Stem Cell Cryopreservation Center Thailand - ศูนย์เก็บรักษาสเต็มเซลล์ ประเทศไทย - Stem Cell Consultant


10 เหตุผลที่ควรรู้ ในการเลือกใช้สเต็มเซลล์

บทความ โดย น.สพ. ศุภเสกข์ ศรจิตติ

ปัจจุบัน สเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดได้ถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคหลายชนิด อาทิเช่น โรคเลือดต่างๆ โรคทางพันธุกรรมบางชนิด และยังมีการทดลองนำไปใช้รักษาโรคมากมายที่การแพทย์ปัจจุบันยังรักษาได้ไม่ดีพอ เช่น โรคทางระบบประสาท โรคหัวใจขาดเลือด โรคเบาหวาน โรคตับ และอื่นๆอีกมากมาย แต่การจะนำเซลล์ต้นกำเนิดไปใช้นั้น นักวิจัยและแพทย์จำเป็นที่จะต้องรู้คุณสมบัติพื้นฐานของเซลล์ต้นกำเนิด และข้อที่ต้องคำนึงต่างๆเพื่อความปลอดภัย และถูกต้องในการนำไปใช้


การเลือกใช้เซลล์ต้นกำเนิด และสิ่งที่ควรคำนึง


1). ชนิดของเซลล์ต้นกำเนิด นักวิจัยหรือแพทย์จะต้องคำนึงถึงข้อดี ข้อเสีย ของการเลือกใช้ระหว่าง เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน (Embryonic Stem Cell, ES) กับเซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อที่โตเต็มวัย (Adult Stem Cell, AS) ซึ่งการนำไปใช้นั้นเราอาจไม่สามารถควบคุมการเพิ่มจำนวน รวมถึงการที่มันจะกลายเป็นเซลล์ชนิดอื่นๆที่เราไม่ต้องการ และอาจเป็นตัวก่อให้เกิดมะเร็งตามมาในอนาคตหลังจากการปลูกถ่ายได้ หากเราเลือกใช้ เซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อที่โตเต็มวัยแล้ว ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแปลงตัวเองให้เป็นเซลล์ชนิดต่างๆก็จะน้อยกว่าการใช้ ES แต่โอกาสในการพัฒนาเป็นเซลล์มะเร็งก็จะน้อยกว่าตามไปด้วย นอกจากนี้การเลือกใช้ AS จะต้องคำนึงถึงชั้นที่เป็นต้นกำเนิด (Germ layer) ของ AS เพื่อประสิทธิผลในการนำไปใช้


รูปแสดง เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน



รูปแสดง เซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อที่โตเต็มวัย


2). ชั้น Germ layer เป็นที่รู้กันดีว่า germ layer ประกอบด้วย 3 ชั้น คือ Ectoderm , Mesoderm และ Endoderm ดังนั้นเซลล์ที่มาจากชั้นเดียวกันย่อมมีโอกาสเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์ในชั้นนั้นๆได้ง่ายกว่า เช่น เรารู้ว่า ผิวหนังเป็นเนื้อเยื่อที่มาจากชั้น Ectoderm ดังนั้นเซลล์ต้นกำเนิดที่ได้จากผิวหนังก็ย่อมสามารถเปลี่ยนแปลงตัวเองให้เป็นเซลล์อื่นๆที่อยู่ในชั้น Ectoderm ได้ เมื่อถูกเหนี่ยวนำและให้อยู่ในสภาวะแวดล้อมที่เหมาะสมกับเซลล์ที่เราต้องการให้มันเป็น เช่นเซลล์ต้นกำเนิดจากผิวหนังเปลี่ยนให้เป็นเซลล์ประสาท เซลล์ต้นกำเนิดจากตับอ่อนเปลี่ยนให้เป็นเซลล์ตับ เป็นต้น กรณีนี้จะยกเว้นการใช้ Mesenchymal stem cell (MSC) เนื่องจาก MSC นั้นจะมีคุณสมบัติที่อยู่เหนือ Germ layer ทั้ง 3 ชั้นจึงมีโอกาสพัฒนากลายเซลล์ต่างๆได้ง่ายกว่าเซล์ต้นกำเนิดอื่นๆ



3). การเลือกบริเวณที่จะเก็บเซลล์ต้นกำเนิด Adult Stem Cell สามารถเก็บได้จากหลายที่ เช่น เลือด (Peripheral blood),ไขกระดูก (Bone Marrow) , ไขมัน (Fat tissue) , เลือกจากสายสะดือ (Cord blood) ฟันน้ำนม (Baby teeth) เป็นต้น ซึ่งถึงแม้ว่าจะเป็นเซลล์ต้นกำเนิดชนิดเดียวกันก็จริง แต่อาจให้ผลในการปลูกถ่ายที่แตกต่างกัน เช่น เซลล์ต้นกำเนิดจากไขมันบริเวณสะโพกจะพัฒนาไปเป็นเซลล์กระดูกได้ดีกว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากไขมันที่ได้จากหน้าท้องเป็นต้น

รูปแสดงการทดลองเพาะเซลล์กระดูกเป็นเวลา 3 สัปดาห์จากเซลล์ต้นกำเนิดจากไขมัน โดยเปรียบเทียบระหว่างไขมันจากหน้าท้อง และไขมันจากสะโพก โดยการดูจาก Alkaline phosphatase-positive colony-forming unit (CFU-AP) , (Cytotherapy (2007) Vol. 9, No. 5, 459_ 467)


4). การเลือกวิธีการเก็บเซลล์ต้นกำเนิด (Procedure) หากเซลล์ต้นกำเนิดที่เราต้องการเก็บอยู่ในเนื้อเยื่อที่ยังต้องมีการแยกอีกทีหนึ่ง เช่น ไขมัน การเลือกวิธีการเก็บ เช่น การใช้เข็มเจาะดูดไขมัน การใช้เครื่องอัลตราโซนิกดูดไขมัน การผ่าตัดเอาชิ้นไขมัน วิธีเหล่านี้จะมีผลต่อเซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ในไขมันทั้งสิ้น ถึงแม้ว่าตัวเซลล์ไขมันจะไม่แตกก็ตาม

รูปแสดง ปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดจากไขมันที่ผ่านการเอาไขมันออกด้วยวิธีที่แตกต่างกัน
RS : Resection
T-LS : Tumescent Liposucton
US-LS : Ultrasound Liposuction (Cytotherapy (2006) Vol. 8, No. 2, 166_/177)


5). ความจำเป็นในการใช้ยากระตุ้นการหลั่งของเซลล์ต้นกำเนิด (Mobilization) เซลล์ต้นกำเนิดนั้นจะพบมากในเม็ดเลือดขาวชนิดที่มีนิวเคลียสเดียว หรือที่เรียกว่า Mononuclear cell (MNC) แต่ใน MNC นี้ก็จะประกอบไปด้วยเซลล์ชนิดต่างๆ 7 ชนิด คือ T cell , B cell , Macrophage, Dendritic cell, NK cell, Monocyte และ Stem cell และเซลล์ต้นกำเนิดจะอยู่ในรูปของตัวอ่อนของ MNC ดังนั้นการกระตุ้นการหลั่งของเซลล์ต้นกำเนิดจึงสำคัญมาก ปัจจุบันการเลือกใช้ยากระตุ้นการหลั่งของสเต็มเซลล์จากไขกระดูกไปสู่กระแสเลือด เรานิยมใช้ยากระตุ้นการหลั่งของเม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า Granulocyte Colony Stimulating Factor (G-CSF) และ Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor (GM-CSF) ซึ่งผลของ G-CSF ดีกว่า GM-CSF และการแบ่งยาฉีดออกเป็น 2 ครั้งต่อวัน จะได้ผลที่ดีกว่าฉีดวันละครั้งในขนาดยาที่เท่ากัน นอกจากนี้แพทย์ควรศึกษาผลข้างเคียงของการใช้ยานี้ รวมถึงประเมินสภาพผู้ป่วย โดยเฉพาะอวัยวะที่ผลิตเลือด เช่น ม้าม และไขกระดูก ซึ่งอาจได้รับผลกระทบโดยตรงจากยา รวมทั้งจำเป็นที่จะคอยตรวจระดับเม็ดเลือดขาวในกระแสเลือดเพื่อปรับโดสยา และไม่ให้สูงจนเกินไปจนส่งผลอันตรายต่อตัวผู้ป่วย

6). การทำให้เซลล์ต้นกำเนิดมีความบริสุทธิ์ (Purification) นักวิจัยและแพทย์ควรให้ความสำคัญกับการแยกเซลล์ต้นกำเนิดให้บริสุทธิ์ และไม่ควรมองข้ามความปลอดภัยในการนำไปใช้หากไม่ได้ทำให้เซลล์ที่จะนำไปใช้บริสุทธิ์เสียก่อน ยกตัวอย่างเช่น การนำเซลล์ต้นกำเนิดที่ได้จากไขกระดูกไปรักษาโรคหัวใจ เราอาจพบว่ากล้ามเนื้อหัวใจที่ได้รับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเกิดมีแคลเซียม หรือที่เรียกว่า calcification ได้ ซึ่งส่งผลให้การรักษาไม่ได้ผลและอาจเกิดผลเสียตามมา การทำให้บริสุทธิ์ทำให้เราสามารถเลือกเซลล์จำเพาะ (selected) ได้ตรงต่ออวัยวะเป้าหมายที่เราต้องการได้มากยิ่งขึ้น การทำให้บริสุทธิ์นั้นปัจจุบันเราใช้ marker เป็นตัวจับกับเซลล์ต้นกำเนิดเพื่อทำการแยกชนิด เช่น เราใช้ CD 133 ในการรักษาโรคหัวใจ โรคตับ โรคทางประสาท, CD 34 ในการรักษาโรคเลือด เป็นต้น การทำให้เซลล์ต้นกำเนิดบริสุทธิ์ก่อนนำไปใช้จะส่งผลให้เซลล์นั้นมีศักยภาพที่สูงกว่า มีความปลอดภัยในการใช้มากกว่า ปริมาณเซลล์ที่นำไปปลูกถ่ายมีปริมาณที่น้อยกว่ามาก แต่มีความเข้มข้นเซลล์จำเพาะที่ต้องการมากกว่าถึง 1200 เท่า และที่สำคัญจะพบเซลล์ในอวัยวะเป้าหมายหรือที่เรียกว่าการ Homing สูงกว่าถึง 10 - 15 เท่า เมื่อเทียบกับการไม่แยกให้บริสุทธิ์

รูปแสดงการเกิด Calcification (บริเวณลูกศรชี้) หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ได้ทำให้บริสุทธิ์ (Yoon, Losordo, et al. Circulation 2004;109:3154-3157 Tuft University, Boston, MA)



7). ระยะเวลาและอุณหภูมิ ไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนการเก็บเซลล์ต้นกำเนิด และขั้นตอนการขนส่ง เวลา และอุณหภูมิจะมีผลโดยตรงต่อปริมาณเซลล์ที่มีชีวิตอยู่ (Cell viability) อุณหภูมิที่สูง ระยะเวลาที่นานก่อนการแช่แข็งจะส่งผลให้เซลล์ตาย อุณหภูมิที่แนะนำในการขนส่งและเก็บเบื้องต้นก่อนควรอยู่ที่ 4 องศาเซลเซียส และควรส่งถึงห้องปฏิบัติการใน 24 ชั่วโมงหรือให้เร็วที่สุด การทิ้งไว้ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เซลล์ที่มีชีวิตจะลดลงประมาณ 50 % ในระยะเวลา 72 ชั่วโมง แต่หากเราทิ้งเซลล์ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส ปริมาณเซลล์ที่มีชีวิตจะตายหมดภายใน 30 ชั่วโมง นอกจากนี้เซลล์ที่เก็บไม่ควรผ่านรังสีเอกซเรย์ ในห้องปฏิบัติการควรมีอุณหภูมิห้องระหว่างกระบวนการปฏิบัติการอยู่ที่ไม่เกิน 25 องศาเซลเซียส มิฉะนั้นปริมาณเซลล์ที่มีชีวิตที่ได้หลังจากการแยกให้บริสุทธิ์ก็จะมีปริมาณที่ลดลงด้วยเช่นกัน

รูปแสดงอุณหภูมิและระยะเวลาที่มีผลต่อการมีชีวิตของเซลล์ (Cytotherapy (2006) Vol. 8, No. 2, 158_/165)


8). การเลือกตำแหน่งที่จะฉีดเซลล์ต้นกำเนิด (Administration) การเลือกตำแหน่งที่ฉีดนั้นสำคัญต่อเปอร์เซ็นต์การ Homing ที่อวัยวะเป้าหมายเป็นอย่างมาก การเลือกตำแหน่งที่ฉีดที่ไม่เหมาะสม อาจส่งผลให้เซลล์ไม่สามารถไปรักษา หรือลดประสิทธิภาพของการรักษาลงไป เมื่อจะทำการฉีดเซลล์แพทย์จะต้องคำนึงถึงหลักกายวิภาค เส้นเลือดใดที่จะไปเลี้ยงอวัยวะเป้าหมายนั้นๆ ปัจจุบันหลายโรคที่ยังเป็นข้อถกเถียงถึงตำแหน่งที่ฉีด ยกตัวอย่างเช่น การฉีดรักษาโรคหัวใจแพทย์อาจเลือกฉีดได้ตั้งแต่ หลอดเลือดดำที่เข้าหัวใจ (Intra coronary) ฉีดเข้าโดยตรงที่ตำแหน่งหัวใจขาดเลือด (Local area) กรณีการรักษาตับแพทย์อาจเลือกฉีดเข้าหลอดเลือดดำทั่วไป (Intravenous) หรือเข้าที่ Hepatic portal vein ก็ได้ กรณีไขสันหลังแพทย์อาจเลือกฉีดบริเวณตำแหน่งที่เป็นรอยโรค หรืออาจฉีดเข้าหลอดเลือดแดง (Intra artery) ที่ไปเลี้ยงเส้นประสาทบริเวณนั้นๆ หรืออาจฉีดเข้าบริเวณ Epidural space ก็ได้ แต่ถึงอย่างไรก็ตามการฉีดในตำแหน่งที่แตกต่างกัน ผลที่ได้ก็อาจไม่เท่ากันเนื่องจากปัจจัยอื่นๆประกอบ เช่น ตัวผู้ป่วยอาจมีบาดแผลบริเวณอื่นๆทำให้เซลล์ต้นกำเนิดต้องแบ่งไปรักษา ปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดที่ฉีดอาจไม่เพียงพอ เป็นต้น ทั้งนี้จึงควรมีการศึกษาวิจัยถึงตำแหน่งที่ใช้ฉีดเซลล์ให้มากยิ่งขึ้นเพื่อประโยชน์ในการรักษาต่อไป

9). การเพิ่มจำนวนของเซลล์ต้นกำเนิด (Expansion) การเพาะเลี้ยงเพิ่มจำนวนมีความสำคัญมากในกรณีที่เราเก็บเซลล์ต้นกำเนิดมาได้น้อย การเพิ่มจำนวนจำเป็นต้องอาศัยน้ำยาเลี้ยงเชื้อซึ่งมีส่วนประกอบทั้งสารเคมีและโปรตีนที่ได้จากสัตว์ จึงควรที่ระวังการปนเปื้อน แลการติดเชื้อในจุดนี้ด้วย นอกจากนี้แล้วยังมีคำถามที่ต้องตอบก็คือ จำเป็นแค่ไหนที่ต้องเพิ่มจำนวน เซลล์ที่ถูกเลี้ยงใน In vitro เราจะพบว่าเซลล์จะพักอยู่ในระยะ G0 น้อยมากเมื่อเทียบกับใน In vivo ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ศักยภาพของเซลล์ที่ผ่านการเพาะเลี้ยงเพื่อเพิ่มจำนวนจะด้อยกว่าเซลล์ที่มีอยู่จริงในร่างกาย การนำไปใช้จริงจึงอาจต้องใช้โดสในการปลูกถ่ายที่สูงขึ้น และสิ่งที่ต้องระวังมากที่สุดคือ เราจะแน่ใจได้อย่างไรว่าเซลล์ที่เราเลี้ยงจะไม่เพิ่มจำนวนจนก่อให้เกิดมะเร็งตามมา โดยปกติในร่างกายจะมีจุด Check point 2 จุด ในกระบวนการ Cell Cycle นั่นก็คือ G1/S และ G2/M Checkpoint ก็ตามแต่ก็อาจมีเซลล์ที่แบ่งตัวผิดปกติและหลุดรอดจากจุด Check point ทั้ง 2 จุดได้เช่นกัน ดังนั้นการเพิ่มจำนวนจึงควรมีการศึกษาวิจัยที่มากกว่านี้

10). มาตรฐานห้องปฏิบัติการ ถือเป็นสิ่งที่สำคัญมาก เพราะสิ่งนี้หมายถึงความปลอดภัยตลอดขั้นตอนการทำงานทุกขั้นตอน ดังนั้นควรอยู่ภายใต้มาตรฐาน Good Manufacturing Practice (GMP) หรือ Good Laboratory Practice (GLP) หรือเทียบเท่า รวมถึงอุปกรณ์เครื่องมือ น้ำยา ชุด kits ที่ได้รับรองมาตรฐาน และผ่านการรับรองให้ใช้ในการทดลอง (Research grade) หรือใช้ในผู้ป่วยจริง (Clinical grade) ปัจจุบันเทคโนโลยีได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว แต่สิ่งหนึ่งที่นักวิจัยและแพทย์ควรตระหนักก็คือ “ความปลอดภัย” เมื่อต้องนำไปใช้ในการรักษาจริง เทคโนโลยีด้านสเต็มเซลล์ถึงแม้จะเป็นนวัตกรรมใหม่ที่จะนำมาใช้ในการรักษาโรค แต่ก็ควรจะได้รับการศึกษาวิจัยเพื่อพัฒนาให้ดียิ่งๆขึ้นไป