เหตุใดนักวิทย์จึงเพาะ หลอดอาหาร มนุษย์ขึ้นในแล็บ? - National Geographic

เหตุใดนักวิทย์จึงเพาะหลอดอาหารมนุษย์ขึ้นในแล็บ?

เหตุใดนักวิทย์จึงเพาะ หลอดอาหาร มนุษย์ขึ้นในแล็บ?

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยซินซินแนติทดลองเพาะเลี้ยง หลอดอาหาร ขนาดเล็กของมนุษย์ขึ้นภายในห้องปฏิบัติการ ออร์แกนอยด์ชิ้นนี้มีจุดเริ่มต้นมาจากเซลล์ต้นกำเนิด หรือที่เรียกกันว่าสเต็มเซลล์ คำว่าออร์แกนอยด์หมายถึงเซลล์ที่ถูกปลูกขึ้นด้วยเทคนิคจัดเรียงสามมิติจากสเต็มเซลล์ในการทดลอง ที่ในที่สุดแล้วพวกมันจะพัฒนาไปเป็นกลุ่มของเซลล์ทีทำงานคล้ายคลึงกับอวัยวะนั้นจริงๆ ปกติแล้วอวัยวะชิ้นนี้มีหน้าที่ส่งอาหารลงไปยังท้อง ดังนั้นการศึกษาครั้งนี้จึงมีขึ้นเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับระบบย่อยอาหารให้ดียิ่งขึ้น ตลอดจนเรียนรู้ว่าอวัยวะดังกล่าวมีการพัฒนาไปทีละขั้นอย่างไร เพื่อศึกษาความเสี่ยงที่นำไปสู่โรคมะเร็ง

รายงานการค้นพบล่าสุดถูกเผยแพร่ลงในวารสาร Cell Stem Cell หลังจากที่ก่อนหน้านี้ทีมนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการปลูกออร์แกนอยด์ของสมอง, ไต และระบบย่อยอาหารในช่องท้องมาแล้ว

“เซลล์สามมิติที่ถูกปลูกขึ้นของหลอดอาหารเป็นสิ่งจำเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะเมื่อกายวิภายพื้นฐานของหนูทดลองแตกต่างจากมนุษย์” Rebecca Fitzgerald นักวิจัยมะเร็งหลอดอาหาร จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ผู้ไม่ได้มีส่วนร่วมในงานวิจัยนี้กล่าว และเมื่ออวัยวะชิ้นนี้สามารถทำงานได้ไม่ต่างจากหลอดอาหารจริงๆ ดังนั้นนักวิจัยจึงสามารถทดสอบยาชนิดใดก็ได้ เพื่อคาดการณ์ปฏิกิริยาตอบสนองที่คนไข้จะมีต่อการรักษาในรูปแบบที่ต่างออกไป

“เพราะมันโตในจานเพาะนี่แหละครับ เราเลยจะทำอะไรกับมันก็ได้” James Wells ผู้อำนวยการศูนย์เด็กแห่งมหาวิทยาลัยซินซินแนติ เพื่อสเต็มเซลล์และออร์แกนอยด์ทางการแพทย์กล่าว

 

สูตรสร้างหลอดอาหาร

Wells และทีมวิจัยเริ่มต้นงานของพวกเขาด้วยเซลล์ Induced pluripotent stem cell (iPS cell) เซลล์คุณภาพเกือบเหมือนกับสเต็มเซลล์ตัวอ่อน แต่ว่าสร้างมาจากเซลล์ธรรมดาที่โตแล้วไม่ได้สร้างมาจากตัวอ่อน ทั้งยังมีคุณสมบัติที่จะเติบโตไปเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้ในร่างกาย ซึ่งในการเปลี่ยนให้มันเป็นเซลล์หลอดอาหารนี้ ทีมวิจัยเติมสารเคมีและโปรตีนบางอย่างลงไปแก่สเต็มเซลล์ “เหมือนไกด์หรือสัญญาณนำทางที่จะช่วยให้พวกมันก่อตัวขึ้นเป็นเนื้อเยื่อหลอดอาหาร” Well เล่า “แบบเดียวกับทำอาหารตามสูตรเลยครับ”

หนึ่งในส่วนประกอบสำคัญคือยีน Sox2 ทีมวิจัยพบว่ายีนนี้มีบทบาทสำคัญในการช่วยให้หลอดอาหารถูกพัฒนาขึ้น ตั้งแต่ตัวอ่อนยังเป็นเอ็มบริโอ ใช้เวลาราว 2 เดือนกว่าหลอดอาหารอันจิ๋วจะปรากฏขึ้น (แต่ละชิ้นมีความกว้างเพียงแค่ 1 มิลลิเมตรเท่านั้น)

หลอดอาหาร
ภาพถ่ายไมโครสโคบของหลอดอาหารอายุ 2 เดือนจากห้องปฏิบัติการ
ภาพถ่ายโดย โรงพยาบาลเด็กซินซินแนติ

Wells และทีมปลูกหลอดอาหารขึ้นจำนวนหนึ่ง เพื่อช่วยในการวินิจฉัยอาการของผู้ป่วยที่หลอดอาหารได้รับผลกระทบจากโรค หรือมีความบกพร่องแต่กำเนิด งานวิจัยนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการใหญ่ที่ทางโรงพยาบาลตั้งเป้าหมายไว้ว่าจะปลูกอวัยวะขนาดเล็กของผู้ป่วยเด็กที่มีความผิดปกติเกี่ยวกับระบบย่อยอาหาร ในการทำงานผู้ป่วยจะถูกนำตัวเข้าไปในเครื่อง MRI เพื่อสแกนภาพสามมิติของอวัยวะภายใน ข้อมูลที่ได้จะถูกส่งต่อไปยังแผนกศัลยกรรม เพื่อมองว่าอวัยวะไหนควรได้รับการรักษา ในขณะเดียวกันเนื้อเยื่อเล็กๆ จากผู้ป่วยก็จะถูกส่งไปยังแผนกของ Well เช่นกัน เพื่อสร้างสเต็มเซลล์สำหรับปลูกเป็นออร์แกนอยด์ อวัยวะเล็กๆ เหล่านี้ของผู้ป่วยจะถูกใช้วินิจฉัยและทดสอบยาก่อนเริ่มกระบวนการรักษาจริง

ในอนาคต Well คาดหวังว่าอวัยวะที่ถูกปลูกขึ้นนอกร่างกายเหล่านี้จะสามารถปลูกถ่ายกลับเข้าไปในร่างกายของผู้ป่วยที่สุขภาพไม่แข็งแรง หรือจำเป็นต้องถูกตัดอวัยวะเดิมไป และไม่ใช่แค่ในเด็กเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงผู้ป่วยวัยผู้ใหญ่ที่สูญเสียหลอดอาหารไปจากโรคมะเร็งอีกด้วย

“ในระยะยาว เราต้องการสร้างเนื้อเยื่อเพื่อช่วยแพทย์ศัลยกรรมสร้างหลอดอาหารขึ้นมาใหม่ หากหลอดอาหารเดิมได้รับความเสียหายมากเกินไป” Well กล่าว แต่กว่าจะถึงจุดนั้นคงต้องใช้เวลาอีกหลายปี

เรื่อง Emily Mullin

 

อ่านเพิ่มเติม

ค้นพบอวัยวะใหม่ของมนุษย์ “Interstitium”

เรื่องแนะนำ

ไฉน ชันสูตร จึงสำคัญ

ไฉน ชันสูตร จึงสำคัญ เรื่องและภาพ ธนเสฏฐ์ ศิริวัฒนาดิเรก ข่าวคราวการเสียชีวิตเป็นเรื่องเศร้า แม้ว่าความตายจะเป็นสัจธรรมที่เราทุกคนต้องพบเจอ แต่ถ้าเป็นคุณเองจะสามารถทำใจและใช้ชีวิตต่อไปในวันข้างหน้าได้อย่างไร หากคนที่คุณรักจากโลกใบนี้ไปแบบไม่ทราบสาเหตุ ย้อนกลับไปเมื่อเดือนที่ผ่านมา ความตายกลายเป็นหัวข้อหลักของการสนทนาและการติดตามในสังคมไทย ความตายของ นายภคพงศ์ ตัญกาญจน์ หรือ น้องเมย นักเรียนเตรียมทหารชั้นปีที่ 1 ที่เสียชีวิตอย่างกะทันหัน ภาพความเจ็บปวดของครอบครัวผู้เสียชีวิตถูกเผยแพร่ผ่านโทรทัศน์และโลกออนไลน์ The Perspective พาคุณผู้อ่านไปทำความรู้จักกับกระบวนการ ชันสูตรศพ ศาสตร์ที่ว่านี้ย้อนอายุได้ไกลเป็นพันปี และในปัจจุบันกระบวนการชันสูตรพัฒนาไปไกลจากเดิมมาก การ ชันสูตร มีความสำคัญอย่างไร? มีขั้นตอนอะไรบ้าง? ต้องขอขอบคุณความสงสัยใคร่รู้ของมนุษย์ที่นำพาไปสู่นวัตกรรมใหม่ๆ ความตายเองก็เช่นกัน จริงที่ว่าคนตายไม่อาจฟื้นคืนกลับมาได้ แต่องค์ความรู้และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เหล่านี้ สามารถพาเราย้อนเวลากลับไปเพื่อหาคำตอบของปริศนาที่ยังคงติดค้างอยู่ในใจคนซึ่งยังมีชีวิตอยู่ ช่วยให้พวกเขาหมดข้อกังขา และก้าวเดินต่อไปได้ ชันสูตรศพนี้มีมาช้านาน ย้อนกลับไปในอดีต กระบวนการผ่าศพไม่ได้มีขึ้นเพื่อช่วยไขคดีปริศนาความตายเช่นในปัจจุบัน แต่ศาสตร์ดังกล่าวมีขึ้นเพื่อช่วยให้แพทย์ได้ศึกษาทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของร่างกายได้มากขึ้น องค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับกายวิภาคศาสตร์และกระบวนการผ่าศพนี้มีจุดเริ่มต้นตั้งแต่ในสมัยอียิปต์ หรือหลายพันปีก่อนคริสตกาลเลยทีเดียว เป็นที่รู้กันดีอยู่แล้วว่าวิทยาการที่โด่งดังของชาวอียิปต์นั่นคือการทำมัมมี่ หรือการดองศพตามความเชื่อของพวกเขา ดังนั้นแล้วการผ่าศพเพื่อความรู้จึงมีส่วนสนับสนุนให้การทำมัมมี่ของพวกเขานั้นมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น จากนั้นศาสตร์ที่ว่าด้วยการผ่าศพก็ถูกพัฒนาขึ้นมาเรื่อยๆ จนมาหยุดชะงักในยุคกลาง เมื่อศาสนจักรครองอำนาจ การผ่าศพถูกมองว่าเป็นบาป เนื่องจากศาสนาคริสต์มีความเชื่อเกี่ยวกับโลกหลังความตาย ว่าทุกคนจะฟื้นขึ้นมาอีกครั้งในวันพิพากษาดังนั้นในทรรศนะของพวกเขาแล้ว การผ่าศพจึงเป็นการทำลายร่างกายซึ่งเป็นของขวัญจากพระเจ้า และอาจปิดโอกาสที่คนๆ นั้นจะได้ไปอยู่กับพระเจ้า […]

ฟอสซิลไข่เทอโรซอร์หลายร้อยใบถูกพบในจีน

ฟอสซิลไข่เทอโรซอร์ หลายร้อยใบถูกพบในจีน เป็นครั้งแรกของโลกที่นักบรรพชีวินวิทยาซึ่งกำลังลงพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีนค้นพบ ฟอสซิลไข่เทอโรซอร์ โบราณนับร้อยใบ เจ้าของไข่เหล่านี้คือเทอโรซอร์ สัตว์เลื้อยคลานบินได้ที่มีชีวิตอยู่ในยุคไดโนเสาร์ และภายในไข่บางใบมีฟอสซิลของตัวอ่อนเทอโรซอร์ที่สมบูรณ์แบบที่สุด เท่าที่เคยมีการค้นพบมา แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะศึกษาเทอโรซอร์มานานมากกว่า 2 ศตวรรษ แต่ไม่เคยมีรายงานการพบไข่มาก่อน จนกระทั่งในต้นศตวรรษที่ 20 มีการพบฟอสซิลของไข่บ้างประปรายเฉลี่ยน้อยกว่าหนึ่งโหลต่อปี ต้องขอบคุณบรรดานักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยบรรพชีวินวิทยาในจีนสำหรับการค้นพบในครั้งล่าสุดนี้ ที่ค้นพบฟอสซิลไข่จำนวน 215 – 300 ใบเลยทีเดียว Xiaolin Wang หัวหน้าการวิจัยเล่าว่า ทีมของเขายังพบตัวอ่อนของเทอโรซอร์อีก 16 ตัวภายในไข่และเชื่อว่ายังมีไข่อีกมากที่ยังซ่อนตัวอยู่ในก้อนหิน รอให้พวกเขาไปค้นพบ รายงานดังกล่าวถูกเผยแพร่โดยสารวาร Science “มันเป็นปรากฏการณ์การค้นพบที่หายากมาก” David Hone นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลอนดอนกล่าว “วิทยาศาสตร์เพิ่งจะเริ่มต้นขึ้น และการค้นพบครั้งนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง” ไข่ที่ค้นพบน่าจะเป็นของเทอโรซอร์สายพันธุ์ Hamipterus tianshanensis ซึ่งเป็นที่รู้กันดีว่าในอดีตเมื่อร้อยล้านปีก่อน พวกมันมีชีวิตอยู่ในบริเวณที่เป็นภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ในปัจจุบันมันเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ที่บินได้ ด้วยระยะห่างระหว่างปีกทั้งสองข้างเมื่อโตเต็มที่ จะมีความยาวถึง 10 ฟุต เชื่อกันว่าพวกมันอาศัยอยู่ใกล้กับน้ำ จับปลาเป็นอาหาร และมีพฤติกรรมคล้ายกับนกกระสาในปัจจุบัน “บริเวณที่ค้นพบอยู่ในทะเลทรายโกบี ที่นั่นมีลมแรง เต็มไปด้วยผืนทรายกว้าง มีสิ่งมีชีวิตและพืชอาศัยอยู่เพียงน้อยนิดเท่านั้น” Shunxing […]

กลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major)

กลุ่มดาวหมีใหญ่ เรื่องเล่า ตำนาน และความจริงเกี่ยวกับกลุ่มดาวที่พบเห็นได้ง่ายที่สุด กลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) หรือที่คนไทยรู้จักกันในนามของ “กลุ่มดาวจระเข้” เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์ที่พบเห็นได้ง่ายที่สุดในบรรดากลุ่มดาวสากล (Constellations) ทั้ง 88 กลุ่มของโลก เนื่องจากมีขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่มดาวทางฝั่งซีกฟ้าเหนือและใหญ่เป็นลำดับที่ 3 ของกลุ่มดาวทั้งหมดในน่านฟ้าโลก กลุ่มดาวหมีใหญ่มีขนาดเป็นรองเพียงกลุ่มดาวงูไฮดรา (Hydra) และกลุ่มดาวหญิงพรหมจารี (Virgo) หรือกลุ่มดาวราศีกันย์ในฝั่งซีกฟ้าใต้ โดยครอบคลุมพื้นที่ราว 1,280 ตารางองศา หรือคิดเป็นร้อยละ 3.10 ของทรงกลมท้องฟ้า (Celestial sphere) ทั้งหมด นอกจากนี้ กลุ่มดาวหมีใหญ่ยังเป็นกลุ่มดาวที่สามารถพบเห็นได้ตลอดทั้งปี และจะปรากฏขึ้นชัดเจนที่สุดบนท้องฟ้าช่วงค่ำในฤดูใบไม้ผลิของทางฝั่งซีกโลกเหนือ ซึ่งผู้ที่อาศัยอยู่ทางฝั่งซีกโลกใต้มีโอกาสพบเห็นกลุ่มดาวหมีใหญ่ได้เช่นเดียวกัน แต่กลุ่มดาวที่ปรากฏอาจไม่ชัดเจน หรือโดดเด่นเท่ากับการมองจากฝั่งซีกโลกเหนือ อ่านเพิ่มเติม : การกำเนิดดาวสฤกษ์ในระบบสุริยะ  องค์ประกอบของกลุ่มดาวหมีใหญ่ กลุ่มดาวหมีใหญ่เป็นกลุ่มดาวที่มีชื่อเสียงและเป็นที่รู้จักอย่างมาก เนื่องจากดาวฤกษ์ที่สว่างจ้า 7 ดวง เรียงตัวกันเป็นรูปกระบวย หรือที่เรียกกันว่า ดาวกระบวยใหญ่ (Big Dipper) เป็นส่วนหนึ่งในองค์ประกอบของกลุ่มดาว โดยที่ดาวฤกษ์ทั้ง 7 ดวงนี้ ไม่ได้เป็น […]