน้อยลง เพราะจำทิศทางได้ดีขึ้น แต่ผลการทดสอบยืนยันว่าไม่พบความแตกต่างระหว่างหนูทดลองที่มีกับไม่มีออร์แกนอยด์ฝังอยู่

 

ความก้าวหน้าด้านวิทยาการการปลูกถ่ายออร์แกนอยด์เริ่มทำให้นักชีวจริยธรรมเป็นกังวลว่าสัตว์ทดลองที่มีเซลล์มนุษย์เป็นส่วนประกอบมากเข้าอาจจะมีจิตสำนึกแบบมนุษย์ขึ้นมาได้สักวัน

 

หลายภาคส่วนจึงเริ่มออกมาเคลื่อนไหวให้นักวิทยาศาสตร์ระแวดระวังผลที่อาจจะตามมาโดยไม่คาดคิด อย่างปลายเดือนเมษายน 2018 ที่ผ่านมานี้ ทีมนักประสาทวิทยาศาสตร์ชั้นนำกว่า 17 คนได้เรียกร้องให้มีการวางกรอบการศึกษาและประเมินผลลัพธ์งานวิจัยที่ใช้เซลล์สมองมนุษย์ผ่านบทบรรณาธิการในวารสาร Nature

 

แนวคิดที่กล่าวมานี้สวนทางกับสถาบันสุขภาพแห่งชาติ ประเทศสหรัฐอเมริกา (National Institute of Health) ที่ยกเลิกข้อจำกัดด้านการให้ทุนแก่งานวิจัยทางด้านการสร้างสัตว์ทดลองที่มีเซลล์มนุษย์ปะปนอยู่ แม้แต่พระสันตะปาปาฟรานซิส ประมุขแห่งคริสตจักรนิกายโรมันคาทอลิกเองก็ลงนามให้การสนับสนุนแก่การศึกษาแขนงนี้ด้วย

 

งานวิจัยนี้เป็นหนึ่งในหลักหมุดที่สำคัญของวงการวิทยาศาสตร์ปัจจุบัน เพราะแม้ออร์แกนอยด์สมองมนุษย์ที่ปลูกถ่ายอยู่บนสมองของหนูทดลองจะมีขนาดเพียงไม่กี่มิลลิเมตร แต่ก็สร้างแรงกระเพื่อมแก่วงการวิทยาศาสตร์และชีวจริยธรรมไม่น้อยเลยทีเดียว

 

ภาพประกอบ: Pantitra H.

อ้างอิง:

  • LOADING...

READ MORE




Latest Stories