ห้องแล็บออสเตรียสร้าง 'สมองขนาดเล็ก'จากสเต็มเซลล์ ใช้ทดลองโรค

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันชีวเทคโนโลยีระดับโมเลกุล กรุงเวียนนา สร้างสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า 'สิ่งคล้ายอวัยวะสมอง' (cerebral organoids) จากสเต็มเซลล์ที่แปลงจากเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ ช่วยให้สามารถวิเคราะห์สาเหตุของโรคต่างๆ ที่มาจากสมอง หรือเกิดจากความผิดปกติของพัฒนาการสมองตั้งแต่ในครรภ์ได้

28 ส.ค. 2013 นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันชีวเทคโนโลยีระดับโมเลกุลในกรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย สามารถสร้าง 'สมองขนาดเล็ก'จากเซลล์ผิวหลังของมนุษย์ได้เป็นผลสำเร็จ โดยมีขนาดน้อยกว่า 4 มิลลิเมตรซึ่งนักวิจัยบอกว่ามีขนาดเท่ากับสมองของตัวอ่อนในครรภ์ที่มีอายุประมาณ 9 สัปดาห์ และเป็นครั้งแรกของพวกเขาที่สามารถสร้างสมองที่มีลักษณะโครงสร้างสามมิติซับซ้อนคล้ายสมองของตัวอ่อนจริง

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์พยายามปลูกเนื้อเยื่อสมองในห้องทดลองและพยายามเน้นขยายเซลล์ประสาทในรูปแบบสองมิติบนจานทดลองแบนที่มีสารอาหารอยู่ แต่ในการทดลองล่าสุดพวกเขาได้ใช้สารอาหารเป็นเจลหยดบนวัสดุโครงร่างรองรับเซลล์ (scaffold) แบบสามมิติ จนทำให้เซลล์สมองเติบโตเป็นอวัยวะขนาดเล็ก

นักวิทยาศาสตร์เรียกสมองที่สร้างขึ้นนี้ว่า 'สิ่งคล้ายอวัยวะสมอง' (cerebral organoids) และเน้นย้ำว่าโครงสร้างตัวนี้ยังห่างไกลกับสมองจริงของคนที่มีความสามารถรับรู้การมีอยู่ของตัวเอง พวกเขาบอกว่าการพัฒนาไปไกลถึงขั้นนั้นเป็นเรื่องผิดจรรยาบรรณ

"พวกเราไม่ได้มีเป้าหมายในการสร้างสมองที่มีโครงสร้างซับซ้อนกว่านี้ การสร้างให้ใหญ่จึงไม่เป็นประเด็นสำหรับพวกเรา สมองแค่นี้ก็มีความซับซ้อนอยู่มากพอสมควร ในกรณีนี้ขนาดไม่ใช่เรื่องสำคัญ"เจอเกน นอบลิช จากสถาบันชีวเทคโนโลยีฯ กล่าว

สมองเล็กถูกสร้างจากเซลล์ผิวหนังของมนุษย์และถูกแปลงให้เป็นสเต็มเซลล์ด้วยเทคนิควิธีการดัดแปลงวิศวพันธุกรรม จนกลายเป็นเซลล์ต้นตอที่เรียกว่า 'induced pluripotent stem (iPS)'แล้วนำมาเสริมด้วยสารเคมีกระตุ้นและสารอาหารเพื่อให้พัฒนาเป็นเซลล์สมองที่มีโครงสร้างพื้นฐานของสมองตัวอ่อนเช่นส่วนของ ซีรีบรัล คอร์เทกซ์ (Cerebral cortex)

นอบลิชกล่าวว่า ส่วนคล้ายอวัยวะสมองนี้ทำให้สามารถทราบสาเหตุของอาการ 'ศีรษะเล็ก (microcephaly)'ซึ่งเป็นอาการของสมองที่ไม่สามารถเติบโตได้ในขนาดปกติตั้งแต่ในครรภ์มารดา นอกจากนี้ ยังสามารถนำมาช่วยวิจัยเรื่องโรคออทิซึม และโรคจิตเภท ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานผิดพลาดของสมองอย่างหาสาเหตุไม่ได้ตั้งแต่ในช่วงพัฒนาการแรกเริ่ม

นอบลิชบอกว่า ก่อนหน้านี้มีการสร้างอวัยวะเทียมต่างๆ ของมนุษย์ เช่น ดวงตา ต่อมใต้สมองหรือต่อมพิทูอิทารี และ ตับ แต่การสร้างส่วนคล้ายสมองเช่นนี้ก็สามารถนำมาศึกษาเรื่องพัฒนาการของสมอง วิเคราะห์การทำงานของยีนในมนุษย์ หรือแม้กระทั่งวิจัยเรื่องโรคได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้ทดลองยาแทนการใช้สัตว์ทดลองได้ด้วย

เซลล์ผิวหนังที่ถูกนำมาใช้สามารถถูกแปลงเป็นเนื้อเยื่อตัวอ่อนที่เรียกว่า 'นิวโรเอ็กโทเดิร์ม'ซึ่งสามารถสร้างส่วนประกอบของสมองและระบบประสาทได้ โดยนักวิจัยพบว่าส่วนคล้ายอวัยวะของผู้ป่วยอาการศีรษะเล็กจะไม่สามารถเติบโตได้เร็วเท่าส่วนคล้ายอวัยวะของคนอื่นๆ ซึ่งสามารถรักษาได้โดยการนำยีนที่ผิดพลาดซึ่งทำให้เกิดอาการผิดปกติออกไป

เรื่องนี้มีทั้งนักวิจัยทางการแพทย์และผู้เชี่ยวชาญด้านสเต็มเซลล์กล่าวสนับสนุน โดยกล่าวไปในทางเดียวกันว่าการสร้างส่วนคล้ายสมองที่มีความซับซ้อนนี้นำมาใช้วิจัยเรื่องโรค และความผิดปกติทางพัฒนาการของระบบประสาทได้

เรียบเรียงจาก

Scientists ‘grow’ a brain in a laboratory for the first time, The Independent, 28-08-2013
http://www.independent.co.uk/news/science/scientists-grow-a-brain-in-a-laboratory-for-the-first-time-8788148.html