กิ้งก่าแอกโซลอเติล (ภาพถ่าย: Getty)
การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน วารสาร Nature Communications เปิดเผยความลับทางโมเลกุลเบื้องหลังความสามารถอันน่าอัศจรรย์ของแอกโซลอเติลในการสร้างแขนขาใหม่
ที่น่าแปลกใจที่สุดคือสารประกอบหลักในกระบวนการนี้คือกรดเรตินอยด์ ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของวิตามินเอที่คุ้นเคยและมักพบในยารักษาสิว
แอกโซลอเติล ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตแปลกประหลาดที่อาศัยอยู่ในทะเลสาบน้ำจืดในประเทศเม็กซิโก ถือเป็นหัวข้อการศึกษาวิจัยที่น่าสนใจในสาขาชีววิทยาการฟื้นฟูมาอย่างยาวนาน
ต่างจากมนุษย์ เมื่อสูญเสียแขนขาไป แอกโซลอเติลสามารถงอกแขนขาใหม่ได้ทั้งแขน ตั้งแต่กระดูก ข้อต่อ หลอดเลือด ไปจนถึงเส้นประสาท ซึ่งไม่ใช่เรื่องแปลกสำหรับสัตว์บางชนิด แต่ความสามารถของแอกโซลอเติลในการสร้างแขนขาใหม่ที่ซับซ้อนได้สร้างความประหลาดใจให้กับ นักวิทยาศาสตร์ มาโดยตลอด
อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์น (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งนำโดยศาสตราจารย์เจมส์ โมนาฮาน ได้ค้นพบว่า “ปาฏิหาริย์” ทางชีวภาพนี้แท้จริงแล้วถูกควบคุมโดยระบบส่งสัญญาณโมเลกุลที่ซับซ้อน ซึ่งกรดเรตินอยด์ทำหน้าที่เป็นระบบระบุตำแหน่งเชิงพื้นที่ (GPS ทางชีวภาพ) สำหรับการสร้างเซลล์ใหม่
กรดเรตินอยด์ – จากเครื่องสำอางสู่การสร้างเนื้อเยื่อใหม่
กรดเรตินอยด์เป็นอนุพันธ์ที่ออกฤทธิ์ของวิตามินเอ มักใช้รักษาสิวและริ้วรอยบนผิวหนัง แต่การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าสารประกอบนี้ทำหน้าที่มากกว่านั้น โดยทำหน้าที่บอกเซลล์ว่าเซลล์อยู่ตรงไหนบนแกนการเจริญเติบโตของแขนขา และเนื้อเยื่อใดที่ควรสร้างที่นั่น ตั้งแต่ไหล่ไปจนถึงข้อศอกและนิ้วมือ
การกระจายตัวของความเข้มข้นของกรดเรตินอยด์ตามแกนของแขนขา – สูงที่ฐาน ต่ำที่ปลาย – ก่อให้เกิด “พิกัดทางชีวภาพ” ที่ช่วยกำหนดทิศทางกระบวนการสร้างโครงสร้างของแขนขาใหม่ได้อย่างแม่นยำเช่นเดิม
กรดเรตินอยด์เป็นอนุพันธ์ที่ออกฤทธิ์ของวิตามินเอ มักใช้ในการรักษาสิวและผิวต่อต้านวัย (ภาพ: Getty)
เอนไซม์ CYP26B1 มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ โดยช่วยสลายกรดเรตินอยด์และควบคุมการไล่ระดับความเข้มข้นของกรด เมื่อทีมวิจัยยับยั้งเอนไซม์นี้ แขนขาของซาลาแมนเดอร์ที่งอกใหม่จะเติบโตในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง โดยมีเนื้อเยื่อซ้ำซากหรือกระดูกส่วนเกิน ซึ่งบ่งชี้ว่า "GPS ของโมเลกุล" ถูกปิดใช้งาน
แม้ว่าจะใช้ CRISPR เพื่อกำจัดยีน Shox ซึ่งเป็นยีนที่ควบคุมการเจริญเติบโตของปลายแขนในสัตว์มีกระดูกสันหลัง แต่แอกโซลอเติลก็สามารถสร้างแขนขาขึ้นมาใหม่ได้ แต่ส่วนกลางของแขนกลับผิดรูปในขณะที่มือยังคงสภาพเดิม ซึ่งแสดงให้เห็นว่ายีนเหล่านี้ควบคุมส่วนต่างๆ ของแขนขาแต่ละส่วน ซึ่งเป็นการค้นพบที่สำคัญสำหรับการแพทย์ฟื้นฟู
มนุษย์สามารถงอกใหม่ได้ไหม?
ที่น่าสังเกตคือ ยีนบางส่วนที่เหมือนกับแอกโซลอเติลยังมีอยู่ในมนุษย์ด้วย ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์ในยีน Shox อาจทำให้เกิดความผิดปกติของการพัฒนาแขนขา เช่น อัมพาตครึ่งล่างหรือข้อผิดรูป สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าโปรแกรมการพัฒนาแขนขาของสัตว์ทั้งสองสายพันธุ์มีความคล้ายคลึงกัน
อย่างไรก็ตาม ตามที่ศาสตราจารย์เจมส์ โมนาฮาน (มหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์น สหรัฐอเมริกา) กล่าว ความแตกต่างไม่ได้อยู่ที่ยีน แต่อยู่ที่วิธีการตอบสนองของเซลล์ต่อสัญญาณทางชีววิทยา
ในแอกโซลอเติล การบาดเจ็บที่แขนขาสามารถกระตุ้นโปรแกรมการพัฒนาของตัวอ่อนที่สร้างเนื้อเยื่อใหม่เพื่อทดแทนส่วนที่สูญเสียไปได้ อย่างไรก็ตาม ในมนุษย์ สัญญาณเดียวกันนี้จะถูก "ตีความผิด" ว่าเป็นการบาดเจ็บที่จำเป็นต้องได้รับการซ่อมแซม ส่งผลให้เกิดเนื้อเยื่อแผลเป็น
การตอบสนองทางชีววิทยานี้เองที่ป้องกันไม่ให้มนุษย์งอกแขนขาขึ้นมาใหม่เหมือนซาลาแมนเดอร์ อย่างไรก็ตาม ศาสตราจารย์โมนาฮันเชื่อว่าหากเราสามารถสร้างสภาพแวดล้อมการส่งสัญญาณที่เหมาะสมได้ โดยทำให้เซลล์ต้นกำเนิด "รับฟัง" สัญญาณการงอกใหม่แทนที่จะตอบสนองไม่ถูกต้อง การงอกใหม่ของแขนขาทั้งหมดก็เป็นไปได้
งานวิจัยนี้เปิดโอกาสให้มีแนวทางใหม่ คือ ไม่เข้าไปยุ่งเกี่ยวกับยีนโดยตรง แต่เข้าไปควบคุมโมเลกุลส่งสัญญาณ เช่น กรดเรตินอยด์ เพื่อควบคุมพฤติกรรมของเซลล์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง แทนที่จะรีโปรแกรมจีโนม นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีที่จะพูด "ภาษาชีวภาพ" ที่เซลล์เข้าใจ
การปฏิวัติชีววิทยาฟื้นฟู
แม้ว่ามนุษย์ยังคงต้องพยายามอีกมากในการที่จะสามารถงอกแขนขาใหม่ได้เหมือนซาลาแมนเดอร์ แต่การวิจัยครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญที่พิสูจน์ให้เห็นว่าการงอกใหม่ไม่ใช่ปริศนาอีกต่อไป แต่สามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ด้วยชีววิทยาโมเลกุล
ทั่วโลก มีกลุ่มวิจัยอื่นๆ อีกมากมายที่พยายามบรรลุเป้าหมายนี้เช่นกัน กลุ่มวิจัยที่มหาวิทยาลัยทัฟต์ส (สหรัฐอเมริกา) ประสบความสำเร็จในการกระตุ้นกบโตให้งอกขาใหม่โดยใช้การบำบัดด้วยไฟฟ้าชีวภาพ
ทีมงานในออสเตรียกำลังพัฒนาแผนที่โมเลกุลที่ช่วยให้เซลล์จดจำรูปร่างเดิมของแขนขาที่หายไป ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการฟื้นฟูโครงสร้างที่แม่นยำ
ทฤษฎีวิวัฒนาการบางประการบ่งชี้ว่ามนุษย์เคยมีความสามารถในการฟื้นฟูที่สูงกว่า แต่ค่อยๆ สูญเสียความสามารถในการฟื้นฟูนั้นไปเนื่องจากการคัดเลือกเพื่อให้มีอัตราการรักษาที่เร็วขึ้นโดยใช้เนื้อเยื่อแผลเป็น ซึ่งเหมาะกับสภาวะการอยู่รอดที่เลวร้าย
แม้ว่าความฝันที่จะงอกแขนขาใหม่ยังคงอีกยาวไกล แต่การวิจัยครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญที่แสดงให้เห็นว่าความสามารถในการงอกใหม่ไม่ใช่ปริศนาอีกต่อไป แต่สามารถถอดรหัสได้ด้วยเครื่องมือทางชีววิทยาสมัยใหม่ ซึ่งอาจเป็นรากฐานสำหรับการปฏิวัติการแพทย์ฟื้นฟูครั้งใหม่ในอนาคต
ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thuoc-tri-mun-he-lo-bi-mat-giup-con-nguoi-moc-lai-tay-chan-nhu-ky-nhong-20250614072352981.htm
การแสดงความคิดเห็น (0)