“จริงดิ!!” นักวิจัยพบวิธีรักษาอาการจอประสาทตาเสื่อมด้วยโปรตีนจากสาหร่ายเซลล์เดียว
ว่ากันว่าดวงตาคือหน้าต่างของดวงใจ แต่จะเกิดอะไรขึ้นเมื่ออยู่ๆ ดวงตาของคุณค่อยๆ เสื่อมลงอย่างช้าๆ จนมองเห็นภาพขุ่นมัวลงเรื่อยๆ คล้ายกับเวลาที่จอภาพซีซีดีบนกล้องถ่ายรูปดิจิทัลค่อย ๆ เกิดฟ้ามัวลงจนดับไปทั้งจอในที่สุด สิ่งนี้คล้ายกับอาการที่เกิดขึ้นกับผู้ป่วยโรคจอประสาทตาเสื่อม
ปัจจุบันเราเรียกผู้ป่วยที่มีอาการแบบนี้ว่า "โรคจอประสาทตาเสื่อมอาร์พี หรือ เรติไนติส พิกเมนโทซา (Retinitis Pigmentosa)" ที่มีสาเหตุหลักมาจากเซลล์รับแสง (photoreceptor cells) ในดวงตาของผู้ป่วยๆ ค่อยเสื่อมลงอย่างช้าๆ ซึ่งปัจจุบันยังไม่มีวิธีการรักษาที่ได้ผลอย่างชัดเจน แต่ดูเหมือนว่าตอนนี้เราจะพบวิธีรักษาแล้ว
โปรตีนจากตาของสาหร่ายคือคำตอบ??
ทำไมต้องเป็นโปรตีนจากสาหร่าย แน่นอนว่าไม่ใช่สาหร่ายในทะเลแบบที่เรากินกันแน่นอน แต่มันคือโปรตีนจากสาหร่อยเซลล์เดียวกลุ่มหนึ่งที่ฝังตัวอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเรียกว่า แชนแนลโรดอปซิน (Channelrhodopsin) โดยพบในอวัยวะตอบสนองต่อแสง (แต่ไม่ใช่ตาแบบเดียวกับคน) ที่เรียกว่า "eye spot" ช่วยให้สาหร่ายจิ๋วพวกนี้เคลื่อนที่ไปหาแสงเพื่ออาบแดดและสังเคราะห์อาหารของมันอย่างสบายใจ
กลไกการทำงานที่น่าทึ่งที่นักวิจัยสนใจคือแสงสามารถควบคุมการทำงานของโปรตีนแชนแนลโรดอปซินได้ โดยทำให้เกิดการเปิดปิดสวิตซ์ของโปรตีนจนเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อควบคุมการไหลของแคลเซียมไอออนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งนำไปสู่แบบแผนการการว่ายน้ำของเซลล์สาหร่าย สรุปคือแสงมาเซลล์สาหร่ายว่ายน้ำไปหาแสง แสงดับพวกมันก็จะหยุดเคลื่อนที่
โปรตีนแชนแนลโรดอปซินกับสุดยอดการต่อยอดไอเดีย!!!
แม้นักวิจัยจะรู้กลไกการทำงานของแชนแนลโรดอปซินอย่างละเอียด แต่เราจะเอามันมาใช้ประโยชน์ในการรักษาคนตาบอดอย่างไร?? ต้องขอบคุณสุดยอดไอเดียและเทคโนโลยีที่เรียกว่า "ออพโตเจเนติกส์ (optogenetics)" ที่จะช่วยไขคำตอบข้อนี้
ออพโตเจเนติกส์ มีรากศัพท์มาจากคำว่า optic ที่แปลว่าแสง และ genetic ที่แปลว่าพันธุกรรม เมื่อรวมกันแล้วคำว่าออพโตเจเนติกส์จึงหมายถึงเทคนิคที่ใช้แสงในการควบคุมหรือบังคับการแสดงออกทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต และต้องขอบคุณโปรตีนอย่างแชนแนลโรดอปซินที่ทำให้เทคโนโลยีนี้เกิดขึ้นได้จริง
เทคโนโลยีออพโตเจเนติกส์มีหลักการพื้นฐานมาจากการใช้โปรตีนแชนแนลโรดอปซินเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทในสมองเพื่อใช้เป็นสวิตซ์ปิดเปิดการทำงานของเซลล์ประสาทผ่านการใช้แสงในช่วงคลื่นที่เหมาะสมกระตุ้นการทำงาน
หลักการทำงานคร่าว ๆ ของเทคโนโลยีออพโตเจเนติกส์คือการเชื่อมต่อเซลล์ประสาทของสัตว์ทดลองเข้ากับโปรตีนแชนแนลโรดอปซินด้วยเทคนิคพันธุวิศวกรรม จากนั้นประสานมันเข้ากับเซลล์ประสาทในสมองของสิ่งมีชีวิต แน่นอนว่าสิ่งนี้ทำให้เรานักวิจัยสามารถสร้างสวิตซ์เปิดปิดการทำงานของระบบประสาทได้จากการเปิดปิดสวิตซ์แสงนี้เอง และหัวใจสำคัญคือการเลือกใช้แสงในช่วงคลื่นที่เหมาะสม
รักษาโรคจอประสาทตาเสื่อมอาร์พีด้วยเทคโนโลยีออพโตเจเนติกส์
แล้วเราจะทำอย่างไร ไอเดียแรกของการวิจัยด้านนี้เกิดจากทีมวิจัยของคาร์ล ดิสเซรอธ (Karl Deisseroth) จิตแพทย์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดที่มีไอเดียบรรเจิดที่จะใช้ใช้โปรตีนจากตาสาหร่ายมาควบคุมการทำงานของสมองหนูทดลอง
ทีมนักวิจัยของดิสเซรอธได้โคลนเอายีนแชนแนลโรดอปซินจาก eye spot ของสาหร่าย ไปใส่ไว้ในเซลล์สมองของหนู และเมื่อเซลล์สมองสร้างโปรตีนแชนแนลโรดอปซิน เซลล์ประสาทในสมองก็จะตอบสนองต่อแสง แน่นอนว่ามันต้องทำให้หนูแสดงพฤติกรรมบางอย่างที่เราสามารถควบคุมได้ด้วยแสงอย่างแน่นอน!!!
แต่ที่น่าตื่นเต้นที่สุดก็คือความก้าวหน้าล่าสุด เมื่อทีมนักวิจัยจากบริษัทสตาร์ตอัพ เจนไซต์ ไบโอโลจิกซ์ (GenSight Biologics) ประเทศฝรั่งเศส [1] สามารถพัฒนาเทคโนโลยีออพโตเจเนติกส์สำหรับใช้รักษาโรคจอประสาทตาเสื่อมอาร์พีได้แล้ว
ไอเดียของเจนไซต์คือพวกเขามองว่า ผู้ป่วยโรคจอประสาทตาเสื่อมอาร์พีไม่หลงเหลือเซลล์รับแสง (photoreceptor cells) ในจอตา (retina) อยู่เลย จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะฟื้นฟูเซลล์พวกนี้ นักวิจัยจึงปิ้งไอเดียว่าในเมื่อฟื้นฟูไม่ได้ทำไมไม่สร้างใหม่ไปเลยหล่ะ โดยทีมวิจัยใช้เทคนิคโคลนยีนแชนแนลโรดอปซินเข้าไปในเซลล์ประสาทตาใต้ชั้นเซลล์รับแสงที่เรียกว่า retinal ganglion cell
ไอเดียในการรักษาโรคจอประสาทตาเสื่อมอาร์พีคือนักวิจัยจะเชื่อมโปรตีนแชนแนลโรดอปซินเข้ากับเซลล์ retinal ganglion cell เพื่อให้พวกมันส่งสัญญาณภาพไปที่สมองอีกครั้งด้วยการกระตุ้นจากแสงต่อโปรตีนแชนแนลโรดอปซิน
ซึ่งปกติเซลล์พวกนี้จะรับสัญญาณแสงมาจากเซลล์รับแสงก่อนแปลงสัญญาณประสาทส่งไปให้สมองประมวลเป็นภาพ ไอเดียหลัก ๆ ก็คือ การโคลนเอายีนโรดอปซินแบบเดียวกับที่เจอในสาหร่ายเซลล์เดียว ใส่เข้าไปในเซลล์ประสาทตา retinal ganglion cell แล้วทำให้รับแสงได้รวมถึงควบคุมการทำงานได้จากแสง
ผลลัพธ์นั้นน่าประทับใจมาก เมื่อนักวิจัยทดลองไอเดียนี้กับผู้ป่วยรายหนึ่งที่สูญเสียการมองเห็นมากว่าสี่สิบปี พวกเขาพบว่าชายคนดังกล่าวสามารถกลับมามองเห็นได้อีกครั้งแม้จะลาง ๆ แต่ก็หยิบจับสิ่งของและระบุตำแหน่งสิ่งของต่างๆได้ แม้จะต้องสวมแว่นพิเศษสำหรับปรับสภาพให้ดวงตาชินกับการรับภาพแบบใหม่
การสาทิตของบริษัทเจนไซต์พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าเทคโนโลยีออพโตเจเนติกส์สามารถนำมารักษาโรคร้ายในมนุษย์ได้เป็นครั้งแรกของโลก
สิ่งที่เจนไซต์ทำก็พิสูจน์ให้เห็นความก้าวหน้าของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีออพโตเจเนติกส์ในมนุษย์ แม้จะมีผลที่น่าสนใจแต่เทคโนโลยียังห่างไกลจากคำว่าสมบูรณ์แบบ จำเป็นต้องพัฒนาอีกมาก แต่อย่างน้อยก็เป็นก้าวสำคัญของวงการและเป็นการการันตีว่าการวิจัยพื้นฐานยังคงมีความจำเป็นอย่างมากในยุคที่หลายคนอาจมองข้าม
อ้างอิงข้อมูลจาก
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
