สเต็มเซลล์เปลี่ยนไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงได้อย่างไร

     สเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิด เป็นเซลล์ที่ไม่ได้ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง แต่สามารถเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจงได้ ลักษณะเฉพาะประการหนึ่งของสเต็มเซลล์ คือ เป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ได้มีโครงสร้างพิเศษที่จะเอื้ออำนวยให้สามารถทำหน้าที่อย่างเฉพาะเจาะจงได้ ดังนั้นสเต็มเซลล์จึงไม่สามารถทำหน้าที่สูบฉีดเลือดหล่อเลี้ยงร่างกายได้เหมือนเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ สเต็มเซลล์ไม่สามารถจับโมเลกุลของออกซิเจนในกระแสเลือดได้เหมือนเซลล์เม็ดเลือดแดง

     รวมทั้งสเต็มเซลล์ไม่สามารถรับสัญญาณจากเซลล์หนึ่งสู่เซลล์หนึ่ง เพื่อให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้เหมือนเซลล์ประสาท แต่สเต็มเซลล์มีศักยภาพเปลี่ยนไปเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เซลล์เม็ดเลือด หรือแม้กระทั่งเซลล์ประสาทได้ ซึ่งคุณสมบัติข้อนี้เป็นที่น่าสนใจมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์เพิ่งเข้าใจกลไกของสัญญาณภายในและภายนอกเซลล์ที่ทำให้สเต็มเซลล์เปลี่ยนไปเป็นเซลล์เฉพาะได้ โดยผลจากการวิจัยทำให้ทราบว่า มีทั้งปัจจัยภายในและภายนอกสเต็มเซลล์ที่ทำให้เกิดกระบวนการดังกล่าว

     ปัจจัยภายในควบคุมโดยยีนภายในเซลล์ ส่วนปัจจัยภายนอกควบคุมโดยสารเคมีที่หลั่งออกมาจากเซลล์อื่น ลักษณะทางกายภาพระหว่างสเต็มเซลล์และเซลล์ใกล้เคียง รวมทั้งโมเลกุลอื่นรอบๆ สเต็มเซลล์ กระบวนการที่สเต็มเซลล์เปลี่ยนไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง เรียกว่า ดิฟเฟอเรนชิเอชั่น (differentiation) ประสิทธิภาพในการรักษาจากสเต็มเซลล์ จึงถือเป็นการปฏิวัติแนวทางรักษาโรคเลยทีเดียว เนื่องจากเซลล์ตัวอ่อนนั้นสามารถพัฒนาไปเป็นเนื้อเยื่อต่างๆ แทนเนื้อเยื่อเก่าที่เสียหายได้เกือบทุกชนิด โดยปรกติร่างกายจะมีการซ่อมแซมส่วนที่เสียหายอยู่แล้ว ยกตัวอย่างเช่น ผิวหนังของคนเรา หากถูกมีดบาดก็จะซ่อมแซมตัวเองจนหายเป็นปรกติ แต่เนื่องจากสเต็มเซลล์ในผู้ใหญ่จะพัฒนาเฉพาะหน้าที่ เนื้อเยื่อตรงอวัยวะส่วนไหนก็จะพัฒนาได้เฉพาะส่วนนั้น ส่วนสเต็มเซลล์ที่ได้จากตัวอ่อนจะสามารถพัฒนาไปเป็นเนื้อเยื่อทุกชนิดของร่างกาย

     ความก้าวหน้างานวิจัยสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิด ครั้งสำคัญเกิดขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2547 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชื่อดังชาวเกาหลีใต้ Hwang Woo-suk สามารถโคลนตัวอ่อนมนุษย์ 30 ตัวและใช้เวลาอยู่ไม่กี่วันพัฒนาตัวอ่อนเหล่านี้ ต่อมาในปี พ.ศ. 2548 นักวิทยาศาสตร์เกาหลีทีมเดิมก็สามารถพัฒนาสเต็มเซลล์ และปรับปรุงจนกระทั่งสามารถจับเข้ากับคนไข้แต่ละรายได้

     การบำบัดด้วยเซลล์จะขยายไปสู่การรักษาโรคอื่นๆ ด้วยคุณสมบัติที่เซลล์อ่อนสามารถพัฒนาเป็นเซลล์ซึ่งทำหน้าที่เป็นหลอดเลือด ดังนั้นเซลล์อ่อนจึงสามารถนำไปพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์ในการรักษาโรคอื่นๆ ที่มีสาเหตุมาจากการอุดตันของหลอดเลือดอีกเกือบทุกโรค ตัวอย่างเช่น คนที่เป็นโรคอ้วนหรือโรคเบาหวาน หลอดเลือดที่ขาอุดตัน ตีบเล็กลง เมื่อผู้ป่วยเหล่านี้อาจจะต้องตัดขาเพราะเลือดไม่ไปเลี้ยง นั่นอาจทำให้ผู้ป่วยถึงตายได้ แต่เมื่อฉีดเซลล์อ่อนเข้าไปโตเป็นหลอดเลือดก็ไม่จำเป็นต้องตัดขา ความสามารถในการรักษาโรคอื่นๆ ยังขึ้นอยู่กับขั้นตอนการแยก คัดเลือกเซลล์แล้วเพิ่มจำนวนแล้วถึงจะเปลี่ยนเป็นหลอดเลือดหรือเปลี่ยนไปเป็นอย่างอื่นได้อีก ซึ่งแน่นอนว่าไม่ใช่แค่เปลี่ยนเป็นหลอดเลือด อาจจะเป็นกล้ามเนื้อ ไขมัน ผิวหนัง เซลล์ประสาทหรืออื่นๆ อีก ซึ่งต้องมีการพัฒนาวิจัยโดยจะต้องมีการทดสอบให้แน่ใจเสียก่อนว่าปลอดภัย ซึ่งในขณะนี้การศึกษาวิจัยเป็นไปอย่างกว้างขวาง

     อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันก็ยังมีข้อสงสัยหลายประการเกี่ยวกับกลไกการเปลี่ยนไปทำหน้าที่เฉพาะของสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งต้องอาศัยการวิจัยกันต่อไปอีกพอสมควร ที่น่าสนใจมากได้แก่ ปัจจัยภายในและภายนอกที่ส่งสัญญาณให้เกิดดิฟเฟอเรนชิเอชั่นของสเต็มเซลล์เหมือนกับทุกชนิดหรือไม่ หรือว่าเซลล์แต่ละชนิดจะมีสัญญาณเฉพาะบางอย่างควบคุมการทำหน้าที่ คำตอบที่ได้มาในอนาคตมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถควบคุมสเต็มเซลล์ในห้องปฏิบัติได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งคาดว่าจะส่งผลให้เกิดการปฏิวัติแนวทางการรักษาโรคด้วยสเต็มเซลล์เลยทีเดียว

     สเต็มเซลล์จากร่างกายที่เป็นตัวอย่างที่ดีคือ เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่อยู่ภายในไขกระดูก ซึ่งโดยปรกติจะเปลี่ยนไปเป็นเซลล์เม็ดเลือดชนิดต่างๆ เช่น เซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์เม็ดเลือดขาว และเกล็ดเลือด ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่า เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดไม่สามารถเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ชนิดอื่นได้ เชื่อว่าคงไม่สามารถทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ประสาทได้ แต่จากการทดลองในห้องปฏิบัติการในระยะหลัง พบว่า สามารถเปลี่ยนเซลล์ต้นกำเนิดชนิดหนึ่งไปเป็นเซลล์ชนิดอื่นได้ เรียกวิธีการนี้ว่า พลาสติกซิตี้ (plasticity) ยกตัวอย่างเช่น ในห้องปฏิบัติการนักวิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดให้เป็นเซลล์ประสาทได้ หรือสามารถเปลี่ยนเซลล์ต้นกำเนิดในตับให้สร้างอินซูลินได้ รวมทั้งทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดเปลี่ยนไปเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจได้ เมื่อได้พัฒนาเทคนิกการนำสเต็มเซลล์ หรือเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายมาใช้ได้อย่างเต็มที่ ช่วยการแก้ปัญหาข้อโต้แย้งเรื่องจริยธรรมการใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนลงได้