ห้องปฏิบัติการปลูก 'ตาจิ๋ว' ปลดล็อกความเข้าใจภาวะตาบอดในสภาวะทางพันธุกรรมที่หายาก

นักวิจัยจาก UCL Great Ormond Street Institute of Child Health (UCL GOS ICH) ได้ปลูก 'mini eyes' ซึ่งทำให้สามารถศึกษาและเข้าใจพัฒนาการของการตาบอดในโรคทางพันธุกรรมหายากที่เรียกว่า Usher syndrome ได้ดีขึ้นเป็นครั้งแรก' ดวงตา จิ๋ว' แบบ 3 มิติ หรือที่เรียกว่าออร์แกนอยด์ เติบโตจากสเต็มเซลล์ที่สร้างจากตัวอย่างผิวหนังที่บริจาคโดยผู้ป่วยที่โรงพยาบาล Great Ormond Street Hospital for Children (GOSH) ในดวงตาที่แข็งแรง เซลล์รูปแท่ง ซึ่งเป็นเซลล์ที่ตรวจจับแสง จะจัดเรียงตัวอยู่ที่หลังดวงตาในบริเวณสำคัญที่รับผิดชอบในการประมวลผลภาพที่เรียกว่าเรตินา ในงานวิจัยนี้ซึ่งตีพิมพ์ในStem Cell Reports 1ทีมงานพบว่าพวกเขาสามารถทำให้เซลล์ร็อดจัดระเบียบตัวเองเป็นชั้นๆ ซึ่งเลียนแบบการจัดระเบียบของพวกมันในเรตินา ทำให้เกิด 'ตาจิ๋ว' 'ดวงตาจิ๋ว' เหล่านี้เป็นก้าวสำคัญ เพราะการวิจัยก่อนหน้านี้ที่ใช้เซลล์สัตว์ไม่สามารถเลียนแบบการสูญเสียการมองเห็นแบบเดียวกับที่พบในกลุ่มอาการอัชเชอร์ กลุ่มอาการอัชเชอร์เป็นสาเหตุทางพันธุกรรมที่พบได้บ่อยที่สุดของอาการหูหนวกและตาบอดร่วมด้วย ซึ่งส่งผลกระทบต่อคนประมาณ 3-10 คนใน 100,000 คนทั่วโลก เด็กที่เป็นโรคอัชเชอร์ประเภทที่ 1 มักจะหูหนวกอย่างสุดซึ้งในขณะที่สายตาของพวกเขาแย่ลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งพวกเขาตาบอดเมื่อถึงวัยผู้ใหญ่ แม้ว่าประสาทหูเทียมสามารถช่วยในการสูญเสียการได้ยินได้ แต่ปัจจุบันยังไม่มีวิธีรักษาเรตินติส พิกโมซา ซึ่งเป็นสาเหตุของการสูญเสียการมองเห็นในกลุ่มอาการอัชเชอร์ แม้ว่างานวิจัยนี้จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ขั้นตอนเหล่านี้เพื่อทำความเข้าใจกับอาการและวิธีออกแบบการรักษาในอนาคตอาจให้ความหวังแก่ผู้ที่สูญเสียการมองเห็นได้ 'ดวงตาขนาดเล็ก' ที่พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาเซลล์รับแสงจากดวงตามนุษย์ในระดับบุคคลได้อย่างละเอียดมากขึ้นกว่าเดิม ตัวอย่างเช่น การใช้การจัดลำดับ RNA เซลล์เดียวที่ทรงพลัง นับเป็นครั้งแรกที่นักวิจัยสามารถดูการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลเล็กๆ ในเซลล์รูปแท่งก่อนที่เซลล์เหล่านั้นจะตาย ด้วยการใช้ 'ตาจิ๋ว' ทีมค้นพบว่าเซลล์มุลเลอร์ซึ่งมีหน้าที่ในการเผาผลาญและสนับสนุนโครงสร้างของเรตินา มีส่วนเกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการอัชเชอร์ด้วย พวกเขาพบว่าเซลล์จากผู้ที่เป็นโรค Usher มียีนที่เปิดใช้งานอย่างผิดปกติเพื่อตอบสนองต่อความเครียดและการสลายโปรตีน การย้อนกลับสิ่งเหล่านี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันไม่ให้โรคดำเนินไปและแย่ลง เนื่องจาก 'ดวงตาจิ๋ว' เติบโตจากเซลล์ที่ได้รับบริจาคจากผู้ป่วยที่มีและไม่มี 'ความผิดปกติ' ทางพันธุกรรมที่ทำให้เกิดกลุ่มอาการอัชเชอร์ ทีมงานจึงสามารถเปรียบเทียบเซลล์ที่มีสุขภาพดีกับเซลล์ที่จะทำให้ตาบอดได้ การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้อาจให้เบาะแสเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในดวงตาก่อนที่การมองเห็นของเด็กจะเริ่มแย่ลง ในทางกลับกัน สิ่งนี้สามารถให้เบาะแสแก่เป้าหมายที่ดีที่สุดสำหรับการรักษาแต่เนิ่นๆ ซึ่งมีความสำคัญต่อการให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ดร. Yeh Chwan Leong ผู้ร่วมวิจัยที่ UCL GOS ICH และผู้เขียนคนแรกกล่าวว่า "เป็นการยากที่จะศึกษาเซลล์ประสาทขนาดเล็กที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ของเรตินาของผู้ป่วย เนื่องจากพวกมันเชื่อมต่อกันอย่างซับซ้อนและวางตำแหน่งไว้อย่างละเอียดอ่อนที่ด้านหลังของดวงตา โดยใช้เซลล์ขนาดเล็ก การตรวจชิ้นเนื้อผิวหนัง ตอนนี้เรามีเทคโนโลยีในการปรับโปรแกรมเซลล์ใหม่ให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิด แล้วสร้างเรตินาที่ปลูกในห้องปฏิบัติการด้วย DNA เดียวกัน และดังนั้นจึงมีสภาวะทางพันธุกรรมเดียวกันกับผู้ป่วยของเรา" ศาสตราจารย์ Jane Sowden ศาสตราจารย์ด้าน Developmental Biology & Genetics ที่ UCL และผู้เขียนอาวุโสกล่าวว่า "เรารู้สึกขอบคุณผู้ป่วยและครอบครัวที่บริจาคตัวอย่างเหล่านี้ให้กับการวิจัย เพื่อที่เราจะสามารถร่วมกันเพิ่มพูนความเข้าใจเกี่ยวกับสภาวะทางพันธุกรรมของดวงตา เช่น อัชเชอร์ซินโดรม แม้ว่าจะหยุดไปชั่วขณะ แต่เราหวังว่าแบบจำลองเหล่านี้จะช่วยให้เราพัฒนาวิธีการรักษาที่สามารถรักษาสายตาของเด็กและเยาวชนที่เป็นโรคอัชเชอร์ได้ในสักวันหนึ่ง" แบบจำลอง 'mini eye' สำหรับโรคตายังสามารถช่วยให้ทีมเข้าใจเงื่อนไขที่สืบทอดมาอื่น ๆ ซึ่งมีการตายของเซลล์ร็อดในดวงตา เช่น รูปแบบของ retinitis pigmentosa โดยไม่มีอาการหูหนวก นอกจากนี้ เทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองของโรคที่ซื่อสัตย์จากเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ยังสามารถใช้กับโรคอื่นๆ ได้อีกมากมาย ซึ่งเป็นความเชี่ยวชาญของศูนย์ Zayed สำหรับการวิจัยโรคหายากในเด็กที่ UCL GOS ICH การวิจัยในอนาคตจะสร้าง 'ตาจิ๋ว' จากตัวอย่างผู้ป่วยจำนวนมากขึ้น และใช้เพื่อระบุการรักษา เช่น โดยการทดสอบยาต่างๆ ในอนาคต อาจเป็นไปได้ที่จะแก้ไข DNA ของผู้ป่วยในเซลล์เฉพาะในดวงตาเพื่อหลีกเลี่ยงการตาบอด