นักวิจัยไขความลับการงอกใหม่ของอวัยวะในซาลาแมนเดอร์ เพื่อนำมาใช้กับมนุษย์ที่สูญเสียแขนขา
นักวิทยาศาสตร์กำลังไขความลับ “การงอกใหม่” ของแขนขาในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยอาศัยแรงบันดาลใจจาก “ซาลาแมนเดอร์ แอ็กโซลอเติล” ซึ่งเป็นซาลาแมนเดอร์ขนาดเล็กมีถิ่นกำเนิดในเม็กซิโกที่คุณลักษณะพิเศษ เนื่องจากร่างกายของมันสามารถสร้างอวัยวะใหม่ขึ้นมาทดแทนอวัยวะเดิมที่ขาดหรือเสียหายได้
ซาลาแมนเดอร์ แอ็กโซลอเติล สามารถงอกอวัยวะที่สูญเสียไปให้กลับมาใหม่ได้ภายในเวลาที่รวดเร็วมาก เพียง 40 ถึง 50 วัน โดยที่มนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ไม่มีความสามารถนี้อยู่เลย
การศึกษาล่าสุดของทีมวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเท็กซัส เอแอนด์เอ็ม ตีพิมพ์ในวารสารNature Communications นักวิจัยทำการทดลองใช้ซีรัมสูตรพิเศษที่ช่วยกระตุ้นให้หนูสร้าง“บลาสทีมา” ซึ่งเป็นโครงสร้างเซลล์ชั่วคราวที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตอย่างซาลาแมนเดอร์ แอ็กโซลอเติล สามารถงอกอวัยวะที่สูญเสียกลับคืนมาได้
ในการศึกษานี้ เคน มูเนะโอกะ ศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาและเภสัชวิทยาสัตวแพทย์ มหาวิทยาลัยเท็กซัส เอแอนด์เอ็ม และทีมวิจัยได้ทดลองตัดนิ้วส่วนหนึ่งของหนูทดลองออก จากนั้นจึงดำเนินการเพื่อทำให้นิ้วของหนูงอกกลับมาใหม่
ขั้นแรก ทีมนักวิจัยยังไม่ทำการรักษาบาดแผลให้กับหนูโดยทันที แต่รอให้แผลและผิวหนังปิดและสมานตัวก่อน ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่แผลมีศักยภาพในการงอกใหม่สูงที่สุด ซึ่งเป็นช่วงที่ผิวหนังปิดสนิทและการอักเสบตามธรรมชาติของร่างกายอยู่ในระดับสูงสุด
ขั้นต่อมา นักวิจัยทำการฝังวัสดุขนาดเล็กที่บรรจุโปรตีนชื่อFGF2 เพื่อหยุดไม่ให้ร่างกายสร้างแผลเป็น โปรตีนชนิดนี้จะหลอกให้เซลล์บริเวณบาดแผลสร้าง “บลาสทีมา” ขึ้น ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ที่กำลังแบ่งตัว และยังไม่มีหน้าที่เฉพาะเจาะจง เป็นลักษณะเดียวกับที่มักพบในซาลาแมนเดอร์ขณะที่กำลังงอกแขนขาที่สูญเสียไป หรือช่วยให้ร่างกายสร้าง พิมพ์เขียวขึ้นมาใหม่
หลังจากบลาสทีมาก่อตัวขึ้นแล้ว ทีมวิจัยใช้โปรตีนอีกชนิดหนึ่งชื่อ BMP2 ซึ่งปรกติจะช่วยซ่อมแซมและยืดกระดูกที่หัก แต่เนื่องจาก BMP2 ถูกนำมาใช้หลังจากโปรตีนตัวแรก จึงสามารถอาศัยเซลล์บลาสทีมาที่เพิ่งก่อตัวขึ้นเพื่อสร้างกระดูกใหม่บริเวณปลายนิ้วของหนูจนสมบูรณ์ทั้งชิ้นได้
ศาสตราจารย์เคนอธิบายว่า ร่างกายของมนุษย์ก็ใช้ ‘พิมพ์เขียว’ นี้เช่นกันในการสร้างแขนขาในระยะที่ยังเป็นตัวอ่อน ซึ่งเขาและทีมวิจัยพบหลักฐานว่า พิมพ์เขียวดังกล่าวสามารถนำกลับมาใช้ได้อีกครั้งในการงอกใหม่ของอวัยวะที่ถูกกระตุ้นด้วยวิธีการรักษาของพวกเขา
ศาสตราจารย์เคนบอกว่า ผู้ที่เสียแขนขาหลังคลอดออกจากครรภ์มารดา อาจมีโอกาสและความเป็นไปได้สูงกว่าผู้ที่แขนขาพัฒนาไม่สมบูรณ์จากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ซึ่งนั่นหมายถึง การมีพิมพ์เขียวที่เสียหาย หรือไม่สมบูรณ์
“หากพิมพ์เขียวยังคงสมบูรณ์ เราคาดหวังว่าการงอกใหม่จะเป็นไปได้ แต่ยังไม่มีใครทราบว่ากระบวนการดังกล่าวจะใช้เวลานานเพียงใด” ศาสตราจารย์เคนกล่าว
ในอนาคตวิธีการรักษานี้จะนำไปใช้สร้างโครงสร้างอวัยวะที่ซับซ้อนกว่า เช่น อวัยวะภายในร่างกายได้หรือไม่?
ศาสตราจารย์เคนตอบว่า มีงานวิจัยหลายชิ้น โดยยกตัวอย่างงานวิจัยชิ้นหนึ่งที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Genetics และอีกชิ้นหนึ่งตีพิมพ์ในวารสารPNAS ที่แสดงให้เห็นว่า การก่อตัวของ “ปอด” กับการก่อตัวของ “แขนขา” มีความต้องการทางพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกัน นอกจากนี้ ยังมีงานวิจัยในซาลาแมนเดอร์ที่พบว่า โปรตีนสองชนิดที่มีความสำคัญต่อการงอกแขนขาใหม่ มีบทบาทสำคัญต่อการงอกใหม่ของโครงสร้างอื่นๆ ของร่างกาย เช่น เหงือกด้วยเช่นกัน
“สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่ากระบวนการงอกใหม่อาจมีลักษณะพื้นฐานบางอย่างที่เป็นสากล ทำให้เรามีความหวังว่าวิธีของเราในการกระตุ้นการงอกใหม่ของนิ้วอาจนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวาง เราเชื่อว่า งานวิจัยของเราได้วางกรอบทั่วไปสำหรับการเพิ่มศักยภาพในการงอกใหม่ของอวัยวะมนุษย์ โดยที่รายละเอียดเฉพาะน่าจะแตกต่างกันไปในแต่ละระบบอวัยวะ และจำเป็นต้องมีการพิสูจน์ผ่านการทดลองเพิ่มเติม” ศาสตราจารย์เคนกล่าว
ศาสตราจารย์เคนระบุว่า ความท้าทาย คือ การงอกใหม่ของอวัยวะต้องใช้เวลา และขึ้นอยู่กับระดับความเสียหายของอวัยวะ ดังนั้น การปลูกถ่ายอวัยวะจากผู้บริจาคก็อาจยังคงเป็นสิ่งจำเป็นอยู่
นอกจากนี้ การงอกใหม่ของอวัยวะต่างๆ ไม่นำไปสู่การมีชีวิตที่เป็นอมตะได้ แม้จะสามารถงอกอวัยวะใหม่ได้ตลอดช่วงชีวิต ซึ่งศาสตราจารย์เคนระบุว่า การงอกใหม่ของอวัยวะจะช่วยในการยกระดับคุณภาพชีวิต และอาจช่วยยืดอายุขัยได้ แต่จากการทดลองกับหนูในปี 2021 พบว่า การก่อตัวของบลาสทีมาและคุณภาพของการตอบสนองต่อการงอกใหม่จะลดลงตามอายุที่เพิ่มขึ้น