นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Babraham ใช้วิธีการตั้งโปรแกรมใหม่แบบชั่วคราว ให้กับเซลล์ผิวจากผู้บริจาควัยกลางคน เพื่อฟื้นฟูอายุชีวภาพ
Key Points:
วิธีการใหม่ในการตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรม (Genetic Reprogramming) เพื่อทำให้เซลล์ผิวอ่อนเยาว์ลงถึง 30 ปี โดยไม่สูญเสียอัตตลักษณ์ของเซลล์ (Cell Identity)
เซลล์ผิวที่คืนความอ่อนเยาว์ จะผลิตคอลลาเจนมากขึ้นและหายเร็วขึ้น ซึ่งเป็นสัญญาณของผิวที่อ่อนเยาว์
วิธีการตั้งโปรแกรมใหม่นี้อาจใช้ในการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุหลายชนิด รวมถึงโรคอัลไซเมอร์และต้อกระจก รวมถึงการย้อนวัยสภาพผิว โดยเฉพาะที่ใบหน้า
หากคุณสามารถย้อนวัยให้กับเซลล์ของคุณ กลับไปเป็นศูนย์ได้ คุณอยากจะทําหรือไม่? เนื่องจากเซลล์ทั้งหมดในร่างกาย เคยเป็นเซลล์ตัวอ่อน (Embryonic cell) มาก่อน ผมเชื่อว่า พวกเราทุกคนอยากจะย้อนวัยเราให้แลดูเด็กมาขึ้น แต่คงไม่มีใครอยากย้อนวัยจนมาอยู่ในสภาพเด็กทารก ตอนลืมตาดูโลก เหมือนเช่น ในหนัง เบนจามิน บัตตัน (Benjamin Button effect) แต่ถ้าเราสามารถย้อนวัยของเราไปได้อีกสัก 3-5 ปีหรือเป็น 10 ปีล่ะ พวกเราจะสนใจกันมั้ยละ?
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ให้กับเซลล์ผู้ใหญ่ ให้สามารถย้อนกลับมาเป็นเหมือนเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อน (Embryonic Stem cell: ESCs) ซึ่งเป็นเซลล์ที่ประกอบเป็นตัวอ่อนและในที่สุดก็พัฒนาเป็นร่างกายผู้ใหญ่ที่โตเต็มวัย ESCs ที่ได้รับการตั้งโปรแกรมใหม่ในการทดลองเหล่านี้ (induced pluripotent stem cells: iPSC) จะมีอายุชีวภาพประมาณเท่ากับศูนย์, ทําให้ iPSC มีศักยภาพในการรักษาความแก่ชราได้ (Anti-aging Therapy)
อย่างไรก็ตาม ปัญหาก็คือ เซลล์เหล่านี้ จะสูญเสียอัตตลักษณ์เดิม (cell identity) เนื่องจากเซลล์เหล่านี้จะกลายเป็นเซลล์คล้ายตัวอ่อน (embryo-like cells) Dr. Gill และเพื่อนร่วมงานจากสถาบัน Babraham ในสหราชอาณาจักร ได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหานี้ จากรายงานผลการวิจัยใน eLife ว่าพวกเขาสามารถตั้งโปรแกรมใหม่และฟื้นฟูเซลล์ผิว ในขณะที่ยังคงรักษาอัตตลักษณ์เดิมของเซลล์ผิวไว้ได้
ดร. Diljeet Gill หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า "ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความชราในระดับโมเลกุลมีความก้าวหน้าในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ทําให้เกิดเทคนิคที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับอายุในเซลล์มนุษย์ได้ เราสามารถนําสิ่งนี้ไปใช้กับการทดลองของเราเพื่อกําหนดขอบเขตของการตั้งโปรแกรมใหม่ให้กับวิธีการใหม่ของเราให้ประสบความสําเร็จได้
การย้อนวัยเพื่อดูหนุ่มสาวขึ้น
Gill และเพื่อนร่วมงานใช้การตั้งโปรแกรมใหม่เพียงบางส่วนบนเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ (Fibroblast) จากผู้บริจาควัยกลางคน จำนวน 3 คนตามลําดับอายุ 38, 53 และ 53 ปี และในทางชีวภาพ (epigenetically) อายุ 45, 49 และ 55 ปี เซลล์ผิวมีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงอย่างมากในระหว่างการตั้งโปรแกรมใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันจะทรงกลมขึ้นสอดคล้องกับรูปร่างของเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อน ที่สําคัญเซลล์พวกนี้จะกลับสู่รูปร่างเดิมและเอกลักษณ์ของเซลล์ผิวที่ยาวเหมือนเดิมหลังสิ้นสุดการตั้งโปรแกรมใหม่
นอกจากนี้ อายุชีวภาพของเซลล์ผิวที่ได้รับการตั้งโปรแกรมใหม่บางส่วน ยังได้รับการย้อนวัยให้อ่อนเยาว์ขึ้นกว่า 30 ปี โดยรวมแล้ว ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า การตั้งโปรแกรมใหม่บางส่วน สามารถย้อนกลับอายุชีวภาพ ในขณะที่ยังคงรักษาอัตตลักษณ์เดิมของเซลล์ไว้ได้
Gill et al., 2022 | eLife - รูปทรงของเซลล์ผิวที่ทำการย้อนวัยด้วยการตั้งโปรแกรมใหม่ชั่วคราว (Transient Reprogramming) เซลล์ผิวจะทรงกลมเหมือนสเต็มเซลล์ตัวอ่อน (ESCs) ในช่วงกลางของการตั้งโปรแกรมใหม่ชั่วคราว แต่จะกลับมาเป็นทรงรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเมื่อสิ้นสุดการตั้งโปรแกรมใหม่ เพื่อรักษาอัตตลักษณ์เดิมของเซลล์ผิว
Gill และเพื่อนร่วมงาน ได้ให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของการตั้งโปรแกรมใหม่บางส่วนโดยการวัดผลลัพธ์ที่เปลี่ยนแปลงในยีนที่เฉพาะเจาะจง หนึ่งในยีนเหล่านี้คือ คอลลาเจนซึ่งเป็นโครงสร้างโปรตีนที่ช่วยให้ผิวชุ่มชื้นและเต่งตึง เซลล์ผิวไฟโบรบลาสต์ (Fibroblast) มีหน้าที่ในการผลิตคอลลาเจนซึ่งจะลดลงเมื่อเราอายุมากขึ้น นักวิจัยชาวอังกฤษไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นว่า การตั้งโปรแกรมใหม่บางส่วน จะกระตุ้นเปิดใช้งานยีนคอลลาเจน แต่ยังช่วยเพิ่มระดับคอลลาเจนให้มากขึ้น และเร่งความเร็วในการสมานแผลด้วย ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่า โดยหลักการแล้ว MPTR (Maturation phase transient reprogramming) จะฟื้นฟูการทํางานให้อ่อนเยาว์ในเซลล์ผิวหนังของมนุษย์
Gill สรุปว่า:" ผลลัพธ์ของเรา แสดงถึงก้าวสําคัญในการทําความเข้าใจเกี่ยวกับการตั้งโปรแกรมเซลล์ใหม่ (Cellular Reprogramming) พวกเราได้พิสูจน์แล้วว่า เซลล์สามารถฟื้นฟูให้ย้อนวัยได้ (Rejuvenate) โดยไม่สูญเสียการทํางานและการฟื้นฟูนั้นดูเหมือนจะคืนค่าการทํางานเดิมให้กับเซลล์เก่าได้ ความจริงที่ว่า เรายังเห็นการย้อนกลับของตัวชี้วัดอายุในยีนที่เกี่ยวข้องกับโรค โดยเฉพาะอย่างยิ่งแนวโน้มสําหรับอนาคตของงานนี้"
Gill et al., 2022 | eLife - การคืนความอ่อนเยาว์ของคอลลาเจนในเซลล์ผิวที่ตั้งโปรแกรมใหม่ (ซ้าย) ระดับการกระตุ้นยีนคอลลาเจน (การแสดงออกของ mRNA) ในเซลล์ผิวที่ตั้งโปรแกรมใหม่ชั่วคราว (สีม่วงแดง) จะกลับคืนสู่ระดับเซลล์ผิวอ่อนเยาว์ (สีเทอร์ควอยซ์)
การเอาชนะอัตตลักษณ์เดิมของเซลล์
ปกติเซลล์กล้ามเนื้อ จะทำหน้าที่ ในการหดตัว ซึ่งถ้าเราตั้งโปรแกรมใหม่อย่างสมบูรณ์ให้เซลล์กล้ามเนื้อกลายไปเป็นเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อน (ESCs) ด้วยวิธีนี้จะทำให้เซลล์กล้ามเนื้อสูญเสียตัวตนในฐานะเซลล์กล้ามเนื้อรวมทั้งหน้าที่ในการหดตัวด้วย ดังนั้นในบริบทของการบําบัดต่อต้านความแก่ชราถือว่าวิธีนี้ไร้ประโยชน์ แม้ว่าจะมีอายุชีวภาพลดลงเท่ากับ 0 (มีค่าเป็นศูนย์) แล้วจะได้ประโยชน์อะไรถ้าเซลล์กล้ามเนื้อที่ไม่สามารถหดตัวได้อีก? เรื่องนี้สามารถนำมาอธิบายการเปลี่ยนเซลล์ที่โตเต็มวัยทุกชนิดที่มีหน้าที่เฉพาะของตนเองได้
นักวิทยาศาสตร์สามารถตั้งโปรแกรมเซลล์ใหม่ได้บางส่วน ในขณะที่ยังคงรักษาอัตตลักษณ์ดั้งเดิมของเซลล์ไว้ได้ ในการตั้งโปรแกรมใหม่จะมีอยู่ทั้งหมด 3 ขั้นอตน โดยการกระตุ้นเปิดใช้งานยีนเฉพาะ ที่เรียกว่า Yamanaka factors ซึ่งโดยทั่วไป ยีนกลุ่มนี้จะทํางานเฉพาะในเซลล์ตัวอ่อนเท่านั้น สำหรับการตั้งโปรแกรมใหม่จนเสร็จสมบูรณ์, จะต้องกระตุ้นการใช้งาน Yamanaka factors ตลอดทั้ง 3 ขั้นตอน
สําหรับการตั้งโปรแกรมใหม่บางส่วน Yamanaka factors จะถูกกระตุ้นใช้งานในขั้นตอนที่ 1 เท่านั้น การตั้งโปรแกรมใหม่ชั่วคราวแบบนี้ สามารถยืดอายุขัยและปรับปรุงการทํางานของเซลล์ในหนูทดลอง แต่จะย้อนอายุชีวภาพได้ประมาณ 3 ปีเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ Gill และเพื่อนร่วมงานจึงศึกษาแนวทางการตั้งโปรแกรมใหม่บางส่วนที่เรียกว่า Maturation phase transient reprogramming (MPTR: การตั้งโปรแกรมใหม่ชั่วคราวในขั้นตอนโตเต็มที่) ซึ่ง Yamanaka factors จะถูกกระตุ้นให้เปิดใช้งานจนเข้าสู่ระยะที่สอง ของการตั้งโปรแกรมใหม่
การบําบัดด้วยการตั้งโปรแกรมเซลล์ใหม่ (Cellular Reprogramming Therapy)
Gill และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่า เซลล์ผิวสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ให้ลดอายุน้อยลงได้ด้วย MPTR, แต่ความหมายของการค้นพบเหล่านี้ไม่จำกัดแค่ผิวชั้นลึกเท่านั้น (เพราะเซลล์ fibroblast อยู่ในชั้นผิวที่ลึก) เมื่อตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระตุ้นยีนในระหว่างการตั้งโปรแกรมใหม่, นักวิจัยสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในยีน ที่ไม่ได้ทำหน้าที่ของเซลล์ผิวหนัง มีการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับอายุในยีนที่เชื่อมโยงกับโรคอัลไซเมอร์และต้อกระจก ซึ่งชี้ให้เห็นว่า MPTR สามารถรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุเช่นนี้ได้
MPTR สามารถใช้ในการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุและโรคอื่นๆ ได้อย่างไร? การตัดชิ้นเนื้อมาจากร่างกายของแต่ละคน แล้วนำมาเพาะเลี้ยงในจานผ่าน MPTR จากนั้น ก็นํากลับเข้าสู่ร่างกายเพื่อรักษาเนื้อเยื่อที่เสียหาย ตัวอย่างเช่น เซลล์ผิวที่อ่อนเยาว์ อาจถูกนํากลับคืนสู่แผลของแต่ละบุคคล เพื่อช่วยการสมานบาดแผลที่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม เพื่อให้วิธีนี้ได้ผล จะต้องมีการปรับเปลี่ยน เนื่องจาก Yamanaka factors มีศักยภาพที่จะทําให้เกิดเนื้องอกขึ้นมาได้ ดังนั้นเรื่องที่ต้องศึกษาวิจัยต่อ ได้แก่ อายุที่จะเริ่มทำ MPTR ให้ได้ผลดีและถ้าทำ MPTR หลายรอบ สามารถเพิ่มความอ่อนเยาว์ได้มากขึ้นอีก ถ้าทำสิ่งที่กล่าวมานี้ได้สำเร็จ การบําบัดด้วยโปรแกรมเซลล์ใหม่ น่าจะมีอนาคตที่สดใสทีเดียว
ดร. Wolf Reik ผู้เขียนอาวุโสกล่าวว่า "งานนี้มีความหมายที่น่าตื่นเต้นมาก ในที่สุดเราก็สามารถระบุยีนที่ช่วยย้อนวัยได้ โดยไม่ต้องตั้งโปรแกรมใหม่ และกําหนดเป้าหมายเฉพาะ เพื่อลดผลกระทบของความแก่ชรา นี่เป็นการค้นพบที่มีค่ามาก ซึ่งสามารถเปิดโลกใหม่ในการรักษาได้อย่างน่าทึ่ง"
อ้างอิง -
Gill D, Parry A, Santos F, Okkenhaug H, Todd CD, Hernando-Herraez I, Stubbs TM, Milagre I, Reik W. Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming. Elife. 2022 Apr 8;11:e71624. doi: 10.7554/eLife.71624. Epub ahead of print. PMID: 35390271.
#drbunlue #NMP #NMN #NAD #ChapaGroupAndMadePhuwiang #ย้อนวัยไปกับ_drbunlue #antiaging #ชะลอวัย #สุขภาพดี #tiktokสุขภาพ #ลืมป่วย #healthy #healthycare #healthyfood #ดูแลสุขภาพ #มณีแดง #RedGem #EpigeneticReprogramming #ย้อนวัย #CellulaReprogramming
Comments