นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าขาที่หายไปของกบงอกขึ้นใหม่ด้วยค็อกเทลเคมี
กบไม่เหมือนกับ
ญาติของซาลาแมนเดอร์ ที่ไม่สามารถงอกแขนขาที่หายไปได้ แต่การทดลองใหม่ที่น่าสนใจชี้ให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่กบจะขยายส่วนของร่างกายที่หายไปบางส่วนภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
บทความที่ตีพิมพ์ในวันนี้ใน Science Advances อธิบายถึงการรักษาแบบใหม่ที่ทำให้กบเล็บแอฟริกัน ( Xenopus laevis ) เติบโตบางส่วนของขาหลังที่ถูกตัดออกได้ การรักษาประกอบด้วยยา 5 ชนิดและอุปกรณ์สวมใส่ที่เรียกว่า “BioDome” ผลการวิจัยพบ ว่า การสัมผัสกับสารเคมีค็อกเทลนี้ เพียง 24 ชั่วโมง ช่วยให้ระยะเวลาในการฟื้นฟูเกิดขึ้นใหม่ได้ยาวนานถึง 18 เดือน นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยทัฟส์และสถาบัน Wyss ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด
Nirosha Murugan ผู้เขียนบทความฉบับแรกและนักวิจัยของ Tufts กล่าวว่า "เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่เห็นว่ายาที่เราเลือกกำลังช่วยสร้างแขนขาที่เกือบจะสมบูรณ์" “ความจริงที่ว่าต้องใช้เพียงการสัมผัสยาชั่วครู่เพื่อให้เกิดกระบวนการฟื้นฟูนานหลายเดือนแสดงให้เห็นว่ากบและบางทีสัตว์อื่น ๆ อาจมีความสามารถในการงอกใหม่ที่อยู่เฉยๆซึ่งสามารถกระตุ้นให้เกิดการกระทำได้”
เป็นความสำเร็จที่น่าตื่นเต้น เนื่องจากแสดงให้เห็นว่าสัตว์ที่ไม่สามารถสร้างใหม่ได้เองภายใต้ เงื่อนไขบางประการ สามารถฟื้นฟูแขนขาที่สูญเสียไป และอาจรวมถึงส่วนอื่นๆ ของร่างกาย เช่น อวัยวะและเนื้อเยื่อ กลยุทธ์ที่แน่นอนนี้ อาจใช้ไม่ได้กับมนุษย์ แต่เอกสารฉบับใหม่นี้สามารถให้ข้อมูลการศึกษาในอนาคตโดยหวังว่าจะพัฒนาสิ่งที่คล้ายคลึงกันสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ที่กล่าวว่างานวิจัยใหม่ นี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นมาก ซึ่งต้องใช้การทำงานมากขึ้นเพื่อยืนยันผลลัพธ์และเพื่ออธิบายกลไกที่รับผิดชอบสำหรับการฟื้นฟูที่สังเกตได้ได้ดีขึ้น
ซาลาแมนเดอร์ ปลาดาว ปู และกิ้งก่าบางชนิดสามารถฟื้นฟูส่วนต่างๆ ของร่างกายที่สูญหายได้ แต่ไม่ใช่กบ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมก็เช่นกัน แม้ว่า
ตับของมนุษย์จะสามารถเติบโตเป็นขนาดเต็มได้ แม้ว่าจะกำจัดไปแล้ว 90% ของตับแล้วก็ตาม และตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ ในปี 2019 เรายังมีความสามารถในการสร้างกระดูกอ่อนที่ได้รับบาดเจ็บหรือทำงานหนักเกินไปในข้อต่อของเรา สำหรับนิ้วที่หายไปหรือขาทั้งขาขึ้นใหม่นั้นเป็นไปไม่ได้เนื่องจากการรักษาบาดแผลในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นอย่างไร ส่วนใหญ่ การบาดเจ็บของเราจะถูกปกคลุมไปด้วยเนื้อเยื่อแผลเป็น ซึ่งช่วย
ปกป้อง
พวกเขาจากการติดเชื้อหรือความเสียหายเพิ่มเติม
Michael Levin ผู้เขียนร่วมของการศึกษาใหม่และนักชีววิทยาที่ Tufts ได้ใช้เวลามากกว่า 20 ปีในการพยายามทำความเข้าใจว่ากลุ่มเซลล์ตัดสินใจอย่างไรเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขากำลังจะสร้างขึ้น งานวิจัยนี้มีความสำคัญ เนื่องจากข้อมูลเชิงลึกที่ได้อาจนำไปสู่การรักษาความพิการแต่กำเนิด มะเร็ง การบาดเจ็บที่บาดแผล ความชรา และอาจเป็นไปได้ว่าการสร้างเนื้อเยื่อและแขนขาขึ้นใหม่
“ผู้คนทำงานเกี่ยวกับการฟื้นฟูแขนขามาเป็นเวลานาน โดยศึกษาสัตว์อย่างซาลาแมนเดอร์ที่สร้างอวัยวะขึ้นมาใหม่” เลวินอธิบายให้ฉันฟังในอีเมล "แนวทางของเราแตกต่างจากวิธีอื่นๆ ที่มุ่งเน้นไปที่การปลูกถ่ายสเต็มเซลล์หรือการแก้ไขจีโนม: แทนที่จะพยายามจัดการกระบวนการแบบไมโคร เรามองหาสัญญาณสั้น ๆ ที่จะโน้มน้าวให้เซลล์เริ่มทำสิ่งที่พวกเขาทำอยู่แล้วในการพัฒนาตัวอ่อน"
ในการทำสิ่งนี้ที่น่าเชื่อ Levin และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ปรุงยาอายุวัฒนะที่ประกอบด้วย ยา 5 ชนิด ซึ่งช่วยเพิ่มการงอกขยายของเซลล์โดยรวม ลดการอักเสบ ผลักเซลล์เข้าสู่โหมดการซ่อมแซม ยับยั้งการผลิตคอลลาเจน (ซึ่งอาจนำไปสู่การก่อตัวของแผลเป็น) และอำนวยความสะดวกในการเจริญเติบโตของ เส้นใยประสาท หลอดเลือด และกล้ามเนื้อ
สำหรับการทดลอง ทีมงานได้ตัดขาหลัง ของกบเล็บแอฟริกันเพศเมีย 115 ตัว ในแง่ของจริยธรรมที่เกี่ยวข้อง Levin กล่าวว่าทีมของเขามี "โปรโตคอลที่กว้างขวางซึ่งได้รับอนุมัติจากคณะกรรมการสัตวแพทย์และผู้เชี่ยวชาญด้านสัตว์น้ำ" และ ใช้ยาระงับความรู้สึกทั่วไปเพื่อลดความทุกข์ “การเคารพสัตว์เป็นหัวใจสำคัญของงานทั้งหมดของเรา” เขากล่าวเสริม
ส่วนผสมของค็อกเทลเคมีมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จ แต่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพก็ เช่นกัน อุปกรณ์สวมใส่ได้ยับยั้งกระบวนการปิดตอตามปกติ และสนับสนุนการสร้างแขนขาขึ้นใหม่แทน การใช้ BioDome ช่วย "เลียนแบบสภาพแวดล้อมที่เหมือนน้ำคร่ำซึ่งควบคู่ไปกับยาที่ถูกต้องช่วยให้กระบวนการสร้างใหม่ดำเนินไปโดยปราศจากการแทรกแซงของเนื้อเยื่อแผลเป็น" David Kaplan ผู้เขียนร่วมของการศึกษาและวิศวกรของ Tufts กล่าวในแถลงการณ์
แขนขาต้องใช้เวลาหลายเดือนกว่าจะงอกใหม่ แต่ผลลัพธ์ก็น่าทึ่ง ขาหลังที่สร้างขึ้นใหม่นั้นเกือบจะทำงานได้อย่างสมบูรณ์ โดยมีโครงสร้างกระดูกและเนื้อเยื่อภายในที่คล้ายคลึงกัน (รวมถึงเซลล์ประสาท) เมื่อเทียบกับขาหลังดั้งเดิม กบได้งอกใหม่หลายนิ้วแม้ว่าจะไม่มีกระดูกก็ตาม ในการทดสอบ กบจะว่ายในน้ำตามแบบฉบับของพวกมัน และยังมีปฏิกิริยา เมื่อขาที่งอกใหม่ถูกสะกิด
"ข้อมูลโดยรวมของเราชี้ให้เห็นว่าการแทรกแซงที่กำหนดเป้าหมายไว้ในช่วงต้นอาจเปลี่ยนภาระของการฟื้นฟูแขนขาเองโดยเลี่ยงการพึ่งพากลยุทธ์การรักษาในระยะยาวเช่นการใช้เซลล์ต้นกำเนิด การรักษาต่อเนื่องและวิธีการอื่น ๆ ของการจัดการขนาดเล็กแบบถาวรของการเจริญเติบโตและรูปแบบการบูรณะ ” เขียนนักวิทยาศาสตร์ในกระดาษของพวก เขา
เนื่องจากกบและมนุษย์แตกต่างกันมากในด้านชีววิทยาของพวกมัน ฉันจึงถามเลวินว่าการค้นพบนี้แปลผลสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้อย่างไร
“สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกตัวมีกลไกควบคุมทางกายวิภาคที่สำคัญ หากซาลาแมนเดอร์สามารถงอกใหม่ได้ มันก็เป็นไปได้สำหรับเราเช่นกัน” เขาตอบ “เราอาจจำเป็นต้องปรับ B ioD ome และค็อกเทล และแน่นอนว่าเรายังไม่พร้อมสำหรับการทดลองในมนุษย์ แต่ฉันคิดว่านี่คือหนทางสู่การฟื้นฟูทางการแพทย์ในที่สุด และไม่ใช่แค่สำหรับแขนขาเท่านั้น—ไม่มีอะไรในค็อกเทลที่จำเพาะต่อแขนขา แต่เป็นสัญญาณที่บอกให้เซลล์เติบโตในสิ่งที่ปกติจะไปที่นั่น”
ในแง่ของขั้นตอนต่อไป ทีมงานวางแผนที่จะทดสอบค็อกเทลใหม่ในหนู จากนั้นจึงปรับส่วนผสมให้เหมาะสมตามต้องการ
นักวิจัยคาดการณ์ว่ากระบวนการทางโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของตัวอ่อนถูกกระตุ้นโดยการรักษา แต่การวิจัยในอนาคตควรตรวจสอบเพิ่มเติม คงจะดีถ้าเห็นนักวิจัยคนอื่นๆ ทำซ้ำผลลัพธ์เหล่านี้ และเจาะลึกลงไปในกระบวนการสร้างใหม่ที่เกี่ยวข้อง เป็นการเริ่มต้นที่สดใสและเป็นทิศทางใหม่ที่น่าตื่นเต้นสำหรับการวิจัยในอนาคต
เพิ่มเติม : มนุษย์มีความสามารถ 'เหมือนซาลาแมนเดอร์' ในการสร้างส่วนของร่างกายที่เสียหาย ขึ้นใหม่
