สเต็มเซลล์…เซลล์มหัศจรรย์ผู้เริ่มต้นและสานต่อชีวิตมนุษย์

   มาลินี  อัศวดิษฐเลิศ

หน่วยบริหารจัดการความรู้ 

ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) 

 1 ธันวาคม 2549 

เดือนพฤศจิกายน ต่อเนื่องจนถึงเดือนธันวาคม ถือเป็นช่วงสำคัญของกลุ่มคนพิการ เพราะวันที่ 12 พฤศจิกายน ที่ผ่านมา เป็น “วันคน พิการแห่งชาติ” และวันที่ 3 ธันวาคม ที่จะถึงนี้ เป็น “วันคนพิการสากล” การที่หน่วยงานทั้งระดับชาติ และระดับสากล กำหนดวันดังกล่าวขึ้นมา บ่งชี้ได้ว่า หลายวงการให้ความสำคัญกับคนพิการ  

สำหรับวงการแพทย์และสาธารณสุข รวมทั้งวงการวิทยาศาสตร์ ได้ศึกษาค้นคว้าการแพทย์ทางเลือกใหม่ Regenerative Medicine” ที่เป็นความหวังของผู้พิการบางประเภท ไม่ว่าจะเป็นผู้พิการทางสายตา ผู้พิการทางการได้ยิน และผู้พิการทางการเคลื่อนไหว ซึ่งการแพทย์ทางเลือกดังกล่าวไม่ได้มีประโยชน์สำหรับคนพิการเท่านั้น แต่ยังมีศักยภาพในการรักษาผู้ป่วยโรคอื่น เช่น โรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน  โรคหัวใจ โรคธาลัสซีเมีย  โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว โรคกล้ามเนื้อหัวใจเสื่อม  โรคเบาหวาน ไตวาย ตับแข็ง ฯลฯ    Regenerative Medicine  เป็นวิทยาการทางการแพทย์ที่เป็นทางเลือกใหม่ในการสร้างเซลล์ เนื้อเยื่อ หรืออวัยวะ เพื่อใช้ทดแทนส่วนที่เสียหายหรือเสื่อมสภาพไป ซึ่งร่างกายไม่สามารถสร้างขึ้นมาทดแทนส่วนที่เสียไปได้  โดยวิทยาการนี้ ไม่ได้ใช้ชิ้นส่วนแปลกปลอม เช่น ข้อต่อ เหล็ก ฯลฯ ใส่เข้าไป แต่เป็นการใส่เซลล์ที่มีคุณสมบัติพิเศษเข้าไปสร้างเซลล์ใหม่ เนื้อเยื่อ หรืออวัยวะได้จริง หรือใส่สารชีวภาพที่มีคุณสมบัติคล้ายเนื้อเยื่อจริงใส่เข้าไปซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ 

การแพทย์ทางเลือกใหม่นี้ต้องอาศัยสหวิทยาการ ได้แก่ แพทยศาสตร์ ชีววิทยา เคมี ชีวเคมี พันธุศาสตร์ ฟิสิกส์ วิศวกรรมศาสตร์ เข้ามาผสมผสานกัน เพื่อให้การรักษาโรคประสบผลสำเร็จ   

นักวิทยาศาสตร์เล็งเห็นความสำคัญของการนำสเต็มเซลล์…เซลล์มหัศจรรย์ เซลล์ที่มีคุณสมบัติเศษ และมีศักยภาพพัฒนาไปเป็นเซลล์ เนื้อเยื่อ หรืออวัยวะที่ต้องการทดแทนของเดิมที่เสียหายหรือเสื่อมสภาพไป สเต็มเซลล์จึงมีบทบาทสำคัญยิ่งสำหรับ Regenerative Medicine     แล้วสเต็มเซลล์สร้างเซลล์ทดแทนเซลล์อื่นได้อย่างไร   เหตุใดจึงได้ชื่อว่า “เซลล์มหัศจรรย์” ?  มาติดตามรายละเอียดกัน  : : แหล่งกำเนิดของสเต็มเซลล์ 

  “สเต็มเซลล์” แบ่งเป็น 2 ประเภทตามแหล่งกำเนิด คือ สเต็มเซลล์จากตัวอ่อน (Embryonic stem cell) และสเต็มเซลล์ร่างกาย (adult stem cell)    (1) สเต็มเซลล์จากตัวอ่อน (Embryonic stem cell)   เมื่อมนุษย์เริ่มถือกำเนิดในครรภ์มารดา  …สเปิร์มเข้าปฏิสนธิกับไข่ พัฒนาไปเป็นตัวอ่อน (Embryo) และเจริญเป็นมุนษย์ที่สมบูรณ์ได้นั้น ล้วนเริ่มต้นจากเซลล์ที่แบ่งตัวเพิ่มจำนวนจากหนึ่งเป็นสอง สองเป็นสี่ สี่เป็นแปด และแบ่งต่อไปเรื่อยๆ จนกระทั่งได้กลุ่มเซลล์ในระยะที่เราถือว่าเป็นตัวอ่อน   ตัวอ่อนระยะ 5-7 วัน ที่มีกลุ่มเซลล์ประมาณ 150 เซลล์ เราเรียกว่าระยะบลาสโตซิสต์…ภายในเซลล์บลาสโตซิสต์นี้มีกลุ่มเซลล์เรียกว่า มวลเซลล์ชั้นใน (Inner cell mass)  …มวลเซลล์นี้เองที่นักวิทยาศาสตร์ถือว่าเป็นสเต็มเซลล์    

ด้วยเหตุนี้ เราจึงเรียกสเตมเซลล์ที่ได้จากครรภ์มารดาว่า “สเต็มเซลล์จากตัวอ่อน  (Embryonic stem cell, ES cell)       สเต็มเซลล์จากตัวอ่อนมีศักยภาพพัฒนาไปเป็นเซลล์ต่างๆ ในร่างกายได้เกือบทุกชนิด [ยกเว้นรก (Placenta)] ไม่ว่าเซลล์ผิวหนัง เซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์ในระบบเลือด เซลล์ประสาท  เซลล์สมอง ฯลฯ ครอบคลุมเซลล์เนื้อเยื่อ 3 ประเภทได้แก่ 1) เอนโดเดิร์ม (เช่น ตับ ไต ต่อมไธรอยด์) 2) มีโซเดิร์ม (เช่น กล้ามเนื้อ กระดูก เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เลือด) และ 3) เอกโทเดิร์ม (เช่น ผิวหนัง ระบบประสาท ระบบทางเดินอาหาร) เรียกการพัฒนาของสเต็มเซลล์เช่นนี้ว่า Pluripotent stem cell 

  ในปี 2541 ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน วิทยาเขตเมดิสัน นำโดย ดร. เจมส์ ทอมสัน (James Thomson) เป็นนักวิจัยทีมแรกของโลกที่แยกสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนของมนุษย์ และนำมาเลี้ยงในห้องปฏิบัติการสำเร็จ ทีมวิจัยนี้ตีพิมพ์ผลงานชื่อ “Embryonic Stem Cell Lines Derived from Human Blastocysts” ในวารสาร Science ฉบับที่ 282 วันที่ 6 พฤศจิกายน 2541      ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์หาแหล่งสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนได้จากที่ไหนบ้าง? เพื่อนำมาใช้ทดลองในห้องปฏิบัติการ และใช้ประโยชน์สำหรับ Regenerative Medicine  

แหล่งของสเต็มเซลล์ที่มาจากตัวอ่อนของมนุษย์ซึ่งมีอายุไม่กี่วัน หาได้จากการปฏิสนธิโดยธรรมชาติ และ จากฝีมือมนุษย์ 

— ตัวอ่อนจากการปฏิสนธิโดยธรรมชาติ ได้จากการแท้ง  ซึ่งในกรณีนี้ ไม่เป็นที่นิยม และมีจำนวนไม่เพียงพอกับการศึกษาวิจัย 

— ตัวอ่อนจากฝีมือแพทย์ ได้จากการปฏิสนธิในห้องปฏิบัติการหรือการทำเด็กหลอดแก้ว (In Vitro  Fertilization, IVF) และจากการโคลน (Cloning) ซึ่งใช้เทคนิคการย้ายฝากนิวเคลียส (Somatic Cell Nuclear Transfer, SCNT)  แต่แทนที่จะเอาตัวอ่อนที่ได้ไปย้ายฝากในท้องของแม่และรอจนได้ลูก แต่นักวิทยาศาสตร์นำตัวอ่อนมาเลี้ยงในห้องปฏิบัติการแทน 

ทว่าการนำสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนมาใช้ในการศึกษาวิจัย ก่อให้เกิด “ประเด็นร้อน” เพราะทำให้หลายฝ่าย ทั้งนักวิทยาศาสตร์ แพทย์ นักการเมือง นักการศาสนา และบุคคลทั่วไป ถกเถียงกันในแง่ของศีลธรรมและจริยธรรม ฝ่ายค้านบอกว่า การนำสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนมาใช้ทดลองนั้น ถือเป็นการฆ่าตัดตอนตัวอ่อนที่จะเจริญเป็นมนุษย์, ตัวอ่อนระยะ 5-7 วัน ที่นำสเต็มเซลล์มาใช้ประโยชน์ ถือว่ามีชีวิต ส่วนฝ่ายสนับสนุนแย้งว่า ตามคลินิกผู้มีบุตรยากหลายแห่ง มีตัวอ่อนเหลือใช้จำนวนมากแช่แข็งอยู่ ตัวอ่อนที่จะใช้ศึกษาสเตมเซลล์ไม่มีแม้กระทั่งเซลล์ประสาทที่จะก่อให้เกิดความเจ็บปวด หรือความรู้สึกใดๆ หากนำมาใช้เพื่อการวิจัยทางการแพทย์จะมีประโยชน์มหาศาล 

ปัจจุบัน ประเด็นด้านศีลธรรมและจริยธรรม ยังเป็นประเด็นร้อนที่ยังไม่มีวี่แววว่าจะหาข้อสรุปได้ แต่บางประเทศ เช่น ประเทศที่ได้ชื่อว่าเป็นแหล่งกำเนิดวิทยาการสเตมเซลล์ เช่น สหรัฐอเมริกา รัฐบาลกลางถึงกับไม่สนับสนุนเงินวิจัยแก่โครงการศึกษาวิจัยสเต็มเซลล์จากตัวอ่อน สนับสนุนเฉพาะโครงการที่ดำเนินการวิจัยก่อนวันที่ 9 สิงหาคม 2544  เท่านั้น    

  (2)  สเต็มเซลล์ร่างกาย (Adult stem cell หรือ Somatic stem cell หรือ Mature stem cell) 

   แหล่งของสเต็มเซลล์อีกแหล่งหนึ่งได้มาจาก 1) เนื้อเยื่อและอวัยวะหลายชนิดที่พัฒนาจนสมบูรณ์ในร่างกาย (Mature body tissue) 2) เลือดจากรกและสายสะดือ (Placenta & Umbilical cord) ของทารกแรกเกิด และ 3) ไขกระดูก (Bone Marrow) ของทั้งเด็กและผู้ใหญ่   

ในปี 2543 มีรายงานว่าดร. ซงเตา ชิ (Songtao Shi) และคณะ จากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (NIH) สหรัฐอเมริกา   ได้ค้นพบสเต็มเซลล์ร่างกายแหล่งใหม่ เป็นสเต็มเซลล์จากรากฟันน้ำนมของเด็ก ต่อมาในปี 2546 ทีมวิจัยเดียวกันนี้ ยังประสบความสำเร็จในการแยกสเต็มเซลล์จากรากฟันนำนม มาเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ และชักนำให้สเต็มเซลล์พัฒนาไปเป็นเซลล์อื่น 

   สเต็มเซลล์ร่างกายมีศักยภาพเปลี่ยนไปเป็นเซลล์อื่นได้จำกัดเพียงไม่กี่ชนิด สเต็มเซลล์ร่างกายในระบบหรือเนื้อเยื่อหนึ่งมีความจำเพาะในการพัฒนาเป็นเซลล์หรือเนื้อเยื่อนั้นๆ เท่านั้น ตัวอย่างเช่น สเต็มเซลล์ในระบบเลือดเปลี่ยนไปเป็นเซลล์เม็ดเลือดแดงที่นำพาออกซิเจน เม็ดเลือดขาวที่สร้างภูมิคุ้มกันต่อสู้กับเชื้อโรค และเกล็ดเลือดที่แข็งตัวผสานปิดรอยแผล มักไม่เปลี่ยนไปเป็นเซลล์ประสาทในสมอง สเต็มเซลล์ในตับก็จะสร้างเซลล์ตับ เป็นต้น เราเรียกการพัฒนาสเต็มเซลล์ร่างกายเช่นนี้ว่า Multipotent stem cell 

   ผลจากงานวิจัยในระยะไม่กี่ปีที่ผ่านมา พบว่า สเต็มเซลล์ร่างกายในเนื้อเยื่อชนิดหนึ่ง เปลี่ยนไปเป็นเซลล์ในเนื้อเยื่ออีกชนิดหนึ่งได้  เรียกลักษณะเช่นนี้ว่า “Plasticity” เช่น สเต็มเซลล์ในระบบเลือดเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ประสาทหรือเซลล์ตับ สเต็มเซลล์ในไขกระดูกเปลี่ยนไปเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เป็นต้น 

   นักวิทยาศาสตร์นำสเต็มเซลล์ร่างกาย  เช่น สเต็มเซลล์จากระบบเลือด โดยเฉพาะสเต็มเซลล์ในไขกระดูกที่มีชื่อเรียกว่า “Haematopoictic stem cell” มาใช้ทางการแพทย์ตั้งแต่ปี 2501 ซึ่งเรารู้จักกันดีในนามของการปลูกถ่ายไขกระดูก (Bone Marrow Transplant) ปัจจุบัน แพทย์นิยมนำสเต็มเซลล์จากไขกระดูกมารักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว หรือ ลูคีเมีย ควบคู่กับการฉายรังสี และเคมีบำบัด 

20 ปีต่อมา หรือในปี 2521 วงการแพทย์ได้เริ่มปลูกถ่ายสเตมเซลล์จากเลือดที่ได้จากรกและสายสะดือทารก เพื่อรักษาโรค เพราะเต็มไปด้วย Haematopoictic stem cell ชนิดเดียวกับไขกระดูก   

    สเต็มเซลล์ร่างกายมีข้อดีตรงที่ไม่ทำให้เกิดข้อโต้แย้งทางชีวจริยธรรมเหมือนสเต็มเซลล์จากตัวอ่อน   แต่ก็มีข้อด้อย คือ เมื่อนำมาเลี้ยงในห้องปฏิบัติการแล้วแบ่งเซลล์ได้ช้า  อีกทั้งยังมีข้อจำกัดในการพัฒนาไปเป็นเนื้อเยื่อชนิดอื่น   : : คุณสมบัติของสเต็มเซลล์   คุณสมบัติสำคัญของสเต็มเซลล์ที่ถือว่า “มหัศจรรย์” และนำมาประยุกต์ใช้ในการรักษาโรค คือ ความสามารถของการพัฒนาไปเป็นเซลล์ได้หลายชนิด (Differentiation) และความสามารถของการแบ่งเซลล์ได้อย่างไม่จำกัดโดยมีคุณสมบัติไม่แตกต่างจากเซลล์เดิม (Self-renewal) 

  (1) สเต็มเซลล์…เซลล์ที่ไม่ได้ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง แต่เปลี่ยนไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงได้  

     สเต็มเซลล์ไม่สามารถทำหน้าที่อย่างเฉพาะเจาะจงได้ ….สเต็มเซลล์ไม่สามารถปั๊มเลือดหล่อเลี้ยงร่างกายได้เหมือนเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ  ไม่สามารถจับโมเลกุลของออกซิเจนในกระแสเลือดได้เหมือนเซลล์เม็ดเลือด ไม่สามารถรับสัญญานจากเซลล์หนึ่งสู่เซลล์หนึ่งเพื่อให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้เหมือนเซลล์ประสาท แต่สเต็มเซลล์มีศักยภาพเปลี่ยนไปเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เซลล์เม็ดเลือด หรือแม้กระทั่งเซลล์ประสาทได้ 

สเต็มเซลล์เปลี่ยนไปเป็นเซลล์เฉพาะหรือที่เรียกว่า Differentiation ได้ เพราะปัจจัยภายนอกและภายใน …ปัจจัยภายในควบคุมโดยยีนในเซลล์นั่นเอง ส่วนปัจจัยภายนอก ควบคุมโดยสารเคมีที่หลั่งออกมาจากเซลล์อื่น, ลักษณะทางกายภาพระหว่างสเต็มเซลล์และเซลล์ใกล้เคียง และโมเลกุลอื่นรอบๆ สเต็มเซลล์ ปัจจุบัน ยังมีข้อสงสัยหลายประการเกี่ยวกับกลไกการเปลี่ยนไปทำหน้าที่เฉพาะของสเต็มเซลล์ ซึ่งต้องอาศัยการวิจัยกันต่อไป 

(2) สเต็มเซลล์…เซลล์ที่มีความสามารถแบ่งตัวเองขึ้นมาใหม่ได้เหมือนเซลล์เดิม ครั้งแล้วครั้งเล่า 

สเต็มเซลล์ไม่เหมือนเซลล์สมอง เซลล์เม็ดเลือด หรือเซลล์ประสาท ตรงที่สำเนาเซลล์เพิ่มจำนวนขึ้นอย่างไม่จำกัด ซึ่งเซลล์อื่นๆ ไม่มีคุณสมบัตินี้ เช่น เซลล์สมองของนักร้องชื่อดังถูกทำลายไปเนื่องจากอุบัติเหตุ ก็ไม่สามารถสร้างขึ้นมาทดแทนส่วนที่เสียไปได้  เป็นต้น  

ด้วยประโยชน์มหาศาล ทำให้หลายประเทศเดินหน้าศึกษาวิจัยอย่างต่อเนื่อง สหราชอาณาจักร แคนาดา สวีเดน อินเดีย เยอรมนีเกาหลีใต้ อิสราเอล  อิตาลี สเปน และอีกหลายประเทศ โดยเฉพาะสิงคโปร์ถึงกับประกาศตัวเป็นศูนย์กลางการวิจัยสเต็มเซลล์ หรือแม้กระทั่งอิหร่าน ยังสนับสนุนกรวิจัยสเต็มเซลล์ 

สำหรับประเทศไทยมีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับสเต็มเซลล์ของร่างกาย ตัวอย่างเช่น 

      ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ตระหนักถึงความสำคัญของการศึกษาวิจัยสเต็มเซลล์เพื่อนำมาใช้สำหรับ Regenerative Medicine จึงได้เปิดโอกาสให้ทุกหน่วยงานในประเทศขอรับการสนับสนุนทุนวิจัย เพราะความรู้ที่ได้จากการศึกษาวิจัยสเต็มเซลล์ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่การรักษาโรค หรือ Regenerative Medicine เท่านั้น แต่ยังเป็นประโยชน์ในเรื่องของการได้มาซึ่งองค์ความรู้พื้นฐานด้านพัฒนาการของเซลล์  การใช้สเต็มเซลล์เป็นต้นแบบทดลองยาในกรณีที่ไม่มีระบบที่เหมาะสมในสัตว์ทดลอง การวิจัยเพื่อหาวิธีป้องกันและรักษาโรคทางพันธุกรรม และการวิจัยอื่นๆ 

  

Because…Stem Cell is Versatile Cell 

สเต็มเซลล์…เจ้าคือเซลล์ต้นกำเนิดแห่งเซลล์ทั้งปวง 

   เอกสารอ้างอิง  

1. Stem Cell Informationhttp://stemcells.nih.gov/info/basics/basics2.asp 

  

2. Regenerative Medicine 

http://stemcells.nih.gov/info/scireport/2006report.htm 

  

3. Stem Cell Research Basics: Introduction 

http://www.kumc.edu/stemcell/intro.html 

  

4. Stem Cell Research Basics: Introduction 

http://www.kumc.edu/stemcell/intro.html 

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *